Métamatériaux, invisibilité et protection

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Métamatériaux en acoustique et mécanique

L’institut Fresnel a joué un rôle important dans le développement des métamatériaux acoustiques et mécaniques, notamment dans le domaine des multi-structures constituées de résonateurs basse fréquence [Big-1, Ach-0].
Ces propriétés des multi-structures ont été utilisées pour obtenir de la focalisation [Big-1] et de la protection [Ach-0].
Ces travaux ont également permis de proposer les premiers designs théoriques de capes d’invisibilité pour les ondes mécaniques [Dia-1].
Une application potentielle de ces multi-structures est la protection des grandes infrastructures contre les ondes mécaniques dans le génie civil (voir la page sur la protection sismique).
plaque perforée de trous pour obtenir de la réfraction négative pour les ondes de Lamb (Institut Langevin).Des recherches sont également menées sur les ondes de surface sur les plaques, avec par exemple la première proposition théorique d’une cape d’invisibilité pour les ondes de Lamb dans les plaques fines [Dub-2].
Dans le cadre du projet ANR PLATON, ces travaux ont conduit à la démonstration expérimentale de la réfraction négative dans une plaque de duralumin percée de trous (voir sur la figure 4.2 la structure à gauche et la mise en évidence expérimentale de la focalisation à droite).
Enfin, les derniers travaux sur les plaques visent à étendre ces résultats à plus grande échelle pour contrôler les ondes de Rayleigh-Lamb avec des forêts de piliers (ou arbres) en collaboration avec le groupe de Philippe Roux (ISTERRE, Grenoble) [Col-1].

Publications :

[Big-1] Davide Bigoni, Sébastien Guenneau, A.B. Movchan, Michele Brun. Elastic metamaterials with inertial locally resonant structures : Application to lensing and localization. Physical Review B, 2013, 87, pp.174303.
[Ach-0] Y. Achaoui, B. Ungureanu, S. Enoch, , S. Brûlé, S. Guenneau, Seismic waves damping with arrays of inertial resonators, Extreme Mechanics Letters (sous presse).
[Dia-1] Andre Diatta, Sebastien Guenneau. Controlling solid elastic waves with spherical cloaks. Applied Physics Letters, 2014, 105, pp.021901.
[Dub-2] Marc Dubois, Mohamed Farhat, Emmanuel Bossy, Stefan Enoch, Sébastien Guenneau, et al., Flat lens for pulse focusing of elastic waves in thin plates. Applied Physics Letters, 2013, 103 (071915).
[Col-1] Andrea Colombi, Roux Philippe, Sébastien Guenneau, Philippe Gueguen, Richard Craster. Forests as a natural seismic metamaterial : Rayleigh wave bandgaps induced by local resonances. Scientific Reports, 2016, 6, pp.19238.

Contact : Sébastien Guenneau