Le premier métamatériau qui courbe le son

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Le premier métamatériau qui courbe le son Il peut concentrer et orienter les ondes sonores. Ce métamatériau, premier du gene, a de quoi révolutionner l’imagerie acoustique médicale et industrielle. INVISIBILITE. Difficile de parler de métamatériaux sans évoquer la fameuse cape d’invisibilité d’Harry Potter. La découverte de ces composants qui ont la propriété de courber les ondes électromagnétiques (et donc la lumière) dans un sens différent de celui observé dans la nature, rend cette quête vraisemblable et de nombreuses équipes y travaillent. Mais les métamatériaux peuvent avoir d’autres propriétés comme la capacité de tordre les ondes sonores. « C’est quelque chose de théoriquement possible mais personne ne l’avait fait jusqu’ici », souligne Yun Jing, de l’université de Caroline du Nord qui a fabriqué, avec son équipe, le premier dispositif à agir de la sorte.


De multiples applications possibles

Ce nouveau métamatériau se compose de papier et d’aluminium. Rien que de très ordinaire en somme mis à part sa structure, en baguettes juxtaposées, qui conditionne ses propriétés. Selon les scientifiques, leur produit peut courber les ondes acoustiques selon deux axes différents en fonction de leur direction initiale. D’une façon totalement naturelle pour celles qui arrivent d’un certains sens et d’une façon totalement contre-intuitive pour les ondes arrivant à la perpendiculaire. Elles se courbent en effet selon des angles qui sont à l’exact opposé de ce que prévoit la physique traditionnelle et elles peuvent également être concentrées en un point.

ECHOGRAPHIE. Ces deux aspects ont une grande utilité pratique, notamment en imagerie acoustique. Avec cette technique, il est traditionnellement impossible d’obtenir une résolution d’image inférieure à la moitié de la longueur d’onde d’un son. Par exemple, avec une onde à 100 kHz qui voyage dans l’air à une longueur d’onde de 3,4 mm, il est impossible d’obtenir une résolution inférieure à 1,7 mm. « Notre métamatériau améliore cela », explique Chen Shen, principal auteur de l’étude publiée dans la revue Physical Review Letters. « En le plaçant entre l’objet à imager et le dispositif d’imagerie, nous pouvons obtenir une résolution d’un cinquième de la longueur d’onde », soit 0,68 mm si on reprend l’exemple ci-dessus. Une amélioration importante qui pourrait prochainement considérablement améliorer les images obtenues par échographie.

Autre atout : en concentrant les sons, le métamatériau peut être utilisé à d’autres fins que l’imagerie : dans un but thérapeutique en médecine ou pour d’autres applications industrielles comme le contrôle des soudures ou encore la fabrication de nouveaux micros plus performants. « Il existe peu d’outils pouvant faire les deux », rappelle Yun Jing. ہ l'heure actuelle, le prototype mesure environ 30 centimètres carrés, et il est efficace pour des sons entre 1 et 2,5 kHz. « Nos prochaines étapes consistent à rendre la structure plus petite, et à le faire fonctionner à des fréquences plus élevées », évoque Jing.Par Joël Ignasse

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