Guidage d'onde dans des métamatériaux topologiques induits par le désordre – WaDiToMe

La possibilité d'architecturer des matériaux composites pour obtenir de nouvelles propriétés mécaniques a démarré le champ de recherche des métamatériaux, qui a ouvert de nombreuses directions de recherche et voies pour des applications concrètes. Dans le contexte de l'acoustique, le design d'une microstructure bien choisie permet de contrôler la propagation des ondes de différentes manières. Une possibilité est de choisir un motif périodique, formant ainsi un cristal phononique, qui possède la propriété d'arrêter certaines ondes, ce qui permet de les guider vers un endroit ciblé. Depuis une décennie, un nouvel outil puissant de design de cristal phononique est apparu : les ondes topologiques. Provenant de la physique des conducteurs, cela permet de guider ondes à travers des défauts sans subir de réflexion partielle.

L'objectif de ce projet de recherche est le design de nouveaux types de guides d'onde, basé sur une combinaison de topologie et de désordre. L'une des limites des isolants topologiques acoustique est que l'analogie avec la physique des métaux est uniquement approximative. Ainsi la robustesse à la présence de défauts l'est-elle aussi. Ici, l'idée est de concevoir des structures aux propriétés topologiques non pas malgré la présence de désordre, mais induit par lui. Cela permettra de réaliser du guidage d'onde exceptionnellement robuste, puisqu'un défaut dans un milieu désordonné est essentiellement invisible. Nous explorerons deux directions, par analogie avec la physique du solide. Le premier est l'isolant topologique d'Anderson, où des ondes se propagent à une interface de deux cristaux phononiques désordonnés. Le second est l'effet d'anti-localisation dans des réseaux en nid d'abeille tels que l'ajout de désordre augmente la transmission. La première partie de ce projet consiste à construire des modèles théoriques et concevoir des métamatériaux acoustiques présentant ces effets, et la seconde partie consistera à leur réalisation experimentale.