Julio Andrés IGLESIAS MARTINEZ : "Métamateriaux acoustiques et élastiques présentant des propriétés extrêmes"

Résumé : La construction de métamatériaux acoustiques et élastiques extrêmes est considérée à la fois d'un point de vuenumérique et expérimental. De larges bandes interdites phononiques, des relations de dispersion non monotones et une auxéticité extrême et accordable sont les objectifs spécifiques discutés dans le manuscrit. Dans le premier chapitre, nous introduisons les concepts des ondes et des métamatériaux, ainsi que les équations constitutives en élasticité et en acoustique. Dans le deuxième chapitre, nous décrivons la conception d'un cristal phononique 3D à bande interdite ultra large pour les ondes ultrasonores fonctionnant dans la gamme des MHz. Dans le troisième chapitre, nous concevons, fabriquons et testons expérimentalement un nouveau métamatériau acoustique présentant des interactions au troisième voisin pour façonner la première bande de la relation de dispersion suivant celle du roton dans les superfluides. Dans le quatrième chapitre, nous montrons qu'en utilisant une dislocation symétrique par réflection glissée dans un cristal 2D, une paire d'ondes guidées à large bande passante, monomodes et protégées par symétrie peut être créée dans la bande interdite. La phase de Zak 2D change par pi d'un côté de l'interface à l'autre, fournissant un invariant topologique protégé par la symétrie de réflexion glissée au point X de la zone de Brillouin. L'expérience correspondante a été réalisée avec des ondes acoustiques dans l'eau, à des fréquences ultrasonores, et démontre l'accord continu de la transmission en fonction du paramètre de glissement. Dans le dernier chapitre, nous montrons la conception d'un nouveau métamatériau mécanique hiérarchique microscopique présentant une large gamme de comportement auxétique (à la fois pour les cas quasi-2D et 3D). De plus, nous montrons que la structure peut présenter un morphing de forme.

Composition du jury :

M. Vincent LAUDE, Directeur de recherche, Université Bourgogne Franche-Comté, Directeur de thèse
M. Muamer KADIC Associate Professor, Université Bourgogne Franche-Comté, Co-directeur de thèse
M. Emmanuel FOLTETE, Professeur Université Bourgogne Franche-Comté, Examinateur
M. Vincent PAGNEUX, Directeur de recherche Université du Mans, Examinateur
M. Romain FLEURY, Assistant professor, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Rapporteur
M. Yan PENNEC, Professeur IEMN – LABORATOIRE CENTRAL DE L’INSTITUT, Rapporteur

Localisation: Amphithéâtre J-J Gagnepain, Institut FEMTO-ST 15B, Avenue des Montboucons 25000 Besançon