Offre de thèse
CD - Métasurfaces acoustiques programmables
Date limite de candidature
31-07-2026
Date de début de contrat
01-10-2026
Directeur de thèse
OUDICH Mourad
Encadrement
Le doctorant sera encadré par un directeur (M. Oudich) et un co-directeur (J. Iglesias Martinez) de thèse au sein de l'Institut Jean Lamour, dans un environnement de recherche interdisciplinaire et stimulant. Un suivi régulier sera assuré à travers des réunions hebdomadaires ou bimensuelles permettant de faire le point sur l'avancement scientifique, les difficultés rencontrées et les orientations à privilégier. Le doctorant bénéficiera également d'un accompagnement dans sa formation par la recherche, incluant des formations transversales (méthodologie, communication scientifique, éthique ...) et un soutien actif à la participation à des conférences nationales et internationales. L'avancement des travaux fera l'objet d'évaluations annuelles dans le cadre du comité de suivi individuel, garantissant la qualité scientifique du projet et le bon déroulement du doctorat.
Type de contrat
école doctorale
équipe
DEPARTEMENT 4 - N2EV : 405 - Micro & Nanosystèmescontexte
Le contrôle des ondes acoustiques constitue aujourd'hui un enjeu majeur pour de nombreuses applications, allant de l'imagerie médicale par ultrasons au contrôle non destructif et à la manipulation de la matière à l'échelle microscopique. Les approches classiques, fondées notamment sur des réseaux de transducteurs à commande de phase, offrent des performances élevées mais restent limitées par leur coût, leur complexité électronique et leur faible évolutivité. Dans ce contexte, les métasurfaces acoustiques programmables apparaissent comme une voie innovante pour un contrôle fin, dynamique et compact des fronts d'onde. En combinant les concepts de métamatériaux et des mécanismes d'activation physiques, ce projet s'inscrit à l'interface entre l'acoustique, la physique, les matériaux et l'ingénierie, avec pour objectif de repousser les limites actuelles du contrôle des ondes acoustiques.spécialité
Physiquelaboratoire
IJL - INSTITUT JEAN LAMOURMots clés
Métasurfaces acoustiques, Acoustique, Metamaterials, Ultrasound, Underwater acoustics
Détail de l'offre
Au cours des dernières décennies, la manipulation des ondes acoustiques pour la génération de champs d'ondes tridimensionnels contrôlés a suscité un intérêt croissant pour des applications telles que l'imagerie médicale par ultrasons, le contrôle non destructif et la manipulation cellulaire. Malgré leur efficacité, les approches conventionnelles de contrôle des ondes, telles que les réseaux de transducteurs à commande de phase (phased arrays), présentent des inconvénients majeurs, notamment un coût élevé, une complexité électronique importante et des défis de fabrication. Ces limitations ont restreint la mise à l'échelle et l'adoption plus large de ces technologies.
Dans ce contexte, les métasurfaces acoustiques programmables représentent une alternative véritablement transformative aux technologies existantes. Les métasurfaces classiques ont suscité un vif intérêt grâce à leur capacité à contrôler les ondes à des échelles sous-longueur d'onde, permettant des phénomènes tels que l'absorption sonore, la modulation de phase et le contrôle d'amplitude. Cependant, la plupart des applications actuelles ne fonctionnent qu'à des fréquences uniques avec des géométries fixes.
Ce projet de doctorat propose la conception, la réalisation et la caractérisation de métasurfaces programmables permettant un contrôle complet et dynamique des fronts d'onde acoustiques. En manipulant la géométrie physique ou les propriétés matérielles des cellules unitaires via des mécanismes d'activation électromécaniques, thermomécaniques ou autres, ce projet de recherche vise à combler le fossé entre les métamatériaux statiques et les réseaux actifs complexes. Notre objectif ambitieux est de développer des solutions technologiques et d'explorer les principes physiques fondamentaux du contrôle actif des ondes acoustiques, en repoussant les limites de ce qui est possible avec de telles métasurfaces.
Keywords
Acoustic metasurfaces, Acoustics, Métamatériaux, Ultrasons, Acoustique sous-marine
Subject details
In recent decades, the manipulation of acoustic waves to generate controlled three-dimensional wave fields has attracted increasing attention for applications such as medical ultrasound imaging, non-destructive testing, and cell manipulation. Despite their effectiveness, conventional wave-control approaches, such as the gold standard of phased-array transducers, suffer from significant drawbacks, including high cost, electronic complexity, and manufacturing challenges. These limitations have restricted the scalability and broader adoption of such technologies. In this context, programmable acoustic metasurfaces represent a transformative alternative to existing technologies. Classical metasurfaces have generated high interest thanks to their ability to control waves at deep subwavelength scales, enabling phenomena such as absorption, phase modulation, and amplitude control. However, most existing applications operate only at single frequencies with fixed geometries. This PhD project proposes the design, realization, and characterization of programmable metasurfaces that allow for the full, dynamic control of acoustic wavefronts. By manipulating the physical geometry or material properties of the unit cells via electromechanical, thermomechanical, or other activation phenomena, this research aims to bridge the gap between static metamaterials and complex active arrays. Our ambitious objective is to develop the requisite technology and explore the fundamental physical principles of active wave control, pushing the boundaries of what is possible with such metasurfaces.
Profil du candidat
Nous recherchons un(e) étudiant(e) motivé(e) pour démarrer un projet de recherche sur les métamatériaux acoustiques programmables, couvrant à la fois les aspects fondamentaux et appliqués. Le/la candidat(e) idéal(e) doit posséder une solide formation en physique, mécanique, acoustique ou science des matériaux, de bonnes compétences analytiques et expérimentales, et un vif intérêt pour les métamatériaux et l'ingénierie des ondes.
Candidate profile
We are seeking a highly motivated student to start a research project on programmable acoustic metamaterials, addressing both fundamental and applied aspects. The ideal candidate should have a strong background in physics, mechanics, acoustics, or materials science, with good analytical and experimental skills, and a keen interest in metamaterials and wave engineering
Référence biblio
Acoustic metasurfaces
Badreddine Assouar, Bin Liang, Ying Wu, Yong Li, Jian-Chun Cheng & Yun Jing
Nature Reviews Materials volume 3, pages460–472 (2018)