LA FRÉQUENCE

     I) Qu'est ce que la fréquence ?

         La fréquence d’un son indique le nombre d’oscillations complètes effectuées par l'onde en une seconde. Elle s’exprime en Hertz (Hz), unité équivalente à une seconde-1. En d’autres termes une fréquence de un hertz signifie que l’onde effectue une oscillation complète  (d’une longueur égale à la longueur d’onde) en une seconde.

              Note : En musique, la fréquence est plutôt désignée par le nom de hauteur. Ainsi, plus la fréquence d’un son est élevée, plus celui-ci est aigu. 

              En physique, on parle de sons graves pour une fréquence inférieure à 100 Hz, de sons mediums pour des fréquences comprises entre 500 et 3000 Hz, et de sons aigus pour des fréquences supérieures à 3000 Hz.

         Il y a certains sons que l’on ne perçoit pas, se sont les ultrasons et les infrasons :

- les infrasons sont des ondes de fréquence inférieure à 20 Hz, imperceptibles par l'oreille humaine.

- les ultrasons sont des ondes à très haute fréquence (qui dépassent les 20 000 Hz), c’est une onde mécanique et élastique, diffusée par les gaz, les liquides, les tissus mous ou les solides. Le nom vient du fait que leur fréquence est trop élevée pour être audible pour l'oreille humaine (le son est trop aigu)

                                          

Pour un son grave, la distance entre deux crêtes est plus grande : il y a moins d’oscillation en une seconde que quand le son est plus aigue

 

 

 

     II) Les infrasons

Les infrasons sont des sons à très basse fréquence qui peuvent voyager sur de longues distances et pénétrer facilement dans la plupart des bâtiments et des véhicules. La transmission du son par grandes ondes entraînent des effets biophysiques; nausée, incontinence, désorientation, vomissements, éventuels dommages aux organes internes ou encore le décès de la personne. Supérieur aux ultrasons car "en bande" ce qui signifie qu'ils ne perdent pas leurs propriétés quand ils changent de milieu en passant de l'air aux cellules du corps par exemple. Vers 1972 un générateur à infrasons a été construit en France qui générait des ondes de 7 hertz. Quand il était activé il rendait les gens malades pendant des heures.

Le sous-grave et l'infra-grave ont la capacité de traverser les obstacles plus facilement que les hautes fréquences, qui elles, sont vulnérables aux réflexions. Ce qui se traduit souvent par une très longue portée de l'énergie acoustique. Exposé directement à une forte pression sonore dans ces basses fréquences, l'énergie peut être telle que la structure même d'un bâtiment se met en branle.

À forte puissance, les infrasons peuvent avoir des effets destructeurs, tant mécaniques que physiologiques. Des essais d'utilisation ont été faits pendant la seconde guerre mondiale par l'armée allemande. À plus faible puissance, ils constituent une gêne physiologique importante pour les animaux et les humains pouvant produire, lors d'une exposition prolongée, un inconfort, une fatigue, voire des troubles nerveux ou psychologiques.

Si la fréquence de ces infrasons est un sous-multiple de la fréquence de résonance de votre système auditif, celui-ci entre en résonance, cela ce traduit par un « bourdonnement d'oreilles » extrêmement pénible, dont l'intensité varie avec celle des infrasons, le système nerveux est alors mis à rude épreuve !

À forte puissance les infrasons traversent tout et sont perceptibles à une très grande distance de leur source, ils engendrent alors des douleurs d'oreilles insupportables, plaquer alors les mains sur les oreilles ne change strictement rien ! Elles sont totalement « transparentes » aux infrasons, mais il suffit que d'autres fréquences atteignent les tympans (si d'une intensité en rapport avec celle des infrasons) pour bloquer la résonance. Nous n'entendons donc pas les infrasons mais la résonance induite (nombre de microcentrales hydroélectriques sont source d'infrasons ; pour donner un ordre d'idée : une centrale de 1500 kW peut être perçue par l'oreille humaine à plus de huit kilomètres, une trois fois plus puissante à une trentaine de kilomètres ; il s'agit dans ces cas de centrales ou l'harmonie génératrice/roue/frappes n'est pas respectée, augmentant ainsi considérablement la génération d'infrasons).image-2.jpg

Les infrasons peuvent devenir mortel lorsque leur fréquence baisse à 7 Hertz ou en dessous, étant donné que plus la longueur d'ondes sonores est faible, plus l'intensité accoustique réfléchie est faible. Donc l'intensité accoustique absorbée devient plus importante, or cette énergie est évacuée sous forme de chaleur, donc la température du corp augmente très vite jusqu'à un seuil critique qui peut entraîner la mort.       

avec:  -N, la fréquence à laquelle les infrasons sont mortels en Hz

           -V, la vitesse du son dans le vide en m/s

           -λ, la longueur d'onde des infrasons en nm

λ=V/N    

λ=3.40×10²/7.00

λ=4.86 nm

 Ainsi, la longueur d'onde à laquelle les infrasons sont mortels est de 4,86 nm.

   

     III) Les ultrasons

L’ultrason est une onde mécanique et élastique, diffusée par les gaz, les liquides, les tissus mous ou les solides, dont la fréquence est supérieure à 20000 Hz. Le nom vient du fait que leur fréquence est trop élevée pour être audible pour l’oreille humaine.

Les ultrasons peuvent servir à de nombreux emplois, comme dans l’industrie, ou la médecine. Ainsi dans la médecine les ondes ultrasonores sont utilisées pour traiter les calculs rénaux, ou les tumeurs de la prostate plus récemment, grâce à l’Ablatherm qui est une invention française.

Les calculs rénaux sont traités à l’aide d’onde de choc appelé lithotripsie. Alors que l’on cherche à limiter les conséquences mécaniques et thermiques des ultrasons en échographie, ce sont ces deux effets que l’on va utiliser en thérapie.  En modifiant la durée du faisceau, on peut générer des ondes de choc, alors qu’en agissant sur son intensité on peut augmenter la température de la cible.

Développée depuis les années 1980, l’utilisation des ondes de choc permet de détruire des calculs rénaux, vésicaux ou biliaires. Lorsqu’un est généré sur une courte durée, de l’ordre du dixième de microseconde, il se produit une onde de choc : à la suite d’une élévation rapide de la pression a lieu une dépression très intense qui se traduit par une raréfaction de la matière. L’onde de choc va alors fragmenter la cible, ce qui permettra son élimination.

L’élévation de température provoquée par les ultrasons trouve aussi une application dans l’hyperthermie cérébrale, dont le but est de nécroser les tumeurs sans avoir besoin d’ouvrir la boite crânienne. L’échauffement provoqué par le faisceau ultrasonore est proportionnel à la durée et à l’intensité de l’onde. La température peut atteindre 90°C en quelques secondes : pour éviter de brûler la peau lors du passage du faisceau, on répartit l’énergie sur plusieurs émetteurs.

De plus, on peut depuis quelques années utiliser les ultrasons pour détruire des tumeurs (en particulier celle de la prostate), grâce à l'Ablatherm. Ainsi les ondes ultrasonores provoquent des variations de pression accoustique à l'endroit du tissu ciblé. Qui se met à "vibrer" en se contractant et en se dilatant alternativement. Mais plus la fréquence ultrasonore sera élevée, moins le tissu sera capable d'absorber les variations de pression. De l'énergie va alors se dégager sous forme de chaleur au point focale. Détruire les cellules cancéreuses de la zone ciblée nécessite que la température s'élève jusqu'à 85°C au minimum. Il faut entre 400 et 600 tirs d'ultrasons pour traiter l'intégralité de la prostate.

                                                               

Localisation de la prostate à l'aide d'une sonde échographique. 

  Les ondes ultrasonores, d'énergie élevée, se focalisent à travers la paroi rectale vers la zone prostatique à traiter.

Traitement de la prostate à l'aide de tirs d'ultasons.

Commentaires (1)

1. Jean luc 29/09/2014

merci !

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