Doctorat d'acoustique (1996-1999)

Titre : Etude de la propagation des ondes mécaniques dans un réseau unidimensionnel comportant du désordre et/ou des non-linéarités localisées
Directeurs : C. Depollier (Professeur) et J. Hardy (Directeur de recherche)
Laboratoire : Laboratoire d'Acoustique de l'Université du Maine
Jury :
M. C. Soize Professeur, Onera (Rapporteur)
M. V. Gibiat Ingénieur de recherche (Docteur d'état), CNRS, ESPCI (Rapporteur)
M. C. Depollier Professeur, LAUM
M. V. Gusev Professeur, PCI-LAUM
M. J. Hardy Directeur de Recherche CNRS, LAUM
M. J.P. Sessarego Directeur de Recherche CNRS, LMA
Résumé :
Dans ce travail, les effets cumulés du désordre et de non-linéarités localisées sur la propagation d'ondes classiques dans les réseaux unidimensionnels sont étudiés. Le cas d'un réseau ordonné linéaire peut être traité de façon analytique et sert de référence dans cette étude pour quantifier à la fois les effets du désordre et des non-linéarités localisées en chaque noeud du réseau. Une étude théorique, fondée sur le développement d'un formalisme d'opérateurs non-linéaires, montre une réelle influence des non-linéarités localisées sur la localisation des ondes induites par la présence de désordre. Une approche dynamique, empruntée à la physique théorique, permet une étude de la propagation à l'intérieur du réseau et met en évidence grâce à la construction de sections de Poincaré des phénomènes de bifurcations et de multistabilité. Tous ces aspects théoriques sont illustrés au moyen de résultats numériques obtenus en étudiant la propagation de vibrations transversales le long d'une corde chargée de systèmes masse-ressort. Une étude expérimentale permet d'analyser la propagation des ondes acoustiques à travers un réseau formé par un tube cylindrique chargé par des résonateurs de Helmholtz en dérivation. Le comportement non-linéaire des résonateurs a été démontré et un modèle simple a été développé. Le rôle de ces non-linéarités sur la transmission à travers un réseau unidimensionnel est étudié en utilisant la distribution de Wigner-Ville qui répartit l'énergie de l'onde dans le plan temps-fréquence. La dispersion des ondes dans un réseau ordonné est illustrée en mesurant la vitesse de propagation de l'énergie. Cette méthode permet aussi de mettre en évidence le rôle des harmoniques supérieurs excités pour de fortes amplitudes dans la transmission de l'énergie malgré la présence de désordre.