Thèse soutenue

Ondes de Lamb et réfraction négative
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Auteur / Autrice : François Legrand
Direction : Claire PradaAlexandre Aubry
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Acoustique
Date : Soutenance le 29/05/2020
Etablissement(s) : Sorbonne université
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique en Île-de-France (Paris ; 2014-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Langevin-Ondes et images (Paris ; 1997-....)
Jury : Président / Présidente : Bernard Bonello
Examinateurs / Examinatrices : Olivier Poncelet, Tony Valier-Brasier, Bruno Morvan
Rapporteurs / Rapporteuses : Emmanuel Bossy, Vincent Pagneux

Résumé

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Le contrôle des ondes est d’un intérêt fondamental pour de nombreuses applications. On peut forcer une onde à se propager suivant un chemin désiré en concevant le milieu de propagation permettant le concept de réfraction négative. Les ondes de Lamb sont adéquates pour l’application de ce concept. Elles présentent l’existence de points à vitesse de groupe nulle (ZGV) au-dessus desquels cohabitent des modes à vitesse de phase positive et négative. Le changement abrupt de l’épaisseur d’une plaque permet la conversion d’un mode à vitesse de phase positive en un mode à vitesse de phase négative, donnant lieu aux phénomènes de réfraction et réflexion négatives. Ce manuscrit présente un modèle semi-analytique développé pour prédire les coefficients de réflexion et de transmission des modes de Lamb sur une marche d’épaisseur. Il est utilisé pour évaluer la réfraction négative en fonction des caractéristiques de la plaque et de l’onde incidente. Ensuite sont présentées les études numériques et expérimentales de dispositifs utilisant la réfraction négative afin d’annuler la diffusion de l’onde par un objet ou encore de piéger une onde par réfractions négatives successives. Une étude numérique visant à réaliser une lentille permettant de vaincre la limite de diffraction pour les ondes de Lamb est ensuite présentée. Enfin un nouveau dispositif expérimental est mis en place pour étudier les ondes de Lamb avec une génération monochromatique et sélective spatialement permettant alors d’étudier le comportement des modes de Lamb au voisinage du mode ZGV, là où coïncident modes prograde et rétrograde.