Acoustique des milieux bulleux : Applications à la conception de métamatériaux et à la manipulation de bulles

Résumé : Lorsqu’elle est excitée par une onde ultrasonore, une bulle d’air oscille. Les mouvements de l’interface eau-air entrainent un déplacement local du fluide hôte qui devient le siège de la propagation d’une onde diffusée. Ce mécanisme très simple est fidèlement décrit par le formalisme de Rayleigh-Plesset datant du début du siècle dernier. À basse fréquence, au voisinage de la résonance de Minnaert, les oscillations de la bulle peuvent devenir particulièrement amples et la diffusion extrêmement efficace. Dans un environnement réaliste, les bulles sont présentes en grand nombre et la description se complique sensiblement puisque la propagation résulte de l’interférence entre une infinité de séquences de diffusion. Au cours de cette thèse, nous introduirons les modèles de milieux effectifs qui permettent de prédire le comportement de fluides bulleux désordonnés. Après avoir été confrontées aux résultats issus de la simulation numérique, ces théories effectives nous permettront de concevoir des matériaux désordonnés aux propriétés étonnantes comme la superfocalisation ou la réfraction négative. Nous envisagerons également l’étude d’arrangements cristallins et verrons que la périodicité induit des modifications sensibles dans le comportement du milieu tout en constituant un levier de contrôle efficace. Enfin, la bulle est susceptible de se mouvoir et, par conséquent, de ressentir des forces de pression de radiation. En particulier, Nous verrons comment la force de Bjerknes secondaire, issue du champ diffusé par une bulle vers l’une de ses voisines, peut être exploitée afin de manipuler une ou plusieurs bulles mobiles au voisinage d’une ou plusieurs bulles piégées.
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Thèse
Physique [physics]. Université Paris Denis Diderot, 2016. Français
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Contributeur : Maxime Lanoy <>
Soumis le : jeudi 23 mars 2017 - 16:14:11
Dernière modification le : vendredi 4 janvier 2019 - 17:33:27
Document(s) archivé(s) le : samedi 24 juin 2017 - 15:44:29

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Maxime Lanoy. Acoustique des milieux bulleux : Applications à la conception de métamatériaux et à la manipulation de bulles. Physique [physics]. Université Paris Denis Diderot, 2016. Français. 〈tel-01494543〉

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