Les thématiques

Acoustique des Milieux Granulaires

Mécanique topologique et non-linéarité

Bien que d'abord lié aux électrons, le domaine en développement rapide des isolants topologiques a stimulé la recherche pertinente également dans des contextes classiques, par exemple en acoustique et en mécanique. Cela a révélé une pléthore de configurations d'ondes classiques avec une localisation et un transfert robustes du son - offrant potentiellement de nouvelles applications dans la récupération d'énergie, l'isolation des vibrations et le guidage d'ondes phononiques.

En utilisant de mécaniques topologiques à une ou deux dimensions, nous essayons de révéler et de comprendre des phénomènes topologiques intrigants, tels que les transitions topologiques dépendant du désordre et de l'amplitude, le transfert non adiabatique d'états topologiques, et l'existence et la stabilité de solitons gap.

Fig .1 (a)

Mode d'interface topologiquement non trivial et (b) trivial dans un graphène mécanique granulaire, (c-e) mode de bord non linéaire stable topologiquement non trivial.                                             

Métamatériaux élastiques flexibles non linéaires    

Les métamatériaux élastiques flexibles (flexEM) peuvent être définis comme des structures artificielles architecturées possédant la capacité de se déformer de manière substantielle, répétée et réversible.

Ces dernières années, flexEM a connu des développements rapides dans ses usages et applications, comme dans le cadre de la robotique douce, de l'actionnement innovant (locomotion, préhension), de la commutation mécanique et du contrôle précis du mouvement, ou encore de la reconfiguration à grande échelle.

Fig. 2 Schémas du flexEM.

Parmi toutes les conceptions flexEM possibles, nous nous intéressons à celle composée de masses rotatives, comme celles montrées sur la Fig. 2.

En effet, la coexistence de deux / trois degrés de liberté par site (translation et rotation) et la non-linéarité provenant des grandes rotations, donne lieu à de nouveaux phénomènes non linéaires dans de telles architectures, tels que les solitons à impulsions élastiques vectorielles et les ondes de transition.

Ces derniers ont notamment prouvé leur intérêt pour la reconfiguration macroscopique d'un flexEM bistable.

Acoustique et Mécanique des Matériaux Poreux

Cette opération de recherche étudie les propriétés acoustiques et mécaniques des matériaux poreux et méta-poreux utilisés dans diverses applications acoustiques.

Elle comprend différents sujets d’études : matériaux poreux anisotropes à gradients de propriétés, méthodes numériques pour poreux et métaporeux, méthodes de caractérisation expérimentale, (par ex, méthode SLATCoW, Spatial LAplace Transform for Complex Wavenumber recovery), cristaux phononiques et milieux hyperuniformes, plaques/densité nulle et dopage,  couplage critique, onde lente et absorption parfaite, métadiffuseurs et structures minces pour la diffusion du son, description acoustique nonlocale des propriétés inspirée de l’électromagnétisme nonlocal.

Méthode SLATCoW :  (Geslain et al., J. Appl. Phys. 120: 135107, (2016))

Métasurfaces : (N Jiménez, TJ Cox, V Romero-García, JP Groby, Metadiffusers: Deep-subwavelength sound diffusers, Sci. Rep. 7: 5389, (2017))

Équipe "Guides & Structures"

Cette équipe s’intéresse à la propagation des ondes en milieux complexes et dans toute la gamme des fréquences audibles.

Les recherches portent sur les problèmes liés au confort acoustique, l’amélioration de l’environnement sonore et l’acoustique musicale. L’équipe étudie le rayonnement de sources sonores, qu’il soit souhaité (facture instrumentale) ou non (aéronautique, rayonnement de structures vibrantes...), et la propagation (acoustique urbaine, contrôle d’ondes dans des milieux structurés).

Les travaux sont menés à la fois d’un point de vue fondamental (approches analytiques et développement de méthodes numériques) et expérimental (développement de systèmes de mesure et de simulation).

Equipe "Transducteurs"

Cette équipe s’intéresse principalement aux transducteurs (capteurs, actionneurs, convertisseurs d’énergie), à la mise au point de bancs de mesure (holographie numérique, métrologie) et au traitement du signal associé.

Les études menées, tant théoriques qu’expérimentales, s’appuient sur un partage de compétences fondamentales des membres de l’équipe (acoustique, thermique, optique, magnétisme, électricité, traitement du signal,…) et de leurs savoir-faire technologique (mesures fines, micro-fabrications en salle blanche).     

Opto-Acoustique & Ultrasons lasers

La recherche en opto-acoustique a pour objectif d'introduire des méthodes innovantes de génération et de détection d'ondes acoustiques par des lasers pour l'évaluation acoustique et le contrôle non-destructif des matériaux et des structures.

Ici, le rôle joué par le transducteur piézoélectrique dans les mesures ultrasonores traditionnelles est attribué à un laser, mais ce dernier peut jouer ce rôle à distance et sans aucun contact avec les matériaux. Si nécessaire, l'excitation et la détection du son peuvent être très locales (jusqu'à l'échelle du micron, diamètre du faisceau laser focalisé) ou, au contraire, peuvent balayer rapidement et optiquement de grandes surfaces (jusqu'à quelques mètres).

L'opto-acoustique, en plus d'autres gammes de fréquences accessibles par des méthodes traditionnelles, donne accès à des fréquences hypersoniques d'ondes acoustiques (supérieures à 1 GHz). En particulier, les ondes acoustiques avec des fréquences supérieures à 10 GHz ont des longueurs d'onde plus courtes que le micromètre dans les solides. Cela fait de l'hyperson généré et détecté par laser un outil unique pour l'évaluation non destructive des matériaux nanocristallins et des nanostructures, ainsi que pour l'imagerie tridimensionnelle à l'intérieur de milieux continument inhomogènes avec une résolution axiale à l'échelle du nanomètre. 

La nature sans contact de cette technique la rend particulièrement adaptée pour l’évaluation des matériaux dans des environnements hostiles, comme des températures très élevées et/ou des très hautes pressions, ce qui en fait un outil de contrôle très intéressant autant pour la recherche fondamentale et que pour des applications industrielles.