Travail collaboratif : Adrien Rohfritsch, Tony Valier-Brasier, Réegis Marchiano, Jean-Marc Conoir / Institut Jean Le Rond d’Alembert

Résumé : Nous nous intéressons à la propagation d’une onde incidente à l’intérieur d’un milieu hétérogène à diffuseurs élastiques discrets. Le champ moyen, appeé onde cohérente, est caractérisé par un nombre d’onde effectif complexe, qui est le coeur de notre étude. L’influence des propriétés statistiques du désordre sur ce nombre d’onde est étudié précisément. Pour ce faire, un code numérique à hautes performances, développé au cours de ma thèse, est utilisé [1]. Cet outil permet de traiter des problèmes de plusieurs milliers de particules et prend en compte les positions réelles des diffuseurs ainsi que toutes les interactions. Ces résultats numériques sont comparés à des modèles statistiques issus de la littérature ainsi qu’à des résultats expérimentaux. Deux types de corrélation, à courte [2] et longue [3] portées, sont étudiés successivement. Ce dernier type de corrélation nous amène à considérer de nouveaux matériaux, appelés hyperuniformes [4, 5]. Des modifications très significatives des propriétés effectives sont observées qui dépendent du régime fréquentiel. Ces modifications sont en accord avec certaines théories d’homogénéisation prenant en compte la microstructure. Le travail présenté ouvre la voie à la compréhension fine et à l’optimisation de matériaux fonctionnels de nouvelle génération.

References :
[1] A. Rohfritsch, J.-M. Conoir, R. Marchiano et T. Valier-Brasier, Numerical simulation of two-dimensional multiple scattering of sound by a large number of circular cylinders, The Journal of the Acoustical Society of America, 145(6), 33203329, 2019.
[2] A. Rohfritsch, J.-M. Conoir, T. Valier-Brasier et R. Marchiano, In uence of the microstructure of two- dimensional random heterogeneous media on propagation of acoustic coherent waves, Phys. Rev. E, 101, 023001, 2020.
[3] A. Rohfritsch, J.-M. Conoir, T. Valier-Brasier et R. Marchiano, Impact of particle size and multiple scattering on the propagation of waves in stealthy-hyperuniform media, Phys. Rev. E, 102, 053001, 2020.
[4] O. U. Uche, F. H. Stillinger et S. Torquato, Constraints on collective density variables : Two dimensions, Phys. Rev. E, 70, 046122, 2004.
[5] Y. Jiao, T. Lau, H. Hatzikirou, M. Meyer-Hermann, J. C. Corbo et S. Torquato, Avian photoreceptor patterns represent a disordered hyperuniform solution to a multiscale packing problem, Phys. Rev. E, 89, 022721, 2014.