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Développement et validation d’une d’antenne acoustique à ondes de fuite

Les métamatériaux acoustiques désignent des structures acoustiques présentant des propriétés inédites dans la nature, comme une masse négative et/ou un module de compressibilité négatif. Une réalisation de type ligne de transmission unidimensionnelle, consistant en un arrangement périodique de structures acoustiques simples (cavités, membranes élastiques, conduits rayonnant), permet par exemple d'obtenir de telles propriétés sur bande de fréquence relativement large. A l'aide d'une procédure d'homogénéisation, il est par exemple possible de mettre en évidence un comportement dispersif réalisé par ce guide d'onde artificiel, montrant un comportement hybride "négatif/zéro/positif" selon la fréquence. En permettant en outre le rayonnement à l'extérieur du guide d'onde à l'aide de conduits rayonnant, il est possible de réaliser une antenne à ondes de fuites, dont l'axe principal de directivité est une fonction monotone de la fréquence, scannant une large gamme d'angle de directivité, depuis des directions « arrières » (angles compris entre 90° et 180° par rapport à la direction de propagation dans le guide d’ondes) jusqu'à des directions "avant" (angles compris entre 0° et 90°). Dans ce papier, nous présentons le formalisme, utilisant les analogies électroacoustiques et essentiellement influencé par les travaux de Zdenek Skvor, permettant le dimensionnement de guides d’ondes unidimensionnels comme métamatériaux acoustiques. Nous montrerons ensuite un exemple d'application de cette structure comme antenne à ondes de fuites, présentant une directivité dépendant de la fréquence, en introduisant la démarche de dimensionnement et en présentant des résultats expérimentaux.

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