Propagation acoustique
dans les milieux résonants
La propagation des ondes acoustiques dans des milieux diffusants est fortement affectée par les résonances mécaniques des diffuseurs : dispersion, forte atténuation, indice de réfraction négatif lorsque plusieurs résonances bien choisies sont excitées, etc. Un exemple célèbre est la résonance de Minnaert en compression des bulles qui est exploitée pour atténuer le son. Nous nous intéressons à des diffuseurs présentant d’autres résonances mécaniques à basse fréquence – en translation et en rotation – dans le but d’affecter la propagation à la fois des ondes longitudinales et transverses dans les milieux élastiques. Les défis sont à la fois de réaliser ces matériaux diffusants, de les caractériser et de modéliser la propagation des ondes élastiques couplées.
Effet des résonances en translation de sphères denses et rigides sur la propagation d’ondes longitudinales – En collaboration avec Mickael Duranteau, Tony Valier-Brasier et Jean-Marc Conoir (Institut d’Alembert), nous avons mis en évidence que la propagation des ondes longitudinales dans des dispersions de sphères denses et rigides était fortement affectée par leur résonance en translation et montré que le modèle de Luppé, Conoir, Norris (2012) décrivait quantitativement leur propagation.
M. Duranteau, T. Valier-Brasier, J.-M. Conoir, R. Wunenburger, Random acoustic metamaterial with a subwavelength dipolar resonance, Journal of the Acoustical Society of America 39, 3341 (2016).
Effet des résonances en translation et en rotation de sphères denses et rigides sur la propagation d’ondes transverses – En collaboration avec Alverède Simon (doctorant) et Tony Valier-Brasier (Institut d’Alembert), en utilisant le dispositif de rhéologie ultrasonore, nous avons mis en évidence la résonance en rotation de sphères denses et rigides dispersées dans un milieu élastique. Nous avons montré que la propagation des ondes transverses dans ces dispersions était fortement affectée par leurs deux résonance en translation et en rotation au point de présenter un comportement bimodal à forte concentration. Nous avons montré que le modèle de Fikioris et Waterman (2013) décrivait quantitativement ces phénomènes.
A. Simon, R. Wunenburger, T. Valier-Brasier, Propagation of coherent shear waves in scattering elastic media, Physical Review E 103, L051001 (2021).
En collaboration avec Tony Valier-Brasier (Institut d’Alembert), nous avons étudions la possible application de ces diffuseurs à la furtivité sous-marine et à l'atténuation des vibrations de plaques.