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Sujets de thèse
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DRF : Sujet de thèse SL-DRF-21-0428

INTITULÉ DU SUJET Français English

Sonder les systèmes désordonnés avec des ondes cohérentes

RÉSUMÉ DU SUJET

La spectroscopie d'ondes cohérentes dans un outil puissant pour sonder les propriétés de la matière. Cependant, la propagation des ondes dans les milieux désordonnés est un domaine important de la physique qui n'est pas encore entièrement compris. De nombreux régimes ont été identifiés en fonction de la longueur d'onde et des tailles caractéristiques dans les milieux aléatoires. Dans cette thèse de doctorat, nous proposons d'explorer deux de ces régimes.

À la limite des petites longueurs d'onde par rapport à la distance entre les diffuseurs, elle-même beaucoup plus petite que la taille du système, nous entrons dans le régime multi-diffusif. L'étude de la décohérence de la lumière multi-rétrodiffusée est utilisée pour sonder les milieux turbides. Nous avons développé cette technique, appelée spectroscopie d'ondes diffusantes (DWS), dans notre laboratoire pour étudier les écoulements de fluides turbides et prouvé son efficacité pour sonder la dissipation dans les couches limites. Nous aimerions maintenant utiliser cette technique comme un outil pour étudier la dissipation dans de nombreux cas pertinents en hydrodynamique. Elle semble particulièrement adaptée pour explorer la nature du mécanisme de dissipation dans les écoulements à surface libre. Cela reste une question ouverte dans de nombreuses situations jouant un rôle important dans les écoulements géophysiques. Le problème n'a jamais été exploré expérimentalement en raison du manque de capteurs adéquats. Nous pensons que la DWS pourrait combler cette lacune. Pour aller plus loin, nous voudrions également considérer la décohérence de la lumière transmise, qui donnera accès à la dissipation globale dans l'écoulement. C'est une mesure pertinente surtout dans les écoulements turbulents où les processus dissipatifs sont au cœur des considérations théoriques. Le développement d'un tel dispositif sera le prochain défi technique sur e sujet.

Lorsque la longueur d'onde devient de l'ordre de la longueur caractéristique du désordre, un autre régime se produit : la localisation de l'énergie des ondes à l'intérieur du milieu aléatoire se produit à cause des interférences. Ce phénomène a d'abord été dérivé pour les ondes électroniques en physique du solide. Il est bien établi pour régime linéaire avec des milieux aléatoires décorrélés, mais le rôle de la non-linéarité et des conditions limites mérite des études expérimentales plus poussées. Nous aimerions ici mettre en évidence ces phénomènes avec une onde de flexion dans une plaque élastique mince (~2mX1mX0.5mm) avec des défauts aléatoires de masse ou de déplacement. Dans ce système 2D, la localisation devrait être critique. Cela semble être un système expérimental polyvalent idéal pour sonder le rôle des effets non linéaires et des conditions limites réalistes sur la localisation. Il nous permettra de retracer la localisation sur les fluctuations de la puissance injectée pour générer les ondes.

Nous recherchons des étudiants attirés par des expériences dans de nombreux domaines de la physique (physique non linéaire, mécanique des fluides, optique, ondes mécaniques...)

FORMATION NIVEAU MASTER RECOMMANDÉ

M2 de physique ou mécanique des fluides

INFORMATIONS PRATIQUES
Institut rayonnement et matière de Saclay
Service de Physique de l’Etat Condensé
Systèmes Physiques Hors-équilibre, hYdrodynamique, éNergie et compleXes
Centre : Saclay
Date souhaitée pour le début de la thèse : 01/09/2021
PERSONNE À CONTACTER PAR LE CANDIDAT

Sébastien AUMAITRE  

CEA
DRF/IRAMIS/SPEC/SPHYNX

UNIVERSITÉ / ÉCOLE DOCTORALE
Paris-Saclay
Physique en Île-de-France (EDPIF)
DIRECTEUR DE THÈSE

Sébastien AUMAITRE

CEA
DRF/IRAMIS/SPEC/SPHYNX