Ingénierie des contraintes de radiation ultrasonore en régime de « son lent » // Engineering Ultrasonic Radiation Stresses in the 'Slow Sound' Regime

La pression de radiation acoustique permet de manipuler des objets sans contact, mais les techniques actuelles sont limitées à des particules de petite taille (micrométriques à millimétriques). En optique, le ralentissement de la lumière ('slow light') dans des milieux structurés amplifie significativement la pression de radiation, car celle-ci est inversement proportionnelle à la vitesse de groupe. Cependant, ce ralentissement s'accompagne aussi d'une augmentation de l'atténuation, ce qui impose un compromis entre amplification des forces et dissipation de l'énergie.
En acoustique, le concept de 'son lent' (vitesse de groupe réduite) peut être réalisé naturellement via la propagation d'ondes de cisaillement dans des milieux très mous (hydrogels, suspensions de fluides complexes), ou via des métamatériaux acoustiques (résonateurs de Helmholtz, cristaux phononiques, guides d'ondes structurés). Ces milieux offrent un contrôle fin de la dispersion et de la localisation de l'énergie acoustique, suggérant une amplification possible des forces de radiation. Pourtant, cette piste reste inexplorée, alors qu'elle pourrait changer le paradigme de manipulation sans contact de particules plus lourdes ou volumineuses dans l'air ou l'eau, avec des applications en tri de matériaux ou microrobotique.
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Acoustic radiation pressure enables contactless manipulation of objects, but current techniques are
limited to small particles (micrometric to millimetric). In optics, slowing down light ('slow light') in
structured media significantly amplifies radiation pressure, as it is inversely proportional to group velocity. However, this slowdown also increases attenuation, requiring a trade-off between force amplification and energy dissipation.
In acoustics, the concept of 'slow sound' (reduced group velocity) can be achieved naturally through shear wave propagation in very soft media (e.g., hydrogels, complex fluid suspensions) or via acoustic metamaterials (e.g., Helmholtz resonators, phononic crystals, structured waveguides). These media offer fine control over dispersion and acoustic energy localization, suggesting potential amplification of radiation forces. Yet, this approach remains unexplored, despite its potential to revolutionize contactless manipulation of larger or denser particles in air or water, with applications in material sorting or microrobotics.
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Début de la thèse : 01/10/2026
WEB : https://emploi.cnrs.fr/Offres/Doctorant/UMR5295-MATMAL-001/Default.aspx?lang=EN

Contrat doctoral de l'ED

Université de Bordeaux

209 Sciences Physiques et de l'Ingénieur

master ou diplôme d'ingénieur en acoustique, physique ondulatoire ou mécanique des fluides
Master's degree or engineering diploma in acoustics, wave physics, or fluid mechanics