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Métasurfaces acoustiques absorbantes (H/F)

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
Français - Anglais

Date Limite Candidature : mardi 28 septembre 2021

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Informations générales

Référence : UMR7198-MARTAI-047
Lieu de travail : NANCY
Date de publication : mardi 7 septembre 2021
Nom du responsable scientifique : Badreddine ASSOUAR
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2021
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Dans le cadre de ce projet de thèse doctorale, nous proposons de développer des métastructures basées sur les deux concepts de métamatériaux et métasurfaces acoustiques. L'absorption acoustique moyennant des structures ou matériaux minces ou ultra-minces, notamment en basses fréquences (autour de 500 Hz et en dessous) constitue un réel challenge scientifique et technologique, en cause des longueurs d'ondes très larges associées aux basses fréquences visées. Les matériaux acoustiques conventionnels ou même avancés subissent tous la loi de la densité de masse, qui rend leur efficacité en régime basse fréquences quasi-inexistante. L'avènement des métamatériaux depuis une quinzaine d'années, et plus récemment des métasurfaces, a offert des nouvelles approches et solutions pour s'atteler à ces problématiques liées aux difficultés d'absorber les larges longueur d'ondes par des structures sub-longueurs d'ondes. En effet, les métamatériaux ne subissent pas la loi de la densité de masse, et peuvent donc offrir une solution technologique fiable pour des applications très ciblées.
Ce projet de thèse est finance par Dassault Aviation dans le cadre du nouveau laboratoire commun (LabCom Molière) regroupant, l'IJL, l'IPCMS, le CNRS et Dassault Aviation. L'objectif de ce LabCom est de renforcer et promouvoir les collaborations entre les recherches universitaire et industrielle dans le domaine des sciences des matériaux. Plus précisément, le projet de thèse proposé sur les métasurfaces acoustiques pour l'absorption très basses fréquences constituera l'une des fondations de ce LabCom Molière.
Dans le cadre de ce projet de thèse, nous proposons de développer des métamatériaux et des métasurfaces acoustiques absorbantes large bande pour la bande fréquentielle autour de 500 Hz. Il sera question d'étudier numériquement et de développer expérimentalement ces absorbants acoustiques présentant des propriétés et performances spécifiques. Plus en détails, la thèse se déclinera en 4 parties principales:
1. Développement d'une plateforme numérique et théorique permettant de modéliser et de concevoir des méta-absorbants (autour de 500 Hz) ultra-minces (sub-longueur d'onde) présentant un largeur de bande suffisante (autour de 70%). Des méthodes de « design inversé » basé sur des approches de deep-learning et de réseaux de neurones artificiels seront à développer.
2. Modélisation numérique et développement de métastructures pour traiter l'absorption omnidirectionnelle (incidence normale et incidences obliques).
3. Introduire les effets géométriques et plus précisément la concavité des métastructures pour étudier les effets de courbures et leur impact sur leur les propriétés et performances acoustiques.
4. Développement et implémentation expérimentale des concepts produits à partir des modèles numériques et théoriques. Ceci concernera la réalisation des premiers démonstrateurs/absorbants et leur test pour évaluer leur performances acoustiques en termes de fréquences d'absorption, de largeur de bande et d'ominidirectionalité.

Contexte de travail

L'Institut Jean Lamour (IJL) est une unité mixte de recherche du CNRS et de l'Université de Lorraine. Il est rattaché à l'Institut de Chimie du CNRS.
Spécialisé en science et ingénierie des matériaux et des procédés, il couvre les champs suivants : matériaux, métallurgie, plasmas, surfaces, nanomatériaux, électronique.
L'IJL compte 183 chercheurs et enseignants-chercheurs, 91 personnels ingénieurs, techniciens, administratifs, 150 doctorants et 25 post-doctorants, et accueille environ 80 stagiaires par an.
Il collabore avec plus de 150 partenaires industriels et ses collaborations académiques se déploient dans une trentaine de pays.
Son parc instrumental exceptionnel est réparti sur 4 sites dont le principal est le un bâtiment neuf situé sur le campus Artem à Nancy.
L'étude sera réalisée au sein de l'équipe Métamatériaux et Photonique de l'IJL dans le cadre du LCR Molière. Elle est financée par Dassault Aviation.

Contraintes et risques

Aucune contraintes ou risques.

Informations complémentaires

Des connaissances en physique de manière générale, et en propagation d'ondes en particulier sont indispensables. Des compétences en termes de modélisation numérique et travail expérimental sont nécessaires. L'équipe compte de nombreux personnels internationaux, si bien que le travail et les discussions sont souvent conduits en français et en anglais. Un bon niveau d'anglais parlé et écrit est demandé. Enfin, la candidate ou le candidat doit avoir un vrai esprit de prise d'initiative, de travail en autonomie et de capacité réelle de communication.

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