Thèse CD - Métasurfaces Acoustiques Programmables H/F

Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Lorraine École doctorale : C2MP - CHIMIE MECANIQUE MATERIAUX PHYSIQUE Laboratoire de recherche : IJL - INSTITUT JEAN LAMOUR Direction de la thèse : Mourad OUDICH ORCID 0000000201235894 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-07-31T23:59:59 Au cours des dernières décennies, la manipulation des ondes acoustiques pour la génération de champs d'ondes tridimensionnels contrôlés a suscité un intérêt croissant pour des applications telles que l'imagerie médicale par ultrasons, le contrôle non destructif et la manipulation cellulaire. Malgré leur efficacité, les approches conventionnelles de contrôle des ondes, telles que les réseaux de transducteurs à commande de phase (phased arrays), présentent des inconvénients majeurs, notamment un coût élevé, une complexité électronique importante et des défis de fabrication. Ces limitations ont restreint la mise à l'échelle et l'adoption plus large de ces technologies.
Dans ce contexte, les métasurfaces acoustiques programmables représentent une alternative véritablement transformative aux technologies existantes. Les métasurfaces classiques ont suscité un vif intérêt grâce à leur capacité à contrôler les ondes à des échelles sous-longueur d'onde, permettant des phénomènes tels que l'absorption sonore, la modulation de phase et le contrôle d'amplitude. Cependant, la plupart des applications actuelles ne fonctionnent qu'à des fréquences uniques avec des géométries fixes.
Ce projet de doctorat propose la conception, la réalisation et la caractérisation de métasurfaces programmables permettant un contrôle complet et dynamique des fronts d'onde acoustiques. En manipulant la géométrie physique ou les propriétés matérielles des cellules unitaires via des mécanismes d'activation électromécaniques, thermomécaniques ou autres, ce projet de recherche vise à combler le fossé entre les métamatériaux statiques et les réseaux actifs complexes. Notre objectif ambitieux est de développer des solutions technologiques et d'explorer les principes physiques fondamentaux du contrôle actif des ondes acoustiques, en repoussant les limites de ce qui est possible avec de telles métasurfaces. Le contrôle des ondes acoustiques constitue aujourd'hui un enjeu majeur pour de nombreuses applications, allant de l'imagerie médicale par ultrasons au contrôle non destructif et à la manipulation de la matière à l'échelle microscopique. Les approches classiques, fondées notamment sur des réseaux de transducteurs à commande de phase, offrent des performances élevées mais restent limitées par leur coût, leur complexité électronique et leur faible évolutivité. Dans ce contexte, les métasurfaces acoustiques programmables apparaissent comme une voie innovante pour un contrôle fin, dynamique et compact des fronts d'onde. En combinant les concepts de métamatériaux et des mécanismes d'activation physiques, ce projet s'inscrit à l'interface entre l'acoustique, la physique, les matériaux et l'ingénierie, avec pour objectif de repousser les limites actuelles du contrôle des ondes acoustiques.