Institut des
NanoSciences de Paris
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Soutenance de thèse de Rémi Marchal - 9 décembre 2014

Rémi Marchal - Equipe Acoustique pour les nanosciences

Mardi 9 décembre, à 14 h - UPMC - 4 place Jussieu - 75252 PARIS Cedex 05 - Amphithéâtre Herpin - Bâtiment Esclangon

Métamatériaux Acoustiques Actifs

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Résumé

En accord avec l’équation de propagation des ondes élastiques dans la matière, l’expression de la vitesse du son n’interdit pas à la masse volumique et à la compressibilité effectives du milieu d’être toutes deux négatives. Comment concevoir alors un tel matériau qualifié de métamatériau acoustique ? Qu’elles sont ses principales propriétés ?

L’objectif de ce travail expérimental est d’apporter des éléments de réponse à ces questions, en concevant et en caractérisant ce qui pourrait être un métamatériau pour les ondes de Lamb (ondes de plaque). Le modèle de matériau choisi est une hétérostructure formée par un wafer de silicium sur lequel sont gravés des piliers de silicium isolés ou disposés en ligne.

La démarche expérimentale a consisté à étudier la diffusion élastique des ondes de Lamb sur ces piliers de silicium à l’aide d’un montage tout optique. La génération des ondes est assurée par la focalisation le long d’une ligne d’un faisceau laser Nd:YAG picoseconde permettant d’obtenir une source blanche acoustique. La détection est réalisée à l’aide d’un interféromètre de Michelson doté d’un bras opto-mécanique permettant une cartographie point par point du champ de déformation de l’onde avec une sensibilité jusqu’au picomètre.

Cette étude aura permis de mettre en évidence la présence d’une ondelette réémise par le pilier autour de ses fréquences de résonance et de décrire la diffusion cohérente résonante comme le résultat de l’interférence entre l’onde incidente et l’ondelette réémise. Ce mécanisme permet d’envisager la fabrication d’un système (ligne de pilier) possédant certaines des propriétés attendues pour un métamatériau acoustique.

Composition du jury

  • M. Vincent LAUDE, Directeur de Recherche au CNRS, FEMTO-ST, Besançon (rapporteur)
  • M. Bahram DJAFARI-ROUHANI, Professeur à l’Université Lille 1, Villeneuve d’Ascq (rapporteur)
  • Mme Olga BOYKO-KAZYMYRENKO, Maître de conférences, Institut des NanoSciences de Paris - Université Pierre et Marie Curie, Paris (examinatrice)
  • M. Djimédo KONDO, Professeur à l’Université Pierre et Marie Curie, Directeur de l’école doctorale des Sciences mécaniques, acoustique, électronique et Robotique de Paris (examinateur)
  • M. Dominique FATTACCIOLI, Expert acoustique sous-marine pour la Direction Générale de l’Armement (examinateur)
  • M. Bernard BONELLO, Directeur de Recherche au CNRS, Institut des NanoSciences de Paris - Université Pierre et Marie Curie, Paris (directeur de thèse)