Retournement temporel des ondes ultrasonores. Application a la focalisation

Time reversal of ultrasonic waves. Application to focusing

• Auteur / Autrice : Claire Prada
• Direction : Mathias Fink
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1991
• Etablissement(s) : Paris 7

Résumé

Cette these presente une nouvelle methode de focalisation acoustique en milieu inhomogene par retournement temporel. Le principe exploite la reversibilite de la propagation des ondes en milieu non dissipatif et l'existence de transducteurs sensibles a la pression instantannee et lineaires en emission et en reception. Le miroir a retournement temporel est constitue d'une matrice de transducteurs commandes par leur propre electronique. La focalisation est obtenue en trois etapes: 1) le miroir emet une onde breve dans le milieu contenant la cible, 2) le miroir capte l'onde reflechie par la cible et chaque transducteur delivre un signal electrique, 3) chaque signal est renverse par une procedure lifo (last in first out), et applique au transducteur correspondant. Ceci engendre une onde qui converge vers la cible. Le chapitre 1 situe la methode parmi les autres techniques de focalisation. Le chapitre 2 etudie la cavite a retournement temporel ideale en milieu homogene. Le chapitre 3 presente le miroir a retournement temporel ideal en milieu faiblement inhomogene, la modelisation d'un tel miroir a l'aide d'une matrice de tranducteurs ainsi que des simulations numeriques qui montrent l'efficacite du processus et l'influence des differents parametres. Le chapitre 4 presente le principe du retournement temporel iteratif et montre qu'il autorise une focalisation selective en presence de plusieurs diffuseurs, des exemples numeriques calcules a l'aide d'une methode matricielle mettent evidence la convergence du processus. Le chapitre 5 decrit le miroir a retournement temporel realise au laboratoire ainsi que des experiences de focalisation sur differentes cibles et plusieurs aberrateurs. Enfin, le chapitre 6 illustre les differences entre le conjugaison de phase et le retournement temporel par l'exemple de la lame a face paralleles