Métasurfaces acoustiques, des pistes prometteuses pour manipuler le son

Publié par Redbran le 15/12/2018 à 14:00
Source: CNRS-INSIS
En cinq ans, les métasurfaces acoustiques ont révolutionné le contrôle des ondes acoustiques par les matériaux. Une équipe internationale, dont un chercheur de l'Institut Jean Lamour, a publié un état de l'art de ce champ disciplinaire dans la revue Nature Reviews Materials. Il couvre la physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la...) fondamentale (En musique, le mot fondamentale peut renvoyer à plusieurs sens.) sur laquelle s'appuie la création de ces matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en...) artificiels 2D, ainsi que leur pouvoir applicatif, notamment en aéronautique (L'aéronautique inclut les sciences et les technologies ayant pour but de construire et de...) et en holographie (L'holographie du visible est un procédé de photographie en trois dimensions utilisant les...).


© IJL
Exemple d'une métasurface absorbante en basse fréquence (En physique, la fréquence désigne en général la mesure du nombre de fois qu'un...) de 1mm d'épaisseur opérant comme un "entonnoir acoustique (L’acoustique est une branche de la physique dont l’objet est l’étude des...) = acoustic sink".

Une collaboration internationale impliquant un chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la...) CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand...) de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est...) Jean Lamour (IJL, CNRS/Université de Lorraine) a publié un état de l'art des métasurfaces acoustiques. Ces matériaux ultrafins, confectionnés en laboratoire, notamment par impression 3D, permettent de manipuler la propagation des ondes (La propagation des ondes est un domaine de la physique s'intéressant aux déplacements des ondes...) acoustiques. De façon générale, les chercheurs de cette discipline maîtrisent les propriétés des matériaux en jouant sur leur design (Le design (la stylique en français) est un domaine visant à la création d'objets,...) et leur architecture (L’architecture peut se définir comme l’art de bâtir des édifices.). Ils conçoivent ainsi des structures à la carte, capables de réfléchir, absorber, ou transmettre les ondes dans les différentes gammes de fréquence souhaitées. Cela leur permet de manipuler, de manière extrêmement contrôlée, les trajectoires de propagation d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible...).

La diversité fonctionnelle (En mathématiques, le terme fonctionnelle se réfère à certaines fonctions....) de ces nouveaux matériaux engendre des applications tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) aussi étendues. Par exemple, des métasurfaces réflectives pourraient servir à la collecte d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...). Utilisées dans des revêtements, elles réfléchiraient le son en direction de spots dans lesquels le bruit (Dans son sens courant, le mot de bruit se rapproche de la signification principale du mot son....) serait reconverti en énergie électrique (Un apport d'énergie électrique à un système électrotechnique est nécessaire pour qu'il...). Dans un autre cadre, les métasurfaces transmissives aideraient au développement de l'holographie acoustique et au traitement biomédical par les ultrasons. Le concept d'invisibilité (L'invisibilité est l'état d'un objet ou d'un organisme vivant qui ne peut être vu,...) acoustique, un dispositif déviant les ondes, est également envisagé. Enfin, le caractère ultramince de ces matériaux - jusqu'au centième d'une longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus...) d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation...), voire en deçà - apporte une valeur ajoutée à l'absorption ( En optique, l'absorption se réfère au processus par lequel l'énergie d'un photon est prise...) en très basses fréquences. Peu encombrants et légers, les absorbants à base de métasurfaces pourraient remplacer, par exemple, les matériaux existant dans les fuselages d'avions en vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et...) de réduire le bruit des moteurs (Un moteur est un dispositif transformant une énergie non-mécanique (éolienne, chimique,...).

Références publication:
Acoustic metasurfaces,
B. Assouar, B. Liang, Y. Wu, Y. Li, J-C. Cheng and Y. Jing
Nature Review Materials 3, (2018)
DOI: https://doi.org/10.1038/s41578-018-0061-4

Contact chercheur:
Badreddine Assouar – IJL
Cet article vous a plu ? Vous souhaitez nous soutenir ? Partagez-le sur les réseaux sociaux avec vos amis et/ou commentez-le, ceci nous encouragera à publier davantage de sujets similaires !
Page générée en 25.025 seconde(s) - site hébergé chez Amen
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL sous le numéro de dossier 1037632
Ce site est édité par Techno-Science.net - A propos - Informations légales
Partenaire: HD-Numérique