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Doctorant en acoustique (H/F)

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

Date Limite Candidature : vendredi 1 juillet 2022

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Informations générales

Référence : UMR8520-FRELEF-118
Lieu de travail : LILLE
Date de publication : vendredi 10 juin 2022
Nom du responsable scientifique : Dr Anne-Christine HLADKY
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2022
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Contexte:
En milieu marin, les ondes acoustiques, contrairement aux ondes électromagnétiques, peuvent se propager sur de très grandes distances, plus particulièrement à basses fréquences. C'est l'une des raisons principales pour laquelle des systèmes de sonar passifs et actifs sont développés pour la détection d'objets dans l'eau tels que les sous-marins. Les systèmes de détection sous-marine sont également couramment utilisés pour la guerre des mines, la caractérisation des fonds marins et les activités de pêche. En outre, la communauté scientifique est actuellement de plus en plus préoccupée par la pollution sonore sous-marine liée à des activités en mer (navigation commerciale, systèmes d'énergies marines renouvelables, prospection pétrolière et gazière, ...) et son impact bioacoustique sur la vie marine, car un grand nombre des espèces animales marines utilisent les ondes acoustiques.
Dans ce contexte, les métamatériaux acoustiques peuvent être utilisés pour réduire les signatures acoustiques des structures immergées ou pour améliorer les performances des systèmes de détection [R1]. Le principe consiste à recouvrir une structure immergée d'une couche ou d'un matériau, ou revêtements acoustiques, généralement de quelques centimètres d'épaisseur.

Avec cet objectif, un projet collaboratif franco-indien a été mis en place pour étudier de nouvelles technologies de revêtements acoustiques sous-marins, inspirées du revêtement Alberich. Le concept du matériau composite proposé s'inscrit dans le cadre des « métamatériaux acoustiques ». Le travail de thèse proposé est lié à l'étude des interactions acoustiques entre les inclusions distribuées dans une tuile élastomère.

Sujet de thèse :
Un arrangement périodique d'inclusions résonnantes est souvent considéré pour la conception d'un métamatériau (facilité de fabrication, facilité de prédiction numérique et effets acoustiques renforcés par la périodicité [R2]). En tant que telle, la théorie suppose que les structures sont périodiques, ce qui revient à supposer qu'elles sont infinies dans les dimensions latérales. Cependant, pour des raisons de fabrication et d'utilisation pratique, les revêtements sont souvent réalisés sous forme de tuiles aux dimensions latérales limitées, et un panneau d'essai est formé de plusieurs tuiles, séparées par des joints d'interstices.

Une étude récente, dans le cadre de la thèse de Laetitia Roux [R3], a montré expérimentalement que lorsque les dalles sont juste jointives, un effet acoustique apparaît : l'interaction acoustique entre les inclusions peut différer significativement avec le cas pleinement périodique. Ce problème est d'un grand intérêt d'un point de vue scientifique et n'a pas encore été abordé.

Présentation détaillée du projet de recherche
Les tâches à mener dans le cadre de la thèse se décomposent de la façon suivante :
• Revue de la littérature sur l'influence du réseau périodique et des échantillons de taille finie sur les performances acoustiques
• Développement de modèles numériques pour prédire les performances acoustiques d'un métamatériau considérant :
o diverses possibilités pour les interstices entre les tuiles (joint, colle, vide, …)
o un panneau de plusieurs tuiles de dimensions latérales finies
o diverses options pour le bord latéral du panneau (bord libre ou bord rigide si le panneau est monté dans un cadre)
• Définition d'une procédure expérimentale pour vérifier la validité des modèles développés et campagne expérimentale afin de qualifier les modèles
• Enquête sur la façon d'utiliser l'effet de taille finie des tuiles pour tirer parti des performances acoustiques
• Optimisation d'un panneau acoustique à l'aide des modèles prédictifs développés

Domaine et thématiques scientifiques :
Acoustique sous marine –métamatériaux acoustiques – modélisation numérique – mesures en bassin acoustique – panneaux acoustiques

Conditions scientifiques matérielles et financières du projet de recherche
Le doctorant bénéficiera de conditions de travail optimales d'une part pour mener à bien des modélisations numériques et d'autre part pour effectuer les mesures dans le bassin acoustique de JUNIA.

Objectif de valorisation des travaux de recherche du doctorant
Les activités de recherche menées donneront lieu à des conférences nationales voire internationales, et à la rédaction d'articles destinés à des journaux à comité de lecture (rang A). Selon les thématiques, le doctorant pourra participer à des écoles thématiques.

Références bibliographiques
[R1] C. Audoly, Perspectives of metamaterials for acoustic performances of submerged platforms and systems. Undersea Defence Technology Conference, Oslo, Norway, 1-3 June 2016
[R2] C. Croënne, E. Lee, H. Hu, and J. Page. Band gaps in phononic crystals: Generation mechanisms and interaction effects. AIP Advances, 1(4), 041401, 2011.
[R3] L. Roux, “Acoustic metamaterials for underwater applications: Homogenisation Methods, Design Optimisation and Experimental Characterization” PhD thesis, University of Lille, 2021.

Compétences attendues :
Notions d'acoustique et aptitudes pour les expérimentations/caractérisations
Le candidat devra être titulaire d'un diplôme d'ingénieur et/ou d'un master d'un master 2., de préférence en acoustique.
Le poste nécessite de bonnes aptitudes en communication orale et écrite (français et anglais nécessaires) pour présenter aux congrès, rédiger des articles dans des revues scientifiques et communiquer avec les partenaires du projet.
Le/la jeune doctorant(e) devra s'impliquer dans son projet, avec une certaine autonomie et une forte motivation pour développer des compétences en simulation numérique et en expérimentation avec le bassin d'essais acoustiques.
Les candidatures devront inclure un CV détaillé ; au moins deux références (personnes susceptibles d'être contactées) ; une lettre de motivation d'une page ; un résumé d'une page du mémoire de master; les notes de Master 1 ou 2 ou d'école d'ingénieur).

Contexte de travail

La thèse se déroulera dans le groupe Acoustique de l'IEMN (UMR 8520 CNRS). L'IEMN est une UMR CNRS de 450 personnes, dont 220 permanents et environ 140 doctorants. L'unité compte 23 groupes de recherche. L'agent sera affecté dans le groupe ACOUSTIQUE de l'IEMN situé dans les locaux de JUNIA Boulevard VAUBAN à Lille. Le doctorant disposera de tous les moyens nécessaires pour faire des simulations dans le cadre de son doctorat (station de travail, logiciels) et aura accès au bassin d'essais acoustiques situé dans le bâtiment JUNIA.
La thèse sera rattachée à l'école doctorale Sciences de l'Ingénierie et des Systèmes, de l'Université de Lille.

Contraintes et risques

Des déplacements à Toulon seront à prévoir dans le cadre de la collaboration avec Naval Group. De même, en lien avec le projet collaboratif franco-indien dont la thèse est partie prenante, des échanges supplémentaires pourront être envisagés.

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