[H/F] Cristaux phononiques et métamatériaux architecturés

Missions :
Contexte du projet
Les cristaux phononiques (PCs) et les métamatériaux (MMs) sont des composites périodiques (ou quasi-périodiques) constitués de blocs de construction, c'est-à-dire de cellules unitaires, capables de contrôler la propagation des ondes de manière spatiale et spectrale grâce à des effets de directivité dépendant de la fréquence ou à des bandes interdites (BG – band gaps, régions de fréquence où la propagation des ondes est fortement atténuée). Ces effets sont induits par des interférences non destructives générées soit par le champ d'ondes diffusées à partir de changements périodiques brusques de rigidité/masse (BG de Bragg), soit par des inhomogénéités résonantes (BG localement résonants). Le concept de BG conduit naturellement à des applications impliquant la réduction des vibrations, le filtrage des ondes et leur atténuation (dans divers régimes de fréquence allant de quelques Hz à plusieurs kHz : réduction des mouvements du sol liés aux ondes sismiques, atténuation du bruit acoustique ou sous-marin, réduction des vibrations, pour n'en citer que quelques exemples).
Activités :
Objectifs principaux
Bien qu’il n’existe pas de définition universellement acceptée des métamatériaux élastiques, ils sont généralement associés à des matériaux artificiels ou conçus par l'homme qui possèdent des propriétés peu courantes dans la nature. Cependant, des études récentes et novatrices ont montré que de nombreux systèmes biologiques, caractérisés par des organisations structurelles complexes, souvent disposées en architectures périodiques et/ou en gradients à plusieurs échelles, présentent des capacités extraordinaires d'absorption et de réflexion. Ces fonctionnalités uniques sont amplifiées par des mécanismes tels que les résonances locales ou la diffusion de Bragg.
L’objectif principal de ce projet de recherche postdoctorale est d’explorer le potentiel des systèmes biologiques caractérisés par un agencement (quasi-)périodique et hiérarchique pour le contrôle des ondes, dans le but d’inspirer la conception de nouveaux métamatériaux. En particulier, la recherche vise à développer de nouvelles conceptions capables de réduire la propagation des ondes élastiques dans les solides, l’air et les environnements sous-marins. L’adaptation de ces concepts à l’acoustique sous-marine, où l’interaction forte entre fluides et structures invalide souvent les hypothèses utilisées en acoustique aérienne, constitue un second objectif clé.
Enfin, cette recherche explorera l’optimisation des performances de contrôle des ondes en introduisant de nouvelles interfaces, potentiellement protégées par des principes topologiques, pour la conversion et le guidage des ondes. Étant donné la nature scalable des équations d’ondes, le projet étudiera également des applications dans d’autres domaines.
Contexte de travail :
Lieu
L’Institut d'Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie (UMR CNRS 8520 –
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