Modélisation analytique et conception de méta-lentilles acoustiques pour la déviation et la focalisation de faisceaux
Résumé
Le contrôle, la déviation et la focalisation de faisceaux acoustiques sont d’un intérêt grandissant pour des applications aux zones sonores personnalisées. Afin de générer un fort contraste acoustique entre différentes régions de l’espace, le champ acoustique peut être contrôlé et dirigé grâce à des lentilles acoustiques utilisant des méta-matériaux. Il existe à ce jour des modèles prédictifs basés sur des approches numériques, notamment grâce à la méthode des éléments finis. Ces modèles sont en revanche généralement lourds et chronophages. Dans ces travaux, un modèle prédictif intégralement analytique en deux dimensions est développé pour des lentilles acoustiques, prenant en compte les pertes visco-thermiques, les phénomènes de couplages ainsi que les modes de hauts ordres. Le modèle montre d’excellents résultats vis-à-vis des solutions obtenues par des méthodes aux éléments finis, en champ proche comme en champ lointain, et pour de larges gammes de fréquences. De plus, les phénomènes de focalisation et de déviation de faisceaux sont montrés expérimentalement. Ces travaux sont l’amorce d’un outil analytique complet pour l’optimisation du rayonnement de lentilles acoustiques utilisant des méta-matériaux. De surcroît, l’architecture du modèle prédictif existant est adaptée à une extension à des géométries tri-dimensionnelles.