Objectifs de la formation
Les métamateriaux sont des matériaux artificiels présentant une structuration interne plus petite que la longueur d’onde à traiter leur permettant d’adopter un comportement ondulatoire sans équivalent dans les matériaux à l’état naturel. Dans le cas de l’acoustique, ils donnent lieu à des applications très importantes dans des domaines de l’ingénierie aussi divers que l’isolation phonique, la vibroacoustique, la furtivité en acoustique sous-marine, la réalisation de transducteurs. Les technologies associées suscitent d’ors et déjà l’intérêt de nombreux industriels. L’objectif principal de ce cours est de donner une formation d’ensemble aux étudiants de l’Ecole Centrale de Lyon sur la thématique des métamatériaux et la capacité qu’ils offrent pour répondre à des problèmes d’ingénierie.
Mots-clés
Ondes, Vibrations, Acoustiques, Matériaux adaptatifs, optimisation, traitements des nuisances vibroacoustiques
Programme
Propagation des ondes: retour sur les bases
Modelisation a) Méthode Analytiques et semi-analytique SAFE b) WFE : Wave Finite Elements c) Shift Cell Operator pour introduire des métamatériaux couplés multiphysiques d) L’approche d’expansion en ondes PWE
Le Design de structures en utilisant les propriétés des bandes interdites de Bragg ou résonnantes : a) Diffusion d’énergie: Contrôle de la réflexion et de l’absorption b) La finitude : une limite à l’efficacité des bandes interdites
Au délà des bandes interdites a) La focalisation b) La rupture de réciprocité et les diodes c) L’invisibilité
Compétences visées
- Compréhension du comportement physique de ces matériaux
- Utilisation des outils numériques de conception
- Mise en oeuvre sur des problématiques simples à travers un mini projet
Évaluation
1/3 par le résultat d'un QCM 1/3 par l'évaluation du rapport de projet 1/3 par la note de la restitution donnée par la classe