[H/F] Métamatériaux Architecturés

Sujet de thèse :
Contexte du Projet.
Les ondes acoustiques et élastiques sont omniprésentes dans notre vie, de la propagation du son dans l'air (qui permet la communication) jusqu'aux systèmes micro-électromécaniques (MEMS) pour les applications de détection, en passant par les événements catastrophiques à grande échelle tels que les tremblements de terre et les tsunamis. Bien que le contrôle total de la propagation des ondes ne soit pas encore possible, les développements récents en physique de l'état solide ont proposé une nouvelle classe de matériaux composites, généralement appelés cristaux phononiques (PC) et métamatériaux (MM), capables de comportements dynamiques non conventionnels (réfraction négative, focalisation des ondes, invisibilité, etc.).
Les PCs et 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 grâce à des effets de directivité dépendants de la fréquence ou de bandes interdites (BG) (c'est-à-dire des régions de fréquence où la propagation des ondes est fortement atténuée), induites par des interférences non destructives créées soit par le champ d'ondes diffusé à partir de changements périodiques brusques de rigidité/masse (BG de Bragg) ou par des inhomogénéités résonantes (BG résonantes locales). Le concept de BG implique naturellement des applications concernant les vibrations, le filtrage et l'atténuation des ondes, qui pourraient être exploitées dans divers régimes de fréquence allant des Hz aux kHz : ondes sismiques (donc de surface), réduction du bruit acoustique ou sous-marin, et réduction des vibrations, pour n'en citer que quelques-uns.

Objectifs de la thèse.
L'objectif principal de cette thèse de doctorat est de concevoir de nouvelles barrières à base de métamatériaux pour réduire la propagation des ondes élastiques et acoustiques. Les cas de la propagation des ondes en milieu aérien et sous-marin seront explorés avec l'idée d'adapter, quand possible, certains des concepts de métamatériaux acoustiques aériens au contexte sous-marin, en s'attaquant aux problèmes dérivant des interactions (lourdes) fluide-structure (qui invalident certaines hypothèses des acoustiques aériennes).
L'optimisation des performances par l'introduction de nouvelles interfaces (éventuellement protégées topologiquement) pour la conversion et le guidage des ondes sera également explorée. En raison de la nature des équations d'ondes, des applications potentielles dans d'autres domaines seront explorées.
Contexte :
L'Institut d'Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie (UMR CNRS 8520 est situé à Villeneuve d'Ascq, près de la ville de Lille (France). Avec un effectif total de plus de 500 personnes, l'institut couvre un large éventail d'activités de recherche allant de la physique à la science des matériaux, l'acoustique, la micro- et nanotechnologie.

Fin
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