Doctorant / Doctorante (H/F) Mise en forme programmable de matériaux mous à l'aide d'ondes ultrasonores

Sujet de thèse :
« Morphose dirigée de matériaux déformables par le contrôle spatio-temporel de fronts d’ondes ultrasonores »
La « morphose » ou « morphing » est un effet spécial appliqué à la transformation de dessins ou d’images photographiques et cinématographiques afin de créer une animation. En ingénierie des matériaux et des systèmes, la programmation contrôlée de la forme de matériaux, aussi bien liquides que solides, est par ailleurs à la base de nombreuses innovations telles que l’impression 3D, l’ingénierie de tissus biologiques et la robotique. Les ondes sonores, et la « pression de radiation » qui leur est associée, peuvent appliquer des contraintes mécaniques moyennes et de forte amplitude sur une interface, et qui sont de nature à changer sa position d’équilibre (voir figure ci-dessous). Dans le cadre de ce projet de recherche, nous explorerons le potentiel d’utiliser ces effets mécaniques induits, combinés à un contrôle spatio-temporel avancé des fronts d’onde, pour diriger la déformation sans aucun contact et en temps réel d’interfaces pouvant acquérir des formes complexes et tridimensionnelles.

Description de l’offre :

Le/la candidat.e étudiera simultanément à l’aide de modèles théoriques et numériques la transformation de gouttes de liquides, initialement sphériques, sous l’effet des contraintes de radiation, ou « pression de radiation » des ondes ultrasonores (MHz). Les modèles seront validés expérimentalement afin de développer une stratégie originale de mise en forme de la matière. Les concepts de flux de quantité de mouvement des ondes, et du contrôle spatio-temporel de leurs fronts seront centraux à l’étude. La modélisation numérique reposera sur la méthode des éléments fini de frontière (BEM) et d’approches semi-analytiques développées à l’I2M. Le volet expérimental mettra à profit les capacités avancées d’un nouvel échographe de recherche entièrement programmable pour prescrire la séquence ultrasonore souhaitée sur la base des dernières avancées en contrôle spatio-temporel des ondes.

Les missions et activités incluent :
- Acoustique et mécanique des fluides aux interfaces
- Contrôle avancé de fronts d’onde en milieux complexes
- Instrumentation expérimentale (Python)
- Traitement du signal et analyse d’images (Python)
- Présentation orale de résultats scientifiques en réunion et en conférence internationale.

Contexte :
Laboratoire et environnement de travail :

Le groupe de recherche est intégré au département d’Acoustique Physique de l’Institut de Mécanique et d’Ingénierie (I2M) à Bordeaux. La direction des travaux sera assurée en collaboration avec Nicolas Bachelard, chercheur au Laboratoire d’Ondes et de Matière d’Aquitaine (LOMA).