Faisabilité d'un mécanisme à cames pour la génération d'ondes acoustiques ultrasonores large bande

Dans le cadre de ces travaux de recherche, un nouveau type d'actionneur électroacoustique est proposé dans le but de répondre à un besoin émergeant, soit un actionneur permettant de générer une onde de pression ultrasonore de grande amplitude (> 140 dB) sur une large bande passante allant de 25 à 75 kHz. Ce document est une synthèse des travaux effectués dans le but de présenter un prototype fonctionnel permettant de répondre à ce besoin. Cependant, certaines difficultés rencontrées ont fait en sorte que la preuve de concept développée se limite à une fréquence maximale de 25 kHz. Le concept développé se veut être une adaptation du principe d’arbre à cames, soit un mécanisme qui transfère un mouvement de rotation en un mouvement de translation tel qu’utilisé pour la conception des valves d’admission et d’éjection dans un moteur à explosion. En imposant un mouvement de rotation à une came par l’entremise d’un moteur électrique, il est possible de générer un mouvement de piston suivant le profil de la came et, par le fait même, générer une onde de pression ayant la fréquence voulue en adaptant le profile de la came à la vitesse de rotation du moteur. Afin d'évaluer la validité du concept proposé, soit le mécanisme External Axial Groove (EAG), un modèle dynamique est développé dans le but de faire le dimensionnement du prototype. Ce modèle permettant de faire une prédiction des métriques d'intérêts, soit la pression rayonnée par le dispositif et la fréquence atteinte en régime permanent, est utilisé afin d'optimiser les paramètres de conception, principalement la géométrie de la came ainsi que la masse du suiveur. Une analyse numérique permettant de confirmer la validité théorique du concept est faite, suite à quoi les pièces sont fabriquées. La dernière étape, soit la mise en fonction du prototype, permet ensuite de valider le concept en terme de fréquence et de niveau de pression. En effet, les valeurs obtenues ont un écart de 16% pour ce qui est de la fréquence mesu