Les Métamatériaux Mécaniques

Responsable(s) : Olivier BAREILLE, Manuel COLLET
Cours ⋅ 32 h

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

  1. Propagation des ondes: retour sur les bases

  2. 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

  3. 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

  4. 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

Contrôle des connaissances

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