Mesure de Distance par Ultrasons

Formule

Description

Les capteurs de distance à ultrasons mesurent le temps que met une impulsion sonore pour atteindre une cible et revenir (écho). Comme le son parcourt l'aller jusqu'à la cible puis le retour, la distance à sens unique est la moitié du temps aller-retour multipliée par la vitesse du son. La vitesse du son dans l'air à 20 °C est d'environ 343 m/s (0,0343 cm/µs). La température affecte significativement la vitesse du son : v ≈ 331,3 + 0,606 × T(°C) m/s. Les capteurs à ultrasons courants comme le HC-SR04 mesurent des distances de 2 cm à 400 cm avec une précision de ±3 mm.

Variables

• d — Distance jusqu’à la cible (m)
• t — Temps d’écho aller-retour (s)

Notes pratiques

À 20 °C, le son parcourt environ 0,343 mm/µs ou 34,3 cm/ms. Une cible à 1 m de distance produit un temps aller-retour de 2/343 ≈ 5,83 ms. La distance minimale détectable est limitée par la durée de l'impulsion d'émission (typiquement 0,3-1 ms, correspondant à une portée minimale de 5-17 cm). La portée maximale est limitée par l'atténuation du signal et l'étalement du faisceau. La compensation en température améliore la précision : à 0 °C, v = 331 m/s (−3,5 %) ; à 40 °C, v = 355 m/s (+3,5 %).