Métamatériaux acoustiques pour applications sous-marines : méthodes d'homogénéisation, optimisation de designs et caractérisation expérimentale
Auteur / Autrice : | Laëtitia Roux |
Direction : | Anne-Christine Hladky |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Acoustique |
Date : | Soutenance le 07/09/2021 |
Etablissement(s) : | Université de Lille (2018-2021) |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Sciences de l’ingénierie et des systèmes (Lille ; 2021-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Institut d'Electronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie |
Entreprise : Naval Group | |
Université : University of New South Wales | |
Jury : | Président / Présidente : Olivier Bou Matar-Lacaze |
Examinateurs / Examinatrices : Christian Audoly, Nicole Kessissoglou, Bertrand Habert, Alex Skvortsov, Jean Dassé, Charles Croënne | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Thomas Brunet, Valentin Leroy |
Mots clés
Résumé
Concevoir des revêtements de coque pour la furtivité acoustique des véhicules submergés demeure un défi évoluant constament avec l'amélioration des performances sonar. Les performances à basses fréquences sont particulièrement importantes pour les applications militaires, en raison des propriétés de propagation à longue distance dans l'eau des signaux à basses fréquences. Les métamatériaux acoustiques sont désormais largement reconnus comme des candidats prometteurs pour de tels revêtements. L'objectif de cette recherche est d'étudier les métamatériaux pour des applications sous-marines, de l'analyse théorique à la caractérisation expérimentale.Cette thèse présente des modèles analytiques et semi-analytiques basés sur un formalisme de matrices de transfert pour homogénéiser des structures périodiques. Ces méthodes sont ensuite utilisées dans une approche d'optimisation peu couteuse en temps de calculs pour obtenir des designs de métamatériaux qui répondent à des objectifs en termes de coefficient d'anéchoïsme, de masquage, ou les deux. L'ensemble de cette approche est d'abord réalisée pour des structures multicouches puis étendue aux métamatériaux à macro-inclusions auxquels s'ajoute un degré de complexité. Enfin, des méthodes de mesure pour bassin acoustique sont mises en œuvre et validées. Elles sont ensuite utilisées pour la caractérisation expérimentale de panneaux fabriqués dans le cadre de la thèse.