Séparation de Particules par Vibration de plaques (vibrosorting)

Il est fondamental de pouvoir séparer, trier ou déplacer des particules dans de nombreux domaines (nucléaire, médical, pharmaceutique, alimentaire ou minier). La majorité des méthodes utilisées en laboratoire utilisent des ondes ultrasonores (lévitation acoustique, ou encore pinces acoustiques – acoustic tweezers). Une approche très peu considérée concerne l’utilisation des vibrations de flexion de plaque. Ces vibrations sont souvent illustrées à l’aide des figures de Chladni, introduites en 1787. Le concept : étaler du sable sur une plaque, et faire vibrer cette plaque sur une de ses fréquences de résonance. Les grains se positionnent aux nœuds de vibration, les zones où la vibration est d’amplitude faible ou nulle, et permettent de visualiser les modes vibratoires de plaques. Des simulations numériques ont montré que lorsque des particules légères sont placées sur une plaque vibrante, elles sont entraînées vers les ventres de vibration par des vortex générés par la vibration de la plaque et forment des figures inverses (partie gauche de la figure ci-dessous). Deux stages de Master 2 réalisés entre la France et le Québec ont conduit à une récente publication. Cette dernière décrit une preuve de concept avec des poudres alimentaires sous excitation stationnaire pour cette approche émergente, baptisée vibrosorting.

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