BRENNUS

 1. RÉSUMÉ
Les Métamatériaux Acoustiques constituent une nouvelle génération prometteuse de matériaux dont les caractéristiques non conventionnelles, basées sur des valeurs \"exotiques\" de leur indice acoustique (de 0 à l\'infini, imaginaire, voire négatif), ouvrent la voie à de nombreuses applications avancées telles que l\'ondulation. contrôle spatial de champ (pour l\'imagerie haute résolution et la formation de faisceaux), ultra-absorption et masquage (pour l\'isolation et la furtivité). Parmi toutes les classes de métamatériaux, les métamatériaux à résonance locale tirent parti des résonances à basse fréquence des
\"petites\" inclusions. Grâce à ces résonateurs locaux ces métamatériaux permettent le contrôle total des ondes longues tout en gardant une petite taille (parfois très petite), d\'où le nom de métamatériaux \"sub-wavelength\".
A cette époque, il existe un grand intérêt pour les applications avec ces matériaux acoustiques notamment pour l\'isolation dans le domaine audible et pour la furtivité en acoustique sous-marine. Aussi, mais avec probablement une pression sociétale et stratégique moindre, les enjeux de l\'instrumentation et de l\'imagerie ultrasonores sont potentiellement importants. Néanmoins les métamatériaux acoustiques sont encore pour la plupart au stade d\'objets conceptuels de laboratoire.

The route of soft-matter techniques opens up many ways of designing and fabricating new materials thanks to their great variety of processes and to the physical/chemical properties of the involved constituents (polymers for instance). Turning to good account our recent successful developments of macro-porous resonators (polymeric foam micro-beads), which are a key-element for acoustic metamaterials, we are at the stage where we can envisage the making of many different types of metamaterial-based devices relying on a large range of index-values (now experimentally available).

This proposal is a strongly multi-disciplinary project between three labs in Bordeaux, expert in wavephysics, soft-matter and microfluidics. The consortium has more than 5 years of experience in joint-research on the topic of soft-metamaterials. This long collaboration coupled to the geographical proximity and the developed complementary skills is a key-point for challenging both the material and the acoustic aspects of the project.
The Material challenge is to develop a new class of acoustic coatings based on the metamaterials concept, which are easily processable and up scalable. First the meta-matter can be a fluid-based dispersion like paint
and turned afterwards into solid-but-soft coating upon polymerization over a large variety of surfaces. Second, the meta-coating can be structured by using soft-lithography and shaped by molding. In that project the possibilities for the resonators synthesis and their structuring into a metamaterial-device are quite vast.
The Wave-Physics challenge concerns the design and the experimental proof of targeted functions of several demonstrators. The chosen functions, in connection with further breakthrough technologies, deals with first: sub-wavelength absorption in the context of insulation and stealth; and second: wave-field spatial control for beamforming/front-shaping and cloaking.

Le schéma de principe de BRENNUS est le suivant :
1. Chimie et synthèse de micro-résonateurs selon certains critères (taille, forme, haute calibration, traitement de surface, production en série...) et formulation de la matrice hôte ;
2. Structuration et mise en forme de métamatériaux à l\'aide de techniques de matière molle afin d\'obtenir des métamatériaux bruts de type peinture, des revêtements flexibles et des structures moulées ;
3. Réalisation de trois types de démonstrateurs :
     a. Méta-revêtement sous-longueur d\'onde pour l\'isolation acoustique et la furtivité
     b. Bouchons de transducteur pour la formation de faisceaux dans les ultrasons
     c. Métacouches anisotropes pour le cloaking des structures