Brevet FR2615128A1 — publié le 19881118

NETTOYAGE PAR ULTRASONS DES SURFACES IMNERGEES La présente invention concerne un procédé et un dispositif de nettoyage de surfaces immergées par ultrasons. Les applications habituelles des ultrasons dans le domaine du nettoyage impliquent le plus souvent l'immersión de l'objet à nettoyer dans une cuve préalablement remplie d'eau additionnée de solvant. Les ultrasons sont émis dans ce milieu liquide par des transducteurs qui transforment en énergie acoustique l'énergie électrique qui leur est fournie par un générateur de haute fréquence. Les ultrasons sont à l'origine du phénomène de cavitation qui se produit alors et qui est caractérisé par la formation de cavités d'air, de gaz ou de vide. Par la propagation de 1 'onde ultrasonore à partir du transducteur, ces cavités sont précipitées sur la surface à nettoyer, contre laquelle elles s'effondrent, et leur implosion crée l'onde de choc qui décape la surface à nettoyer. Les limitations imposées par la nécessité d'immerger l'objet dans une cuve interdisent l'utilisation des ultrasons pour nettoyer les objets volumineux et encombrants. L'équipement concerné par notre demande de brevet inverse le processus habituel. Au lieu d'immerger l'objet à nettoyer, nous nettoyons les objets déjà immergés. C'est dire que notre procédé concerne principalement les surfaces naturellement immergées, comme les coques de navires, les plateformes pétrolières et autres, dont la propreté lisse des surfaces en contact avec l'eau conditionne l'efficacité de leur propulsion ou de leur traction dans l'eau, quand elles y sont en mouvement, et la facilité d'inspection, d'entretien ou d'intervention, quand elles y sont immobiles. I1 concerne également, entre autres, les parois verticales ou subverticales de bassins, les beraes de chenaux ou autres canaux, toutes surfaces de constructions immergées, de toute nature, avec ou sans revêtement, qu'il conviendrait de nettoyer. DESCRIPTION DU PROCEDE D'une manière plus précise le procédé de nettoyage de surfaces immergées qui est du genre mettant en oeuvre au moins un transducteur (lequel terme désigne dans ce texte tout émetteur à ultrasons), est notamment caractérisé en ce que le transducteur est immergé dans le liquide où est habituellement situé l'objet à nettoyer, et appliqué contre la surface à nettoyer de manière à ce que sous l'action de la cavitation crée par l'émission ultrasonore du transducteur, l'onde de choc engendrée par l'implosion des cavités décape la surface contre laquelle le transducteur convenablement orienté est appliqué. L'orientation convenable du transducteur désigne la place dans l'espace occupée par le transducteur par rapport à la surface à nettoyer. L'orientation convenable et la nature des transducteurs, qui sont du type directionnel, apportent une amplification de l'onde ultrasonore que vient encore accroire le dispositif d'alimentation en énergie électrique des transducteurs qui permet de fournir directement des courants à la fréquence de résonnance des transducteurs et à ses premiers harmoniques, en mode simultané et/ou séquentiel. Ces trois éléments, disposition des transducteurs, directivité de leur émission ultrasonore, amplification de l'énergie au niveau de l'alimen tation favorisent la cavitation sans qu'il soit besoin d'apporter un solvant au liquide dans lequel est situé l'objet à nettoyer, sans non plus que l'opération soit confinée dans un volume étanche où le transducteur et son liquide additionné de solvant seraient consignés. DESCRIPTION DU DISPOSITIF Un dispositif de réalisation du procédé précédemment décrit comporte essentiellement un "banc de transducteurs" alimenté par un générateur haute fréquence et appliqué en balayaqe lent et continu sur la surface immergée à nettoyer. Le "banc de transducteurs" comporte un ou plusieurs transducteurs fixé/s par leur partie arrière sur une surface plane ou gauche oui réflé chit l'onde ultrasonore; la distance à laquelle les transducteurs sont situés par rapport à cette surface réfléchissante est définie par la longueur d'onde de la fréquence de résonnance du ou des transducteurs. Les faces avant des traXducteurs sont situés dans un même plan ou sur une même surface courbe, de manière à assurer la propagation en phase de l'émission ultrasonore et de plus dans le cas de l'alignement sur une surface courbe pour assurer une bonne focalisation de cette émission. Une autre disposition des transducteurs permet de les décaler en profondeur par rapport à l'axe de propagation ou de focalisation de l'onde ultrasonore: un certain nombre de transducteurs sont décalés par rapport à un premier jeu de transducteurs dont les faces avant sont déjà situés dans un même plan ou une même surface courbe, de manière à ce que les faces avant de ce deuxième jeu de transducteurs soient alignes dans un même plan ou sur une même surface courbe, localisée à une distance du premier plan ou de la première surface courbe fonction de la longueur d'onde de la fréquence de résonnance des transducteurs. Les transducteurs sont du type directionnel, à face avant concave, le rayon de courbure étant fonction de la courbure de la surface d'alignement des faces avant des transducteurs, quand ceux-ci sont alignés sur une surface courbe La plaque arrière de fixation des transducteurs est prolongée sur son pourtour par un rebord qui en fait une cuvette plate dans laquelle sont logés les transducteurs, de sorte aussi que les faces avant des transducteurs soient en retrait par rapport à la surface déterminée par le pourtour du rebord. Dans la cuvette ainsi formée, les transducteurs sont alignés en lignes, en quinconces ou en cercles concentriques, pu toute autre disposition que nécessiterait la forme parfois tourmentée des surfaces à nettoyer. Les formes allongées ou ramassées sont assimilables à des balais ou à des brosses et sont pour ceci appelées balais, brosses, ... à ultrasons La partie postérieure de la cuvette, c'est à dire la surface d'appui des faces arrière des transducteurs, comporte les passages des coaxiaux blind d'alimentation des transducteurs. Ces coaxiaux permettent l'alimentation en mode simultané ou séquentiel des transducteurs en énergie électrique aux fréquences de résonnance des transducteurs et à leurs premiers harmoniaues. Cette même partie postérieure comporte les poignées de manipulation et/ou les rotules ou autres organes d'articulation sur les dispositifs de mise en oeuvre qu'offre la technologie d'utilisation de tels dispositi de "balais à ultrasons" et autres. REVENDICATIONS 1 Procédé de nettoyage de surfaces immergées à partir d'un banc de transducteurs (émetteurs d'ultrasons) immergé et appliqué contre la surface pour y créer la cavitation dont l'onde de choc provenant de l'implosion des cavités assure le nettoyage de ladite surface, et ce sans qu'il y ait lieu d'utiliser un solvant ou autre, ni de confiner l'ensemble transducteurs et liquide dans une enceinte isolée. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les trans ducteurs sont du type directionnel. 3 Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les transducteurs sont fixés sur une plaque réfléchissant l'onde ultrasonore et formant cuvette, selon des schémas d'implantation dans l'espace propres à amplifier et/ou focaliser l'onde ultrasonore. 4 Procédé selon les revendications 1, 2 & 3, caractérisé en ce que les transducteurs sont alimentés à leur fréquence de résonnance et à ses premiers harmoniques sur des modes simultané ou séquentiel, de manière à amplifier la densité de l'onde ultrasonore et le phénomène de cavitation. 5 Dispositif pour la réalisation du procédé selon les revendications 1, 2 3 & 4, caractérisé en ce que la cuvette et les transducteurs sont dimen sionnés en fonction de la longueur d'onde des fréquences de résonnance des transducteurs, ces dimensionnements s'entendant pour les distances à partir du fond de la cuvette, pour les distances entre transducteurs ainsi que pour les dimensions et la forme de la cuvette. 6 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la cuvette a une face arrière courbe et que les transducteurs y sont implantés selon des schémas concentriques en ce qui concerne les surfaces courbes avec lesquelles s'alignent les faces avant des transducteurs, le tout formant un dispositif à focalisation. 7 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la cuvette a une -face arrière plane.