EXERCICE III. L’ECHOGRAPHIE : COMMENT ÇA « MARCHE » ? (4 points) Métropole 09/2009 http://labolycee.org
En médecine, l’échographie est un examen courant, indolore et non dangereux permettant l’observation « directe » d’organes internes. La technique de l’échographie utilise des ondes ultrasonores produites par une sonde jouant le rôle d’émetteur et de récepteur. Les fréquences utilisées dépendent des organes ou des tissus biologiques à sonder (2 MHz à 15 MHz). Pour obtenir une image par échographie on exploite entre autres, les propriétés suivantes des ondes ultrasonores : - la célérité et l’absorption de l’onde ultrasonore dépendent du milieu traversé - lorsqu’elle change de milieu, une partie de l’onde incidente est réfléchie, l’autre est transmise (elle continue son chemin). On dit qu’il y a réflexion partielle lorsqu’il y a changement de milieu aux interfaces tissulaires. Connaissant les temps de retour des échos, leurs amplitudes et leurs célérités, on en déduit des informations sur la nature et l’épaisseur des tissus traversés. Un ordinateur compile toutes les informations et fournit des images de synthèse des organes sondés.

L’objectif de cet exercice est, après l’étude de quelques propriétés des ondes ultrasonores, d’illustrer le principe de l’échographie linéaire unidimensionnelle par la mesure de l’épaisseur d’un obstacle. Les parties 1, 2 et 3 de cet exercice sont indépendantes. 1. Les ondes ultrasonores 1.1. Les ondes sonores et ultrasonores sont des ondes mécaniques. Définir ce qu’on appelle une onde mécanique. 1.2. Les ondes ultrasonores sont des ondes longitudinales. Donner la définition d’une onde longitudinale. 2. Vitesse de propagation et milieu de propagation Un émetteur ultrasonore est relié à un générateur de salves. L’émetteur est le siège d’oscillations très brèves. Le récepteur transforme l’onde ultrasonore reçue en signal électrique de même fréquence que cette onde. L’émetteur et le récepteur, placés dans un même milieu, en regard l’un