Application de la Réfraction Négative à la focalisation de deux Sources Acoustiques

Etoungh Dimitri D. Manga (1) , Lionel Haumesser (1) , François Vander Meulen (1) , Charles Croënne (2) , Anne-Christine Hladky (2) , Jerome O. Vasseur (2) , Bruno Morvan (3) , Emmanuel Le Clezio (1)

1 iBraiN - Imaging, Brain & Neuropsychiatry
2 IEMN - Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520
3 LOMC - Laboratoire Ondes et Milieux Complexes

Le travail, réalisé dans le cadre du projet ANR SUPREME (SUPerlentille à REfraction négative à base de MEtamatériaux et de cristaux phononiques), consiste en l'étude numérique et expérimentale de champs de pression transmis à travers un cristal phononique 2D. Les courbes de dispersion du cristal, constitué d'un réseau triangulaire de tiges cylindriques solides (acier) dans une matrice fluide (eau), montrent l'existence d'une bande de fréquences à réfraction négative dans laquelle les surfaces équi-fréquences (EFS) sont parfaitement circulaires. La première caractéristique implique que des faisceaux divergents incidents sur le cristal se re-focalisent en sortie, les EFS circulaires permettant une re-focalisation optimale. Les résultats présentés concernent l'étude d'images formées à travers le cristal par deux points sources. Une attention particulière sera portée à l'influence, sur l'image, de la position des sources par rapport au cristal, ainsi que de leurs positions relatives. L'étude expérimentale est réalisée sur un cristal de 10 mm d'épaisseur avec comme sources ponctuelles deux «pinducers» de diamètre 2,4 mm placés près du cristal. En réception, un hydrophone permet de mesurer le champ de pression «en chaque point» dans le plan des deux sources ponctuelles. D'un point de vue numérique, les simulations sont réalisées par Eléments Finis, à l'aide du code de calcul ATILA. Les résolutions axiales et latérales des images reconstruites sont discutées en présence d'une ou de deux sources acoustiques. Il est montré que, pour les grandes distances inter-sources (relativement à la longueur d'onde), le champ de pression à la sortie du cristal est tel que les points image issus des deux sources sont bien distincts. Pour de petites distances inter-sources, des interférences entre les champs générés donnent lieu des distorsions des points images qui sont discutées en terme de pertinence pour les dispositifs d'imagerie ultrasonore.

Mots clés: Cristaux phononiques; Imagerie ultrasonore; Réfraction négative

Domaines: Acoustique [physics.class-ph]

Etoungh Dimitri D. Manga, Lionel Haumesser, François Vander Meulen, Charles Croënne, Anne-Christine Hladky, et al.. Application de la Réfraction Négative à la focalisation de deux Sources Acoustiques. 10ème Congrès Français d'Acoustique, Apr 2010, Lyon, France. ⟨hal-00539662⟩