FR2940739A1 - Procede de fabrication d'un transducteur d'ultrasons et transducteur ainsi realise - Google Patents

Abstract

Procédé de fabrication d'un transducteur d'ultrasons (110) destiné à être appliqué à un milieu fluide. Un élément transducteur piézo-électrique (112) est relié directement ou indirectement à un organe adaptateur (116) pour favoriser le couplage des oscillations entre l'élément transducteur piézo-électrique (112) et le milieu fluide. L'organe adaptateur (116) comporte au moins une pièce pressée poreuse (118) en polymère.

Description

1 Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un transducteur d'ultrasons destiné à être utilisé dans un milieu fluide ainsi qu'un transducteur réalisé avec ce procédé.

L'invention a pour point de départ les transducteurs d'ultrasons connus, utilisés par exemple pour les mesures de débit d'ultrasons en technique de procédé et/ou dans le domaine automobile. En particulier, dans la tubulure d'admission et/ou la conduite d'échappement de moteurs à combustion, on utilise de tels débitmètres à passage pour mesurer le débit volumique, la masse ou la vitesse. En particulier, de tels transducteurs d'ultrasons sont prévus pour mesurer l'écoulement de l'air ; toutefois, en principe, on peut également utiliser d'autres milieux fluides, c'est-à-dire des gaz et/ou des liquides. Dans le domaine automobile, par la mesure des ultrasons, on obtient des signaux de mesure d'air et/ou des signaux de masse d'air fournis à la commande du système par le moteur à combustion. Etat de la technique De façon caractéristique, on utilise des transducteurs d'ultrasons émettant des ondes ultrasonores dans un milieu fluide ou recevant les ondes ultrasonores provenant du milieu fluide. Les signaux ultrasonores sont habituellement transmis par le milieu fluide, en écoulement, d'un émetteur vers un récepteur ; on saisit le temps de parcours, les différences de temps de parcours, les phases, les différences de phases et aussi les combinaisons de telles grandeurs de mesure et/ou d'autres grandeurs de mesure. Ces grandeurs de mesure ou signaux de mesure, sont influencées par l'écoulement du milieu fluide. Le degré suivant lequel le temps de parcours est influencé, permet de déterminer la vitesse d'écoulement du milieu fluide. On peut envisager différents dispositifs de mesure et principes d'exploitation, par exemple des débitmètres à ultrasons ayant un, deux ou plusieurs transducteurs d'ultrasons. Des exemples de transducteurs d'ultrasons sont donnés dans les documents suivants : DE 10 2007 010 500 Al, DE 42 30 773 Cl, EP 0 766 071 Al. Une difficulté de nombreux débitmètres à passage à ultrasons, réside toutefois dans le cas des amplitudes du signal

2 d'ultrasons relativement faible dans les milieux gazeux. Cela provient notamment de ce que les générateurs d'ultrasons, usuels, par exemple, une céramique piézo-électrique, génèrent une énergie de vibration qui doit passer une différence d'impédance acoustique importante lors de l'injection dans le milieu à mesurer ; en général, cette différence d'impédance correspond à un coefficient de 6 x 105. Il en résulte qu'en général, pratiquement 99,9995 % de l'énergie sonore, est réfléchie en retour par la surface limite sur le chemin entre la céramique piézo-électrique et l'air ; cette énergie n'est pas utilisée pour la mesure. On a la même perte par réflexion, une nouvelle fois, au niveau de l'élément transducteur fonctionnant comme récepteur, et qui peut être identique ou de même construction que le premier élément transducteur. Pour améliorer le couplage acoustique entre l'élément transducteur et le milieu fluide à mesurer, on utilise ainsi habituellement, des organes adaptateurs par exemple, sous la forme d'une ou plusieurs couches adaptatrices favorisant l'injection des oscillations entre l'élément transducteur piézo-électrique et le milieu fluide qui l'entoure. On connaît par exemple des transducteurs d'ultrasons ayant des organes adaptateurs ou organes résonnants, émettant un son, tels que par exemple une membrane métallique ou une couche d'adaptation d'impédance X/4. Le document M. I. Haller "1-3 Composites for Ultrasonic Air Transducers, IEEE 1992 Ultrasonics Symposium" pages 937 à 939, décrit un organe adaptateur fabriqué en technique micromécanique en Kapton (polyimide de la société DuPont, marque déposée). A l'aide d'un plasma à l'oxygène, on fabrique un réseau de colonnes en polyimide. Le procédé micromécanique décrit dans le document rappelé ci-dessus, est toutefois d'une technique extrêmement compliquée et en général, il ne convient pas pour des fabrications en grande série.

Les transducteurs d'ultrasons notamment dans les domaines d'application cités, doivent en général répondre à un grand nombre de conditions aux limites. Une condition importante pour le transducteur d'ultrasons, est celle, d'une résistance au milieu notamment vis-à-vis des milieux fluides dans lesquels, on utilise le transducteur d'ultrasons. Ainsi, les transducteurs d'ultrasons doivent,

3 par exemple, réaliser une mesure massique d'air par ultrasons, robuste, par exemple, en remplacement ou en complément des mesures de masse d'air par voie thermique, et ils constituent ainsi un élément clef doit permettre de répondre à des normes très strictes relatives aux gaz d'échappement, comme par exemple la réglementation EU-6 relative aux gaz d'échappement. Pour cela, les transducteurs d'ultrasons doivent pouvoir s'utiliser dans l'atmosphère des gaz d'admission d'un véhicule automobile en étant exposés aux influences de l'environnement, y compris l'humidité, l'huile, la poussière, les carburants, des fractions de gaz d'échappement et autres produits chimiques. De plus, de nombreux transducteurs à ultrasons sont utilisés dans des domaines dans lesquels, le milieu fluide est sous une pression élevée, par exemple, on peut l'utiliser dans la conduite des gaz d'échappement en aval des turbocompresseurs, de sorte que l'on peut avoir des sollicitations de pression de 2 à 6 bars. Pour avoir une telle résistance au milieu et/ou à la pression, on connaît selon l'état de la technique, des transducteurs d'ultrasons dans lesquels la surface rayonnant le son ou la surface recevant le son, font partie intégrante d'un boîtier de transducteur et/ ou d'une conduite ou un tube d'écoulement. A titre d'exemple, on citera une nouvelle fois les documents déjà cités ci-dessus à savoir : EP 0 766 071 Al, DE 42 39 773 Cl. Une autre condition à laquelle les transducteurs d'ultrasons usuels doivent répondre, est la stabilité thermique. Les transducteurs d'ultrasons doivent pouvoir s'utiliser dans des plages de températures très étendues. Pour répondre à cette condition, l'encapsulage décrit ci-dessus à l'aide d'un boîtier approprié, constitue au moins une solution poussée. Toutefois, l'encapsulage connu selon l'état de la technique dans un boîtier, constitue dans de nombreux cas, une source de conflits avec une troisième condition, qui doit être remplie en même temps que la résistance à la pression du milieu et la résistance thermique, à savoir celle des conditions concernant les propriétés acoustiques appropriées. De telles propriétés acoustiques correspondent elles-mêmes à une subdivision à deux conditions, à savoir la nécessité d'un bon couplage des ondes ultrasonores entre

4 l'élément transducteur piézo-électrique et le milieu liquide et pour cela, on utilise, par exemple, une ou plusieurs couches adaptatrices décrites ci-dessus. Mais en même temps, on veut un bon découplage vis-à-vis du déploiement du bruit de structure pour protéger par exemple le transducteur piézo-électrique contre de tels déploiements du bruit de structure par exemple, la conduite ou le boîtier du capteur. Ces déploiements des bruits de structure peuvent provenir de sources de perturbations externes mais également, du transducteur d'ultrasons qui est juste en émission et se combiner dans le transducteur d'ultrasons en état de réception, aux bruits transmis par le milieu fluide. Cela peut se traduire par des erreurs de mesure. Si toutefois la surface émettant ou recevant le son dans le transducteur d'ultrasons, fait partie intégrante du boîtier du transducteur et/ ou du tube dans lequel passe l'écoulement, on n'aura pas, en général, une telle injection.

Selon l'état de la technique, pour découpler le bruit de structure, on utilise souvent deux pièces moulées ou deux zones coulées en des élastomères, des silicones, des polyuréthanes, des résines époxyde rendues souples ou des matières expansées. Ces matières de découplage sont intégrées en général entre le transducteur d'ultrasons et le tube d'écoulement ou le boîtier du capteur et ces matériaux sont à leur tour directement exposés aux milieux. Or, des élastomères résistant aux milieux et à l'humidité tels que par exemple des matériaux fluorés, sont à leur tour relativement durs et ne conviennent pas pour cette raison pour le découplage, si le passage entre le matériau de découplage et le transducteur ou la conduite ou le boîtier du capteur, correspond à une surface de section relativement petite comme par exemple dans le cas d'un joint torique qui permet en première approximation, un contact linéaire et ainsi se traduit par une zone de passage réduite. De telles limitations liées à la géométrie de l'élément de découplage, se traduisent toutefois par un compromis non satisfaisant pour l'effet de découplage et la tenue à la pression. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un transducteur d'ultrasons et son procédé de fabrication permettant de résoudre au moins en partie le conflit d'objectifs évoqué ci-dessus et de développer un transducteur d'ultrasons à la fois résistant aux milieux, résistant à la pression et qui soit thermiquement stable et convienne sur le plan acoustique. Exposé et avantages de l'invention 5 A cet effet l'invention concerne un procédé de fabrication d'un transducteur d'ultrasons destiné à être utilisé dans un milieu fluide, dans lequel, au moins un élément transducteur piézo-électrique est relié directement ou indirectement à au moins un organe adaptateur pour favoriser le couplage des oscillations entre l'élément transducteur piézo-électrique et le milieu fluide, l'organe adaptateur ayant au moins une pièce pressée poreuse en polymère. L'invention concerne également un transducteur d'ultrasons, caractérisé en ce qu'il comprend : - au moins un élément transducteur piézo-électrique et au moins un organe adaptateur pour favoriser le couplage des oscillations entre l'élément conducteur piézo-électrique et le milieu fluide, - l'organe adaptateur comprenant au moins une pièce pressée poreuse en polymère.

Ainsi, selon un développement, l'invention concerne un procédé de fabrication d'un transducteur d'ultrasons pour un milieu fluide. L'expression "transducteur d'ultrasons" désigne de manière générale un élément émettant des signaux acoustiques dans le domaine des ultrasons dans un milieu fluide ou recevant des signaux acoustiques provenant du milieu fluide et les transformant en des signaux électriques correspondants. Du point de vue du milieu fluide, il y a de nombreuses possibilités d'applications avec des gaz et/ou des liquides. De manière particulièrement préférentielle, les transducteurs selon l'invention, sont appliqués à des milieux gazeux, notamment à l'air et en particulier dans la tubulure d'admission et/ou la conduite des gaz d'échappement d'un moteur à combustion. Le transducteur d'ultrasons peut, par exemple, s'utiliser dans un débitmètre massique à ultrasons. Selon le procédé, on relie au moins un élément transducteur piézo-électrique, directement ou indirectement à un

6 organe adaptateur pour favoriser le couplage des oscillations entre l'élément transducteur piézo-électrique et le milieu fluide. L'expression "élément transducteur piézo-électrique" doit être prise au sens large et englobe par exemple des transducteurs électro-acoustiques fonctionnant selon les effets ferroélectriques, électrostatiques, magnétostrictifs, magnéto-électriques ou des combinaisons de tels effets. L'organe adaptateur peut comporter notamment une ou plusieurs couches adaptatrices et a une impédance acoustique qui se situe entre celle de l'élément transducteur piézo-électrique, par exemple une matière piézo-électrique de l'élément transducteur piézo-électrique et celle du milieu fluide. De manière préférentielle, l'organe adaptateur fait une adaptation d'impédance consistant par exemple à utiliser des membranes et/ou des couches dites X/4.

Pour une adaptation optimale de l'impédance, il faut que le matériau ou la combinaison des matériaux de l'organe adaptateur, pour remplir de façon optimale les conditions acoustiques requises, présente théoriquement une impédance correspondant à la moyenne géométrique des impédances de l'élément transducteur piézo-électrique et du milieu fluide. Pour le domaine d'application préférentiel, à savoir l'utilisation de l'air comme milieu fluide, pour des vitesses caractéristiques du son, on arrive dans de nombreux cas à des valeurs trop faibles du point de vue de la réalisation, pour la densité de l'organe adaptateur ou du matériau utilisé dans l'organe adaptateur ; de telles conditions aboutiraient, en général, à des matériaux trop peu robustes. C'est pourquoi, selon l'invention, il est prévu d'utiliser un organe adaptateur comportant au moins une pièce moulée poreuse en polymère. Il s'est notamment avéré comme avantageux, que cette pièce pressée, poreuse, comporte au moins un polyimide, notamment un polyimide n'ayant pas de température de transition vitreuse que l'on peut constater. Par exemple, on peut utiliser dans ces conditions, des polyimides connus sous le nom commercial de "Vespel " (marque déposée par DuPont). De tels polyimides sans température de transition vitreuse que l'on peut constater, ont par exemple la structure chimique suivante : _n Dans cette formule, n représente un nombre entier. On peut également utiliser les dérivés de ce polyimide, par exemple les dérivés dans lesquels des atomes hydrogènes sont remplacés par des éléments de substitution. Les polyimides, notamment le Vespel (marque déposée), ont notamment une faible transition vitreuse ou pas de transition et peuvent ainsi s'utiliser dans une plage de températures élevées. C'est ainsi que les polyimides peuvent, par exemple, s'utiliser dans une plage de températures inférieures à -100°C et dans une plage de températures qui dépasse même 300°C. De plus, en général, les polyimides ont des coefficients de dilatation thermique plus faibles que les autres matières plastiques de sorte que vis-à-vis des conditions concernant la stabilité thermique, on peut bien utiliser les polyimides. En particulier, dans le cas de chocs de températures, on réduit fortement les contraintes exercées sur l'élément transducteur piézo-électrique. En même temps, les polyimides ont en général une résistance élevée vis-à-vis des milieux, par exemple vis-à-vis de l'influence de l'environnement, comme présenté ci-dessus. En même temps, l'utilisation d'une pièce pressée permet de réaliser une couche adaptatrice à impédance acoustique relativement faible. L'impédance peut être fortement influencée par la porosité de la pièce comprimée et cela dans une plage très étendue de sorte que l'on peut également avoir une adaptation pas à pas de l'impédance en utilisant plusieurs pièces pressées, de porosité différente, par exemple sous la forme d'une structure stratifiée. De manière particulièrement préférentielle, notamment si l'on utilise des polyimides, et en particulier le Vespel (marque déposée), on aura une pièce pressée, poreuse avec une densité comprise entre 0,6 et 1,0 g/cm3, et notamment une densité de l'ordre de 0,8 g/cm3. De telles densités et les porosités correspondantes ou les teneurs en pores, conviennent tout particulièrement pour adapter l'impédance, notamment dans une plage de fréquences comprise entre 30 kHz et 400 kHz, par exemple dans la plage comprise entre 250 kHz et 300 kHz. L'épaisseur de la pièce

8 comprimée peut correspondre à une adaptation optimale de l'impédance, à 1/4 ou 3/4 de la longueur d'onde X, dans la matière utilisée. En fonction du milieu de mesure, de la géométrie de l'environnement et des matériaux dans le transducteur d'ultrasons ainsi que des conditions relatives à l'évolution de la température ou à la largeur de bande spectrale, on n'aura en général pas précisément une épaisseur optimale égale à 1/4 ou 3/4 X. En d'autres termes, une plage comprise entre environ 0,5 et 2 X, convient en principe. On peut compenser une diminution de la vitesse du son lorsque la température augmente et ainsi l'amplitude diminue, par exemple actuellement en réduisant l'épaisseur de la couche de la pièce pressée et inversement. La vitesse sonore dans le matériau de l'organe adaptateur, peut se situer de manière caractéristique dans une plage comprise entre environ 500 m/ s et environ 3000 mis. Dans le cas de polyimides poreux, la vitesse du son se situe par exemple dans une plage d'environ 500 m/ s jusqu'à environ 1500 mis. A titre d'exemple, on peut utiliser des pièces comprimées poreuses ayant une épaisseur comprise entre 0,5 mm et 1,5 mm, notamment entre 0,8 et 1,0 mm. Dans le cas d'une pièce pressée poreuse, dans de nombreux cas, la difficulté technique est que ces pièces absorbent des milieux de l'environnement. Cette prise de milieux par exemple l'absorption de milieux liquides et/ou gazeux et le cas échéant l'absorption d'impuretés, peut toutefois modifier les propriétés de l'organe adaptateur. En particulier, on rencontre cette difficulté si l'élément transducteur piézo-électrique est relié par un procédé de collage à l'organe adaptateur. Dans ce cas, la colle ou l'adhésif peuvent pénétrer dans les pores de l'organe adaptateur ou dans la pièce pressée, poreuse, ce qui risque de détériorer la solidité du collage. D'autre part, les matières qui pénètrent dans la zone de densité réduite, risquent de diminuer d'autant l'impédance acoustique, ce qui modifie l'épaisseur efficace de l'organe adaptateur et ainsi sa fréquence de résonance et par conséquent la caractéristique de transfert du transducteur d'ultrasons. Des composants du milieu fluide, tels que par exemple des impuretés peuvent également pénétrer dans la pièce pressée ce qui peut avoir une influence sur les propriétés de la pièce pressée poreuse. Pour résoudre

9 cette exigence, selon une variante en option du procédé selon l'invention, on prévoit au moins un moyen d'étanchéité ou on applique un moyen d'étanchéité pour assurer au moins en partie l'étanchéité de la pièce pressée poreuse. Cette étanchéité peut être appliquée par exemple sur la pièce pressée poreuse ou sur l'organe adaptateur et couvrir au moins en partie cet élément. En principe, un recouvrement incomplet est possible. De plus, en variante ou en outre, on peut appliquer le moyen d'étanchéité, non pas directement sur l'organe adaptateur, par exemple, sur la pièce pressée poreuse, mais uniquement en assurer l'étanchéité de façon indirecte, par exemple, vis-à-vis du milieu fluide. Pour cela, on utilise par exemple une membrane. Là encore, en variante ou en plus, l'étanchéité peut être prévue pour assurer au moins en partie l'étanchéité d'autres éléments du transducteur d'ultrasons en plus de la pièce pressée poreuse, tels que par exemple l'ouverture du boîtier par laquelle le transducteur piézo-électrique échange des signaux d'ultrasons avec le milieu fluide. On peut également avoir une étanchéité des éléments de découplage pour le découplage acoustique entre l'élément transducteur piézo-électrique et le boîtier. De tels éléments de découplage peuvent avoir par exemple une dureté Shore A de l'ordre de 10 à 60, par exemple de 25. Toutefois, en général, ces éléments ne résistent pas ou seulement mal à l'influence du milieu. Là encore en variante ou en plus, on peut assurer l'étanchéité de l'élément amortisseur qui, après une brève excitation, met au repos aussi rapidement que possible, l'oscillation de l'élément piézo-électrique après une brève excitation pour que la source potentielle de bruit de structure reste limitée à une plage de temps suffisamment loin en amont du signal de réception. Le moyen d'étanchéité proposé permet en plus de la pièce pressée, poreuse, d'assurer également l'étanchéité d'au moins un élément de découplage ou élément d'amortissement. Cette étanchéité peut s'obtenir de différentes manières. Comme présenté ci-dessus, le moyen d'étanchéité peut réduire ou éliminer par exemple le problème de collage entre l'élément transducteur piézo-électrique et la pièce pressée poreuse. Pour cela, le moyen d'étanchéité sera par exemple réalisé pour assurer l'étanchéité

l0 au moins de la face de la pièce pressée poreuse tournée vers l'élément transducteur piézo-électrique ou de l'organe adaptateur. En variante ou en plus, on peut également résoudre au moins en partie grâce à ce moyen d'étanchéité, les problèmes de contamination évoqués ci-dessus, c'est-à-dire la contamination de la pièce pressée, par le milieu fluide, et répondre aux conditions d'étanchéité à la pression. Ainsi, en variante ou en plus de l'étanchéité de l'élément transducteur piézo-électrique, on peut prévoir le moyen d'étanchéité, en variante ou en plus, au moins sur le côté de la pièce pressée poreuse exposée au milieu fluide. Comme io indiqué ci-dessus, le moyen d'étanchéité peut être réalisé de différentes manières ; le moyen d'étanchéité peut comporter de manière combinée différents types de moyens d'étanchéité. D'une façon particulièrement préférentielle, pour réaliser l'étanchéité, on applique au moins un revêtement, par exemple directement ou indirectement sur la pièce 15 pressée poreuse et/ou d'autres zones ou éléments du transducteur d'ultrasons, à rendre étanches. Le moyen d'étanchéité peut couvrir par exemple au moins partiellement une surface extérieure de la pièce pressée poreuse. On peut également envisager une couverture totale ou une étanchéité totale de la pièce pressée poreuse, au moins pour sa 20 surface extérieure ou pour toutes les surfaces extérieures. Le moyen d'étanchéité peut servir au-delà de la fonction d'étanchéité décrite ci-dessus, également, en variante ou en plus, à d'autres fonctions. Ainsi, le moyen d'étanchéité permet par exemple d'adapter le coefficient de dilatation thermique par exemple entre le 25 coefficient de dilatation thermique de l'élément transducteur piézo-électrique et le coefficient de dilatation thermique de l'organe adaptateur. Par exemple, le coefficient de dilatation thermique du matériau de l'élément transducteur piézo-électrique, se situe de manière caractéristique en dessous de 10 ppm/K. Le coefficient de dilatation 30 thermique de la pièce pressée poreuse de l'organe adaptateur, se situe par exemple au minimum à 20 ppm/K et au-delà. Le moyen d'étanchéité peut comporter un matériau dont le coefficient de dilatation thermique se situe entre celui de l'élément transducteur piézo-électrique et celui de l'organe adaptateur, notamment de la pièce 35 pressée poreuse de l'organe adaptateur. De façon préférentielle, le

11 coefficient de dilatation thermique du moyen d'étanchéité est plus proche de celui de l'élément transducteur piézo-électrique, que de celui de l'organe adaptateur. En outre, l'épaisseur du moyen d'étanchéité dans la direction tournée de l'organe adaptateur vers l'élément transducteur piézo-électrique, peut être choisie pour réduire au niveau souhaité l'altération thermomécanique de l'élément transducteur piézo-électrique. Par exemple, l'épaisseur peut être d'au moins 0,5 mm et de préférence d'au moins 1,0 mm et d'une manière préférentielle d'au moins 1,5 mm.

Le revêtement peut comporter, de préférence, au moins une couche de polymère. De telles couches de polymère pour assurer l'étanchéité de différents éléments, sont en principe connues selon l'état de la technique. D'une manière particulièrement préférentielle, de tels revêtements de polymère sont appliqués sous vide, car contrairement par exemple à un dépôt en phase liquide, dans ce cas, on évite la contamination de la pièce pressée poreuse. Cela permet également de réaliser des revêtements particulièrement denses assurant l'effet d'étanchéité décrit ci-dessus d'une manière particulièrement avantageuse. En particulier, de cette manière, on pourra appliquer par exemple du parylène, de sorte qu'il est particulièrement avantageux qu'au moins un revêtement soit un revêtement contenant du parylène et/ou soit constitué complètement de parylène. Les parylènes sont des matériaux de revêtement à polymère hydrophobe, inerte, appliqués en général par condensation à partir d'une phase gazeuse comme film de polymère sans pores sur un substrat. De façon générale, dans le cadre de la présente invention, il est particulièrement avantageux que le film de polymère prévu en option et qui constitue le revêtement ou fait partie du revêtement soit sans pores. Par exemple, les parylènes peuvent s'appliquer pratiquement sur toute matière de substrat. La matière première pour obtenir les revêtements de parylène sont les di-paraxylènes ou des substitués halogénés de ces xylènes. Ces parylènes peuvent être vaporisés et passer par exemple dans une zone à hautes températures. Cela permet de former un monomère très réactif qui est un di-radical et peut réagir avec la surface d'un objet à revêtir pour former un polymère.

12 En variante ou en plus d'un revêtement, le moyen d'étanchéité peut comporter également au moins un film. Comme présenté, ce film couvre par exemple totalement ou en partie la pièce pressée poreuse. En outre, le film peut également couvrir totalement ou en partie des éléments supplémentaires du transducteur d'ultrasons ou les rendre étanches. C'est ainsi que par exemple, à l'aide d'au moins un film, on peut rendre étanche l'ouverture du boîtier tournée vers le milieu fluide. Cela permet par exemple d'obtenir une tenue à la pression, en particulier par une réduction ou au moins une fermeture partielle du boîtier de capteur sur le côté opposé au milieu fluide, de façon que l'intérieur du transducteur puisse s'appuyer dans cette zone sous l'effet d'une mise en pression, pour que le film ou la liaison entre le film et le boîtier ou entre le film et l'organe adaptateur, soit sollicité le moins possible. En outre, on peut protéger au moins un élément de découplage ou au moins un élément d'isolation avec un tel film et/ou par un revêtement, car de tels éléments de découplage ou d'isolation qui sont décrits de manière plus détaillée ci-après, sont en général moins résistants aux milieux. De manière particulièrement préférentielle, on utilise des films de matière plastique, par exemple, là encore des films de polyimide. On peut ainsi utiliser, par exemple, des films de Kapton (marque déposée) pour le moyen d'étanchéité. L'utilisation de films de polyimide est particulièrement avantageuse en combinaison avec une pièce pressée en polyimide, car grâce à la similitude des propriétés des matériaux, on réduit, par exemple, les contraintes thermiques.

Comme déjà évoqué plusieurs fois ci-dessus, le transducteur d'ultrasons peut comporter au moins un boîtier. Entre le boîtier et l'organe adaptateur et/ou l'élément transducteur piézo-électrique, on peut prévoir en outre au moins un élément de découplage. L'expression "élément de découplage" désigne de façon générale des éléments conçus pour isoler la transmission du bruit de structure ; dans le cas présent, il s'agit de la transmission du bruit de structure entre le boîtier et l'organe adaptateur et/ou l'élément transducteur piézo-électrique. De façon particulièrement préférentielle, cet élément de découplage placé par exemple sous la forme d'une pièce pressée et/ou d'un revêtement et/ou d'un remplissage dans le boîtier,

13 sera relativement mou. L'élément de découplage aura, par exemple, une dureté Shore A inférieure à 60 de préférence inférieure à 25. Par exemple, on peut utiliser à cet effet des silicones liquides, d'autres types de silicones ou d'autres types d'élastomères. Comme déjà décrit ci- dessus, de nombreux matériaux convenant au moins comme éléments de découplage, ont en général une moindre résistance vis-à-vis des milieux et si l'on utilise un élément de découplage, de manière particulièrement préférentielle, on applique le moyen d'étanchéité décrit en option ci-dessus, de façon à séparer celui-ci de manière étanche au moins en partie vis-à-vis du milieu liquide. De cette manière, on pourra bien répondre aux conditions décrites ci-dessus, concernant le découplage acoustique et la résistance vis-à-vis du milieu et/ou la résistance à la pression. A côté du procédé décrit ci-dessus, sous une ou plusieurs formes de réalisation, il est en outre proposé un transducteur d'ultrasons pour un milieu fluide réalisé notamment selon le procédé décrit ci-dessus, suivant l'une ou plusieurs des variantes du procédé. Le transducteur d'ultrasons comporte au moins un élément transducteur piézo-électrique et au moins un organe adaptateur pour favoriser le couplage des oscillations entre l'élément transducteur piézo-électrique et le milieu fluide. L'organe adaptateur comporte au moins une pièce pressée poreuse en un polymère. En outre, et comme décrit ci-dessus, lors de la fabrication du transducteur d'ultrasons, on peut rencontrer le problème du collage direct entre l'élément transducteur piézo-électrique et l'organe adaptateur. Il a été proposé d'introduire au moins un moyen d'étanchéité entre l'élément transducteur piézo-électrique et l'organe adaptateur. Cette réalisation présentée en option ci-dessus dans le procédé tel que décrit, peut également s'appliquer à d'autres types d'organes adaptateurs qui ne comportent pas nécessairement une pièce pressée poreuse. C'est ainsi qu'en outre, il est proposé un transducteur d'ultrasons applicable à un milieu fluide, notamment un transducteur d'ultrasons fabriqué comme décrit ci-dessus, selon l'une ou plusieurs des variantes du procédé et ayant au moins un élément transducteur piézo-électrique et au moins un organe adaptateur pour favoriser le

14 couplage des oscillations entre l'élément transducteur piézo-électrique et le milieu fluide. Entre l'élément transducteur piézo-électrique et l'organe adaptateur, il est prévu au moins un moyen d'étanchéité. Le moyen d'étanchéité est conçu pour éviter la pénétration de l'adhésif (colle) dans l'organe adaptateur ou du moins de l'éviter dans une large mesure. Vis-à-vis de la réalisation du moyen d'étanchéité par exemple sous forme de moyen d'étanchéité et/ou de film, on se reportera à la description déjà faite ci-dessus. L'organe adaptateur peut être poreux. Toutefois, il peut également être formé différemment. Par exemple, vis-à-vis des matériaux possibles de l'organe adaptateur, on se reportera à la description déjà faite ci-dessus. On peut, par exemple, utiliser des matières plastiques ayant une impédance comprise entre l'impédance du transducteur piézo-électrique et celle du milieu fluide qui est par exemple de l'air. A titre d'exemple, on a les résines époxyde et/ou les 15 résines de polyester, par exemple auxquelles on aura ajouté des billes creuses en verre ou des produits analogues. On pourra également se reporter à d'autres matériaux connus, évoqués ci-dessus, pour former des couches d'adaptation et/ou l'organe adaptateur. Ainsi, globalement, la présente invention propose de 20 résoudre les buts contradictoires décrits ci-dessus pour les différentes conditions, en proposant des moyens utilisables séparément ou en combinaison et qui offrent globalement, en particulier, en coopération, une plus grande résistance vis-à-vis du milieu et de la pression, une solidité thermique plus importante et de bonnes propriétés acoustiques. 25 Le premier moyen décrit ci-dessus, consiste à utiliser une pièce pressée poreuse en au moins un polymère pour l'organe adaptateur, par exemple, sous la forme d'une couche adaptatrice. Par exemple, il peut s'agir de l'ensemble du polyimide pressé, poreux. Ce moyen permet d'éviter un usinage micromécanique compliqué du 30 polyimide, comme cela est par exemple nécessaire dans l'article de M. I. Haller, rappelé ci-dessus. Le polyimide présente, vis-à-vis des billes de verre creuses et de résines époxyde, une série d'avantages concernant le travail et par une influence réciproque de l'opération de moulage, on pourra avoir des caractéristiques d'impédance parfaitement adaptées à 35 chaque cas. L'absence de transition vitreuse du polyimide entraîne en

15 outre que, la fréquence de résonance de l'organe adaptateur change moins sur toute la plage de température couverte pour le transducteur d'ultrasons. Comme seconde mesure alternative ou en combinaison, on a proposé le moyen d'étanchéité qui peut être réalisé selon une ou plusieurs des options décrites ci-dessus. Par exemple, on peut appliquer une couche d'étanchéité sur l'organe adaptateur sur son côté tourné vers le transducteur piézo-électrique. On peut également en principe envisager l'installation à d'autres endroits. Une installation du moyen d'étanchéité entre l'organe adaptateur et le transducteur piézo-électrique, permet toutefois d'avoir une plus grande plage de choix de matériaux pour l'organe adaptateur en utilisant le matériau de l'organe adaptateur, par exemple à pores ouverts, que l'on rend étanche pour éviter que l'adhésif servant au collage à l'élément transducteur piézo- électrique ne pénètre pas dans la matière de l'adaptateur ou ne pénètre que légèrement. Une telle infiltration détériorerait le collage et modifierait les propriétés acoustiques de l'organe adaptateur, ce qu'il faut éviter grâce à l'étanchéité proposée. Comme troisième mesure utilisable elle aussi en variante ou en plus des deux mesures citées ci-dessus, on peut appliquer un moyen d'étanchéité commun sur l'organe adaptateur et sur un élément de découplage et/ou un élément d'isolation. Le moyen d'étanchéité peut être réalisé par exemple comme couche d'étanchéité, comme film d'étanchéité ou comme combinaison de moyens d'étanchéité, comme cela a été décrit ci-dessus. Par exemple, on peut appliquer une couche d'étanchéité commune sur l'organe adaptateur et sur l'élément de découplage et/ou d'amortissement, ce qui se traduit à son tour par une possibilité plus importante pour le choix des matériaux de l'organe adaptateur, de l'élément amortisseur et pour l'élément de découplage en option. De cette manière, on pourra tenir compte de manière optimale des conditions acoustiques et/ou thermiques par un choix approprié des matériaux des différents éléments. De tels matériaux n'ont, dans ce cas, pas nécessairement une bonne résistance au milieu, car le milieu fluide est, de préférence, écarté totalement de l'organe adaptateur et de

16 l'élément de découplage et/ou d'amortissement grâce à la bonne résistance au milieu. Dessins La présente invention sera décrite ci-après à l'aide d'exemples de réalisation représentés dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 montre un premier exemple de réalisation d'un transducteur d'ultrasons selon l'invention muni d'un organe adaptateur avec un revêtement, - la figure 2 montre un second exemple de réalisation d'un transducteur d'ultrasons comportant un organe adaptateur muni d'un revêtement et d'un film d'étanchéité, - la figure 3 montre un troisième exemple de réalisation d'un transducteur d'ultrasons muni d'un film d'étanchéité entre un transducteur piézo-électrique et un organe adaptateur. Description de modes de réalisation de l'invention Avec les figures 1 à 3, on décrira ci-après différentes réalisations de transducteurs d'ultrasons 110 selon l'invention. Le transducteur d'ultrasons 110 est dans chaque cas représenté en vue en coupe, de côté, d'une manière très fortement schématisée. En plus des éléments présentés, le transducteur d'ultrasons 110 peut comporter des éléments non représentés. Le transducteur d'ultrasons 110 des trois exemples de réalisation, comporte chaque fois un élément transducteur piézo-électrique 112 dont le branchement électrique se fait par exemple par des contacts de branchement 114 simplement indiqués aux figures pour appliquer à l'élément transducteur piézo-électrique 112, des signaux électriques ou recevoir des signaux électriques venant de l'élément transducteur piézo-électrique 112. Le transducteur d'ultrasons 110 des exemples de réalisation des figures 1 à 3, comprend en outre chaque fois un organe adaptateur 116, par exemple un organe adaptateur 116 composé d'une ou plusieurs couches d'adaptation. Cet organe d'adaptateur 116 est fabriqué selon l'invention avec une pièce pressée poreuse 118 en polymère ; dans la suite de la description et sans être limitée à d'autres réalisations possibles du polymère, on suppose qu'il s'agit d'un

17 polyimide, notamment d'un polyimide sans point de fusion et/ ou sans température de transition vitreuse que l'on ne peut déterminer. De manière particulièrement préférentielle, comme indiqué ci-dessus, on utilise du Vespel (marque déposée par DuPont). Il est toutefois remarqué qu'en particulier les exemples de réalisation des figures 2 et 3, utilisent en effet un film d'étanchéité continu (figure 2) et l'utilisation d'un film d'étanchéité ente l'élément transducteur piézo-électrique 112 et l'organe adaptateur 116 comme indiqué ci-dessus, en particulier notamment en liaison avec l'utilisation d'une pièce pressée poreuse 118, sont des solutions avantageuses. Toutefois, en principe, ces solutions sont indépendantes de l'utilisation d'une pièce pressée poreuse 118. C'est ainsi que l'on peut par exemple utiliser d'autres matériaux connus de l'état de la technique pour réaliser l'organe adaptateur 116. Toutefois dans la suite de la description de l'invention, on se référera à une pièce pressée poreuse 118 en un polymère. En outre, les transducteurs d'ultrasons 110 des exemples de réalisation selon les figures 1 à 3, ont chacun un moyen d'étanchéité 120. Les exemples de réalisation selon les figures se distinguent toutefois par la réalisation de ce moyen d'étanchéité 120. Ainsi, le moyen d'étanchéité 120 de l'exemple de réalisation des figures 1 et 2 comprend un revêtement 122. Dans le cas représenté, l'organe adaptateur 116 est enveloppé complètement par le revêtement 122. En principe, on peut toutefois envisager également un revêtement incomplet. En particulier, le revêtement 122 de l'exemple des figures 1 et 2 est appliqué sur la face extérieure 124 de l'organe adaptateur 116, tournée vers l'élément transducteur piézo-électrique 112. Comme indiqué ci-dessus, ce revêtement 122 évite ainsi que l'adhésif (colle) d'un collage 126 entre l'élément transducteur piézo-électrique 112 et l'organe adaptateur 116, ne pénètre à l'intérieur de l'organe adaptateur 116 ce qui détériorerait les caractéristiques du collage 126 et/ou influencerait les propriétés acoustiques de l'organe adaptateur 116. En variante, ou en plus, on peut utiliser un adhésif particulier pour le collage 126 ; la viscosité de cet adhésif sera suffisamment élevée et/ou le temps de prise sera suffisamment court pour qu'une quantité aussi réduite que possible d'adhésif pénètre dans

18 l'organe adaptateur. Cet adhésif peut assurer la fonction de moyen d'étanchéité 120 ou être combiné à cette fonction. Un tel adhésif spécial peut être par exemple un adhésif durcissant sous l'influence du rayonnement ultraviolet UV, et qui présente une prise préalable, rapide ou une prise complète sous l'effet de ce rayonnement pour assurer ainsi l'étanchéité de l'organe adaptateur et permettre ensuite en option de terminer la prise sous l'effet de la chaleur. En variante ou en plus, un tel adhésif peut être thixotrope à chaud, c'est-à-dire avoir une viscosité suffisamment élevée pendant tout le profil de température de prise, de façon que l'adhésif ferme et rende étanche les pores de l'organe adaptateur mais ne coule pas trop loin dans l'organe adaptateur. En variante ou en plus, comme cela est également présenté aux figures 1 et 2, on peut appliquer le revêtement 122 sur la surface extérieure 128 exposée au milieu fluide pendant le fonctionnement du transducteur d'ultrasons 110. On réduit ainsi ou on évite par exemple la contamination de l'organe adaptateur 116 par le milieu fluide. Tous les transducteurs d'ultrasons 110 peuvent comporter un boîtier 130. Ce boîtier 130 est uniquement représenté schématiquement aux figures 2 et 3 ; il n'a pas été représenté à la figure 1. Dans l'exemple de réalisation de la figure 1, on peut toutefois avoir un tel boîtier 130. Dans l'exemple de réalisation de la figure 2 ainsi qu'en option dans les autres exemples de réalisation, on peut avoir au moins un élément de découplage 132 qui est seulement représenté dans le cas de l'exemple de réalisation de la figure 2. Cet élément de découplage 132 est installé entre le boîtier 130 et l'organe adaptateur 116 et/ou l'élément transducteur piézo-électrique 112 ; l'élément de découplage réduit la transmission du bruit de structure entre le boîtier 130 et l'élément transducteur piézo-électrique 112 ou l'organe adaptateur 116. Par exemple, cet élément de découplage peut être de la matière coulée, une pièce moulée, un revêtement ou une combinaison de tels éléments et/ou d'autres éléments. Par exemple, l'élément de découplage 132 peut être réalisé en un matériau relativement souple, par exemple un matériau ayant une dureté shore A d'au plus 25. Par exemple, l'élément de

19 découplage 132 peut comporter un polyuréthane, un silicone, un silicone liquide ou un matériau analogue. En outre, on peut prévoir au moins un élément d'isolation (ou d'amortissement) qui calme le transducteur piézo-électrique aussi rapidement que possible une fois qu'il a été excité. Il peut s'agir par exemple d'une résine époxy, d'un polyuréthane ou d'un silicone ; il peut également comporter d'autres matières telles que par exemple des charges gazeuses et/ou solides. Dans le cas de l'exemple de réalisation de la figure 2, le moyen d'étanchéité 120 comporte également un film 134 en variante ou en complément du revêtement 122. Ce film 134 de l'exemple de réalisation présenté, couvre toute l'ouverture 136 du boîtier 130 du côté du milieu fluide. Ainsi, le film 134 de l'exemple de réalisation représenté, couvre non seulement l'organe adaptateur 116, mais également l'élément de découplage 132 et/ou l'élément d'isolation, de façon totale ou partielle. Comme exposé ci-dessus, l'étanchéité avec le film 134 peut également être réalisée en un matériau non-résistant au milieu fluide pour l'élément de découplage 132 ou on peut réduire les exigences de résistance au milieu fluide pour de tels matériaux. Dans le cas de l'exemple de réalisation du transducteur d'ultrasons 110 selon la figure 3, un film 134 sert de moyen d'étanchéité 120 ou constitue une partie du moyen d'étanchéité 120 couvrant l'ouverture 136 du boîtier 130 de manière totale ou au moins partielle. Toutefois, dans ce cas, contrairement à l'exemple de réalisation de la figure 2, l'élément transducteur piézo-électrique 112 est séparé de l'organe adaptateur 116 par le film 134. Comme présenté ci-dessus, de cette manière, on évite de préférence que l'adhésif (ou colle) servant au collage 126, ne pénètre dans l'organe adaptateur 116. Dans cet exemple de réalisation, contrairement à la présentation sans revêtement de la figure 3, l'organe adaptateur 116 peut également comporter un revêtement 122, par exemple analogue à celui des figures 1 et 2. En outre, de façon analogue à l'exemple de réalisation de la figure 2, on peut également loger dans ce cas au moins un élément de découplage 132 dans le boîtier 130. Différentes réalisations sont possibles.

20 Comme indiqué ci-dessus, une caractéristique de la présente invention réside dans l'utilisation d'une pièce pressée poreuse 118. Cette pièce pressée poreuse 118 peut comporter par exemple un polyimide, comme polymère. En option, on peut également prévoir d'autres matières qui sont par exemple nécessaires au procédé de fabrication de la pièce pressée. Par exemple, on a effectué des essais avec une variante poreuse du matériau Vespel (marque déposée par DuPont). Cette matière est disponible dans le commerce et s'utilise par exemple comme matériau de construction léger, résistant aux températures élevées et/ou comme matériau d'étanchéité dans les moteurs d'avion. Ce matériau a de remarquables propriétés mécaniques, thermiques et acoustiques. Contrairement aux couches adaptatrices de billes creuses en verre et époxyde, usuelles, le Vespel (marque déposée) n'a pas de transition vitreuse qui correspondrait à un ramollissement de la matière. Le Vespel est chimiquement totalement inerte et stable dans une plage de températures d'utilisation extrêmement large par exemple des températures comprises entre - 100°C et plus de 300°C. D'autre part, le Vespel (marque déposée) présente, selon les paramètres de fabrication, notamment dans le cas de la variante de densité réduite, nécessaire aux applications ultrasonores, une telle porosité ouverte que la colle peut s'infiltrer profondément dans la matière de sorte que le collage aura une moindre résistance ou que les pores de l'organe adaptateur 116 se rempliront tellement, que l'impédance acoustique sera fortement modifiée. Pour cela, et comme présenté ci-dessus, on peut utiliser différentes variantes du moyen d'étanchéité 120 présenté aux figures 1 à 3, de sorte que l'utilisation de tels moyens d'étanchéité 120, se combine particulièrement bien à des pièces pressées poreuses 118 en polyimide, notamment en Vespel . Le moyen d'étanchéité 120, par exemple réalisé comme les moyens d'étanchéité des figures 2 et 3, permet d'éviter la pénétration d'humidité et/ou de composants agressifs contenus dans le milieu fluide, par exemple les composants provenant de l'atmosphère aspiré par le véhicule automobile à l'intérieur du transducteur d'ultrasons 110 et/ou dans l'électronique adjacente.

21 L'utilisation d'une céramique piézo-électrique pour l'adaptation acoustique d'impédance à l'air, permet de régler de manière précise la densité de la pièce pressée poreuse 118 par son procédé de fabrication ou de compression. Comme l'impédance acoustique Z est le produit de la vitesse du son et de la densité du matériau constituant l'organe adaptateur, on peut, de cette manière, régler l'impédance dans une plage très étendue. Pour des ondes planes monospectrales, l'impédance est la moyenne géométrique Zadapt = VZpiézo • ZAir de l'impédance de la matière de l'élément transducteur piézo-électrique 112 (Zpiézo) et de l'impédance du milieu fluide (ZAJr), qui est ici de l'air donnant un transfert optimum d'énergie si l'organe adaptateur 116 a comme épaisseur un quart de la longueur d'onde (X/4) des ondes acoustiques. En variante, pour un transfert optimum de l'énergie, on peut avoir des épaisseurs correspondant à un multiple entier, impair de la longueur d'onde ; toutefois, les résonances spectrales correspondantes seront de plus en plus étroites. Pour des impulsions ultrasonores à bande spectrale large, relativement courtes et des mesures tridimensionnelles réalistes de l'élément transducteur piézo- électrique 112 et de l'organe adaptateur 116, on peut toutefois faire un choix totalement différent de la valeur optimale de l'impédance et de l'épaisseur optimale de la couche de l'organe adaptateur 116 pour la transmission de l'énergie et la largeur de la bande de transduction, et qui sont différentes des résultats donnés par le calcul ci-dessus. Des valeurs cibles correspondantes s'obtiennent par exemple avec des constructions modèles faites avec des matériaux à billes de verre creuses et résine époxyde, usuelle, par comparaison avec des variantes de matériaux de divers polyimides selon une détermination empirique. On peut également faire une détermination analytique ou semi- analytique. Pour des éléments transducteurs piézo-électriques 112, de forme cylindrique ayant par exemple un diamètre de 8 mm et une épaisseur de 2 mm et une fréquence de résonance radiale de l'ordre de 200 kHz, il est intéressant d'utiliser par exemple des pièces pressées poreuses 118 en forme de disque en Vespel de densité réduite de

22 l'ordre de 0,8 g/cm3 et ayant une épaisseur d'environ 0,8 jusqu'à 1,2 mm comme solution avantageuse pour répondre aux exigences acoustiques. Si l'on colle une céramique piézo-électrique sur un petit disque en Vespel , on risque toutefois comme exposé ci-dessus, que la colle ne s'infiltre dans le petit disque et qu'ainsi la solidité du collage soit insuffisante ou que les propriétés acoustiques de l'organe adaptateur 116, risquent d'être fortement modifiées. Pour cela, on peut, par exemple, munir les petits disques de Vespel (marque déposée) et/ou de l'organe adaptateur 116, de forme différente, d'un revêtement 122 par exemple d'un revêtement de parylène, avant de le coller. De tels revêtements appliqués de préférence à l'aide d'une phase gazeuse, par exemple par le procédé CVD (procédé de dépôt chimique à la vapeur) sont des techniques connues des spécialistes. Par de tels revêtements 122 comme parties du moyen d'étanchéité 120, on peut maintenir la colle servant à un collage 126 à la surface de l'organe adaptateur 116. Le revêtement 122, notamment le revêtement en parylène, peut également être appliqué sur le côté ou sur la surface extérieure 128 de l'organe adaptateur 116 tournée vers le milieu fluide comme dans les exemples de réalisation des figures 1 et 2, pour protéger cette face extérieure contre les milieux agressifs. Un tel revêtement 122 ou moyen d'étanchéité 120, peut également couvrir l'organe adaptateur 116 comme cela est représenté par exemple à la figure 2. Ce revêtement 122 ou ce moyen d'étanchéité 120, peuvent également couvrir totalement ou partiellement par exemple l'élément transducteur piézo-électrique 112 et/ou un élément de découplage 132 utilisé par exemple comme élément d'isolation, pour en assurer l'étanchéité. Comme décrit ci-dessus, l'utilisation d'un élément de découplage 132 pour la plupart des applications nécessite une matière plastique ayant une dureté shore relativement faible, par exemple une dureté shore A dans une plage comprise entre 25 et 30. De telles matières plastiques par exemple des silicones, sont toutefois, comme déjà indiqué ci-dessus, en général, peu résistantes à l'eau, aux carburants et à d'autres composants d'une atmosphère d'air aspiré par un véhicule automobile. Il peut en résulter par exemple un défaut d'étanchéité, un gonflement, une décomposition ou autres modifications

23 des propriétés acoustiques/mécaniques. En revanche, du silicone fluoré est, dans de nombreux cas, trop dur pour permettre un découplage efficace et généralement il ne peut s'utiliser que pour des pièces moulées. Des pièces moulées séparées dans l'élément de découplage 132 augmentent toutefois en général le coût et nécessitent une fabrication plus complexe engendrant également le risque que des milieux non souhaitables passent sur la pièce moulée ou diffusent à travers celle-ci. En revanche, un moyen d'étanchéité 120, supplémentaire sous la forme d'un revêtement 122 et/ou d'un film 134 comme cela est par exemple représenté aux figures 2 et 3, permet en revanche d'utiliser des matériaux de découplage moins résistants qui pourront être sélectionnés par exemple pour des raisons purement acoustiques et/ou des raisons de fabrication. L'expression "film 134", prise dans ce contexte, doit être considérée comme une expression généralisant la notion de revêtement 122, et cette expression englobe, par exemple, les films libres ou aussi les revêtements 122 avec possibilité de comporter plusieurs éléments. En variante ou en plus d'un revêtement 122 en parylène, on peut également utiliser par exemple du Kapton (marque déposée).

Le Kapton ou de manière générale des polyimides, peuvent par exemple s'utiliser sous la forme d'un ou plusieurs films 134. Comme le montre la figure 2, de cette manière, on peut réaliser l'étanchéité globale de l'organe adaptateur 116 et de l'élément de découplage 132. On peut utiliser d'une manière particulièrement avantageusement le Vespel et un film de Kapton du fait de leur similitude chimique, en particulier pour les caractéristiques thermiques et/ou thermomécaniques. Si l'on utilise par exemple le Kapton comme moyen d'étanchéité 120 et/ou comme composant de ce moyen d'étanchéité 120, ce matériau, par exemple, pris sous la forme d'un film 134 pour l'application représentée à la figure 3, entre l'élément transducteur piézo-électrique 112 et l'organe adaptateur 116, ne doit pas avoir, de préférence, une épaisseur supérieure à 100 m ; en effet, dans cette position, avec la céramique piézo-électrique de l'élément transducteur piézo-électrique 112, il ne faut pas de désaccord d'impédance plus important (différence des impédances ou défaut d'adaptation des impédances). Contrairement à

24 cela, le film 134 de l'exemple de réalisation présenté à la figure 2 et qui peut également se combiner en mode de réalisation de la figure 3, doit être relativement mince et avoir, par exemple, une épaisseur inférieure à 50 m, de préférence, au plus égale à 25 m, pour ne pas neutraliser l'adaptation de l'impédance acoustique. Si comme représenté par exemple à la figure 2, le film 134 doit dépasser de l'organe adaptateur 116 et réaliser par exemple l'étanchéité avec un élément de découplage 132 et/ou l'intervalle de découplage 138, contenant de l'air entre le boîtier 130 et l'organe adaptateur 116 ou l'élément transducteur piézo-électrique 112, alors il faut utiliser à cet endroit, également un film 134 d'une épaisseur de préférence inférieure à 25 m ; au cas contraire, on risque que la plus forte partie des bruits de structure ne soit transmise par ce film 134. Le film 134, par exemple en Kapton ou en un film de polyimide, peut par exemple être autocollant. Un tel film 134 sera par exemple traité avec un adhésif approprié avant d'être relié à l'organe adaptateur 116. En variante, le film 134 peut toutefois être appliqué sans adhésif supplémentaire et sans revêtement 122, par exemple, à base d'un revêtement de parylène, par exemple sur l'organe adaptateur 116 et/ ou sur d'autres éléments du transducteur d'ultrasons 110. Comme présenté ci-dessus, l'utilisation d'un moyen d'étanchéité 120, par exemple sous la forme d'un film 134 et/ou d'un revêtement 122, peut se faire par exemple avec du Kapton ou du parylène, mais également avec d'autres types d'organes adaptateurs 116, utilisant une pièce pressée poreuse 118. De tels moyens d'étanchéité 120 peuvent également s'utiliser avantageusement dans le cas d'organes adaptateurs à billes creuses en verre et résine époxyde 120. Dans ce cas également, les moyens d'étanchéité 120 comme par exemple à la figure 2, peuvent couvrir des éléments supplémentaires du transducteur d'ultrasons 110, par exemple les éléments de découplage 132. L'organe adaptateur 120, notamment une couche adaptatrice, peut également être mise en contact à l'état non durci avec l'élément transducteur piézo-électrique 112 et/ou avec le moyen d'étanchéité 120, par exemple un film 134. Le moyen d'étanchéité 120

25 ou le film 134 peuvent également servir de "boule perdue" ou d'aide au démoulage restant sur le composant pour le matériau de l'organe adaptateur 116, et couvrir l'élément de découplage 132 dans le cas du transducteur d'ultrasons 110, terminé. De cette manière, on aura une conception du transducteur résistant aux milieux agressifs. Le revêtement 120, par exemple le revêtement 122 et/ou le film 134, peuvent également être réalisés dans d'autres matières que les matières indiquées ci-dessus, à savoir le parylène et/ou le Kapton , ou un polyimide, et cela en variante ou en complément. C'est ainsi qu'en variante ou en complément, on peut également prévoir par exemple une ou plusieurs couches de vernis et/ou d'autres types de matière plastique et/ou de métal, tels que par exemple de minces couches métalliques. Certes, en général, les ultrasons rayonneront dans le milieu fluide (par exemple de l'air) ou encore le rayonnement d'ultrasons passera de ce milieu fluide dans la paroi d'ultrasons 110 et finalement à travers le moyen d'étanchéité 120 qui en assure l'étanchéité et qui, en général, n'est pas mobile. Ce moyen d'étanchéité 120 ne doit toutefois pas être considéré comme constituant lui-même un organe résonnant ou un organe adaptateur 116, comme cela est le cas par exemple, dans les transducteurs qui comportent une couche d'émission de rayonnement par exemple reliée solidairement au boîtier 130 et/ou une couche de coupure de rayonnement reliée à une conduite ou tube d'écoulement, et ayant une membrane résonnante ou une oscillation en profondeur pour améliorer l'injection du son. Le moyen d'étanchéité 120 est ainsi, de préférence, appliqué complètement comme composant réalisé séparément du boîtier 130. Si le moyen d'étanchéité 120 se trouve entre le transducteur piézo-électrique 112 et l'organe adaptateur 116, comme cela est par exemple le cas de l'exemple à la figure 3, et qui s'étend alors à partir de cet organe pour passer sur l'élément de découplage 132, la surface supérieure rayonnante de l'organe adaptateur 116, pourra recevoir un contour particulièrement bon. C'est ainsi que par exemple, des congés permettent d'influencer favorablement la caractéristique d'émission de rayonnement. Un moyen d'étanchéité 120 appliqué à cet endroit, et qui est électroconducteur et/ou conducteur peut, en outre, servir à relier l'élément transducteur

26 piézo-électrique 112 par un collage conducteur et par le moyen d'étanchéité 120 au boîtier métallique 130 et/ou à une autre ligne d'alimentation. En principe, le boîtier 130 peut être fabriqué en n'importe quelle matière, de préférence dure, par exemple des matières plastiques et/ou des métaux. Toutefois, le boîtier 130 sera couvert totalement ou partiellement du moyen d'étanchéité 120. Si le transducteur d'ultrasons 110 se présentant par exemple sous la forme d'un boîtier 130, comporte des composants métalliques, ceux-ci peuvent également être isolés électriquement par le moyen d'étanchéité 120 du côté du milieu fluide par exemple, du côté de l'air, si le moyen d'étanchéité 120 n'est pas conducteur au moins dans cette zone. Des composants de boîtier, électroconducteurs et/ou une couche de protection électroconductrice dans le moyen d'étanchéité 120, peuvent en même temps constituer un moyen de protection contre les rayonnements électromagnétiques, c'est-à-dire servir d'écran électromagnétique. En plus de l'organe adaptateur 116 et du moyen d'étanchéité 120, par exemple sous la forme du film 134 et/ou du revêtement 122, le transducteur d'ultrasons 110 peut également comporter d'autres couches. C'est ainsi qu'en variante ou en complément, on peut prévoir par exemple au moins un élément de compensation ou de stabilisation à effet thermique/ mécanique et/ou acoustique entre le moyen d'étanchéité 120, par exemple le film 134 et/ou le revêtement 122 et l'élément transducteur 112 piézo-électrique ou entre le moyen d'étanchéité 120 et l'organe adaptateur 116. En outre, en variante ou en complément, on peut munir le transducteur d'ultrasons 110 également d'un élément d'amortissement supplémentaire. Par exemple, on peut remplir au moins en partie le volume intérieur résiduel du boîtier 130 avec une matière coulée et/ou un élastomère comprimé. Cela permet d'isoler le transducteur d'ultrasons par exemple sur son côté arrière et/ou dans la direction radiale.35 NOMENCLATURE

110 transducteur d'ultrasons 112 élément de transducteur piézo-électrique 116 organe adaptateur 118 pièce pressée poreuse 120 moyen d'étanchéité 122 revêtement 126 collage l0 130 boîtier 132 élément de découplage 134 film 136 ouverture

15 20

Claims (1)

1. REVENDICATIONS1 °) Procédé de fabrication d'un transducteur d'ultrasons (110) destiné à être utilisé dans un milieu fluide, dans lequel, au moins un élément transducteur piézo-électrique (112) est relié directement ou indirectement à au moins un organe adaptateur (116) pour favoriser le couplage des oscillations entre l'élément transducteur piézo-électrique (112) et le milieu fluide, l'organe adaptateur (116) ayant au moins une pièce pressée (118) poreuse en polymère. 2°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le polymère comprend au moins un polyimide, notamment un polyimide n'ayant pas de température de transition vitreuse, que l'on peut déterminer. 3°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce pressée (118) poreuse, a une densité comprise entre 0,6 et 1,0 g/cm3, notamment une densité de l'ordre de 0,8 g/cm3. 4°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce pressée poreuse (118) a une épaisseur correspondant au moins sensiblement à 1/4 ou 3/4 de la longueur d'onde des ultrasons dans la pièce pressée poreuse (118). 5°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé par l'application d'au moins un moyen d'étanchéité (120), ce moyen d'étanchéité (120) étant prévu pour assurer au moins en partie l'étanchéité de la pièce pressée poreuse (118). 6°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que 29 le moyen d'étanchéité (120) assure au moins en partie l'étanchéité du côté (124) de la pièce pressée poreuse (118) tournée vers l'élément transducteur piézo-électrique (112). 7°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'étanchéité (120) assure au moins en partie l'étanchéité du côté (128) de la pièce pressée poreuse (118) tournée vers le milieu fluide. 8°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour réaliser l'étanchéité (120), on applique au moins un revêtement (122), le revêtement (122) couvrant au moins en partie la surface extérieure (124, 128) de la pièce pressée poreuse (118). 9°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le revêtement (122) comporte au moins un revêtement de polymère, notamment un revêtement (122) appliqué sous vide, notamment un revêtement contenant un parylène. 10°) Procédé selon l'une des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que le moyen d'étanchéité (120) comprend au moins un film (134), notamment un film de matière plastique et en particulier au moins un film de polyimide. 11 °) Procédé selon l'une des revendications 4 à 10, caractérisé en ce que - le transducteur d'ultrasons (110) comporte en outre au moins un boîtier (130), 30 - entre le boîtier (130) et l'organe adaptateur (116) et/ou l'élément transducteur piézo-électrique (112), il est prévu au moins un élément de découplage (132) et/ou un élément d'isolation, - l'élément de découplage (132) et/ou l'élément d'isolation étant prévus pour amortir la transmission des ultrasons entre le boîtier (130) et l'organe adaptateur (116) et/ou l'élément transducteur piézo-électrique (112), - le moyen d'étanchéité (120) étant appliqué pour réaliser au moins en partie l'étanchéité de l'élément de découplage (132) et/ou de l'élément d'isolation par rapport au milieu fluide. 12°) Transducteur d'ultrasons (110) destiné à un milieu fluide, notamment fabriqué selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu' il comprend : - au moins un élément transducteur piézo-électrique (112) et au moins un organe adaptateur (116) pour favoriser le couplage des oscillations entre l'élément conducteur piézo-électrique (112) et le milieu fluide, - l'organe adaptateur (116) comprenant au moins une pièce pressée poreuse (118) en polymère. 13°) Transducteur d'ultrasons (110) destiné à être utilisé dans un milieu fluide, selon la revendication 12, caractérisé en ce qu' il comprend : - au moins un élément transducteur piézo-électrique (112) et au moins un organe adaptateur (116) pour favoriser le couplage des vibrations entre l'élément transducteur piézo-électrique (112) et le milieu fluide, - au moins un moyen d'étanchéité (120) étant prévu entre l'élément transducteur piézo-électrique (112) et l'organe adaptateur (116), - le moyen d'étanchéité (120) étant installé pour éviter au moins dans une très large mesure la pénétration de l'adhésif dans l'organe adaptateur (116).