Comme chacun sait, les sons que nous percevons sont des ondes acoustiques dont la fréquence se situe entre 20 Hz et 20 000 Hz. Les ondes acoustiques de fréquence supérieure à 20 000 Hz sont appelées ultrasons. Ces ondes se propagent longitudinalement sous forme d'une sinusoïde, alternant entre intensité forte et faible. Lorsqu'elles agissent sur un liquide, les ondes acoustiques de faible intensité y génèrent une dépression, formant ainsi de nombreuses bulles minuscules. À l'inverse, les ondes acoustiques de forte intensité exercent une pression positive sur le liquide, provoquant l'implosion de ces bulles. Des études ont montré que l'implosion de chaque bulle, sous l'effet des ultrasons, produit des ondes de choc extrêmement puissantes, accompagnées de températures et de pressions instantanées pouvant atteindre plusieurs milliers d'atmosphères. Ce phénomène est connu sous le nom de « cavitation ».Nettoyage par ultrasonsexploite les ondes de choc générées par l'éclatement des bulles dans le liquide pour nettoyer et récurer les surfaces internes et externes des pièces à usiner.
Les ondes ultrasonores se divisent en trois catégories : les infrasons, les ondes sonores et les ultrasons. La fréquence des infrasons est inférieure à 20 Hz, celle des ondes sonores se situe entre 20 Hz et 20 kHz, et celle des ultrasons est supérieure à 20 kHz. L’oreille humaine ne perçoit généralement ni les infrasons ni les ultrasons. Grâce à leur haute fréquence et leur courte longueur d’onde, les ultrasons présentent une bonne propagation directionnelle et un fort pouvoir de pénétration.
Le principe de fonctionnement d'un nettoyeur à ultrasons est le suivant : le transducteur convertit l'énergie acoustique d'une source ultrasonique de haute puissance en vibrations mécaniques. Ces vibrations se propagent à travers la paroi de la cuve de nettoyage, générant des ondes ultrasonores dans la solution de nettoyage. Sous l'effet de ces ondes, les minuscules bulles présentes dans le liquide vibrent.
Lorsque la pression ou l'intensité sonore atteint un certain niveau, les bulles se dilatent rapidement puis s'effondrent brutalement. Au moment de l'effondrement des bulles, des ondes de choc sont générées, produisant une pression de l'ordre de 10¹²Pa à 10¹³Une pression intense entoure les bulles. Cette pression générée par la cavitation ultrasonique décompose les contaminants insolubles et les disperse dans la solution.
D'une part, les ultrasons brisent l'adhérence entre les contaminants et la surface des objets nettoyés. D'autre part, ils provoquent la rupture par fatigue des couches de contaminants, entraînant leur détachement. La vibration des bulles de gaz nettoie les surfaces solides. Dès l'apparition de fissures dans les couches de contaminants, les bulles pénètrent dans les interstices et vibrent pour détacher la saleté. La cavitation permet également une dispersion et une émulsification rapides de deux liquides à leur interface. Lorsque des particules solides enrobées d'huile adhèrent à la surface des objets nettoyés, l'huile est…émulsifiéLes particules solides se détachent naturellement. Lorsque les ondes ultrasonores se propagent dans la solution de nettoyage, elles génèrent une pression acoustique alternée, positive et négative, formant des jets qui impactent les objets nettoyés. Parallèlement, des effets non linéaires produisent des courants acoustiques et des micro-courants acoustiques, et la cavitation ultrasonore crée des microjets à grande vitesse à l'interface solide-liquide. Tous ces effets permettent de décomposer les contaminants, d'éliminer ou d'atténuer les couches superficielles de saleté, d'améliorer l'agitation et la diffusion, d'accélérer la dissolution des saletés solubles et d'optimiser l'efficacité des détergents chimiques.
On peut donc conclure que le nettoyage s'effectue partout où le liquide peut pénétrer et où le champ sonore est présent. Cette technologie est particulièrement adaptée au nettoyage de pièces aux formes de surface extrêmement complexes. De plus, son application permet de réduire l'utilisation de solvants chimiques, contribuant ainsi à limiter considérablement la pollution environnementale.
Précautions d'utilisation des nettoyeurs à ultrasons
Les alimentations électriques du nettoyeur à ultrasons et de son élément chauffant électrique doivent être équipées de dispositifs de mise à la terre fiables.
N’utilisez pas le nettoyeur à ultrasons sans liquide de nettoyage. N’actionnez jamais l’appareil à ultrasons si le réservoir de nettoyage n’est pas rempli d’une quantité suffisante de solution nettoyante.
Pour les équipements de nettoyage dotés d'éléments chauffants, l'interrupteur de chauffage ne doit pas être activé lorsqu'il n'y a pas de liquide à l'intérieur.
Ne pas heurter le fond du réservoir de nettoyage avec des objets lourds tels que des pièces en fer, afin d'éviter d'endommager les puces du transducteur.
Le générateur ultrasonique doit être raccordé à un circuit d'alimentation indépendant de 220 V/50 Hz, équipé d'un stabilisateur de tension d'une puissance supérieure à 2000 W.
Rincez régulièrement le fond du réservoir de nettoyage pour éviter une accumulation excessive de débris et de saletés.
Lors du remplacement du liquide de nettoyage, démarrez d'abord le système à ultrasons avant de placer les objets dans le réservoir à nettoyer.
Date de publication : 12 juin 2026