LMA - Laboratoire de Mécanique et d’Acoustique

[2019 - Stage Alternance ECM] : L’invisibilité acoustique

Encadrants :

- Stéphane Bourgeois (LMA / stephane.bourgeois@centrale-marseille.fr)
- Bruno Lombard (LMA / lombard@lma.cnrs-mrs.fr)

Gauche : diffraction d’une onde plane par un objet (l’onde est affectée par la présence de l’objet).
Droite : l’objet est entouré par une cape (matériau ayant des propriétés particulières) qui déforme les champs d’ondes et rend l’objet invisible (l’onde est uniquement déformée au voisinage de l’objet)


L’invisibilité est un concept largement représenté dans la culture populaire : on pense par exemple au roman de H.G. Wells « The invisible man », à Harry Potter, ou au bouclier déflecteur dans Star Wars. Depuis 13 ans et les travaux de J. Pendry, ce concept est passé de la science-fiction à un domaine scientifique, conduisant à des réalisations pratiques telles que les « capes acoustiques » entourant un objet et déformant les ondes acoustiques, de sorte que la cape et l’objet contenu deviennent invisibles pour un observateur extérieur. Ces propriétés ne sont pas habituelles, car les matériaux requis pour réaliser ces structures sont extrêmes et n’existent pas a priori dans la nature. Et pourtant, il n’existe pas de restriction théorique à l’existence de telles capes d’invisibilité. Leur réalisation repose sur le développement de « métamatériaux » aux propriétés étranges, dont la conception est un champ de recherche très actif.

Dans ce sujet d’alternance Recherche, on propose d’étudier les idées en jeu et de les mettre en oeuvre par le biais de simulations numériques. Cela sera l’occasion pour l’étudiant intéressé de s’initier à des concepts de physique théorique, de mathématiques appliquées, et de mécanique des milieux continus. On pourra aussi s’intéresser aux moyens pratiques de réaliser les matériaux aux propriétés exotiques qui sont requises par les théories, par le biais d’imprimantes 3D.