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O Z Y X 1 2 Hg Eau a X Z Y O Les cristaux phononiques sont les analogues acoustiques des cristaux photoniques. Ce sont des matériaux composites constitués.

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1 O Z Y X 1 2 Hg Eau a X Z Y O Les cristaux phononiques sont les analogues acoustiques des cristaux photoniques. Ce sont des matériaux composites constitués dassemblages périodiques dinclusions dans une matrice. Les cristaux phononiques peuvent trouver des applications dans différents domaines, tels que le contrôle non destructif, limagerie médicale, les télécommunications, etc. Notre but est détudier théoriquement la transmission des ondes acoustiques à travers ce type de matériau composite. La discrétisation des équations délasticité se fait par la méthode FDTD. Dans ce travail, nous nous intéressons plus précisément au cas dun cristal phononique constitué de cylindres dacier dans une matrice deau. INTRODUCTION A. FILTRE PHONONIQUE Objectif: constituer un filtre fréquentiel à bande passante étroite. Système : réseau carré de cylindres creux dACIER immergés dans de lEAU Z Y X a a = 5 mm R e = 2 mm R i variable RiRi ReRe Coefficient de transmission selon la direction de propagation (01) But : présentation de trois dispositifs conduisant à la séparation de deux fréquences C. APPLICATION AU DEMULTIPLEXAGE 1. Séparation par 2 guides donde parallèles A. Khelif et al, J. Appl. Phys. 94, 1308 (2003) rangées de cylindres creux de diamètres intérieurs différents: le choix de la fréquence dépend de la position du détecteur Guide en Y 3. Différentes combinaisons à lintérieur du guide D. CONCLUSIONS -Filtre phononique: Choix de la fréquence par variation du rayon intérieur et/ou par modification du contenu du cylindre Variation de la fréquence centrale de la bande passante étroite: - variation du diamètre intérieur des cylindres - modification de la nature du fluide à lintérieur des cylindres creux. Exemple du mercure (fort contraste avec leau) eau Hg déplacement de la fréquence de la bande passante étroite : 178 KHz 168 KHz Transmission fréquentielle sélective à bande passante étroite B. GUIDE PHONONIQUE A DEUX FREQUENCES Objectif : propagation de 2 fréquences dans un guide Système : alternance dans le guide de 2 cylindres de nature différente : cas du Mercure et de leau Z Y X HgEau Courbe de transmission: - Guidage et transmission à travers le guide des deux fréquences caractéristiques du fluide remplissant le volume intérieur des cylindres creux (celle liée à leau et celle liée au Hg) - Résultats analogues dans le cas dune alternance de cylindres de rayons intérieurs différents 0 0mm mm mm 0mm Input signal Évolution de la fréquence centrale de la bande passante étroite en fonction du rayon interne des cylindres creux pour des cylindres remplis deau et de mercure Démultiplexage : Par injection de liquide dans les cylindres Par séparation à partir de deux guides parallèles Par séparation à laide dun embranchement en Y Guide acoustique : Transmission de deux fréquences à lintérieur du guide: Principe du guide alterné E. PERSPECTIVES Démultiplexage : cristal phononique comportant deux guides donde et deux cavités La sélection en fréquence est réalisée par un dispositif actif. Pour avoir une seule fréquence en sortie de guide, on remplit les cylindres creux dun même liquide (ici Mercure ou eau). Pour obtenir les deux fréquences ou au contraire aucune dentre elles, nous proposons, pour le guide, les configurations suivantes: Tracé du champ de déplacement pour les deux fréquences caractéristiques de 154 kHz (Hg) et de 172 kHz (eau) ; un cylindre sur deux présente un champ de déplacement important, conformément à lalternance des cylindres et à la fréquence sélectionnée Le but est dextraire une fréquence à partir dun signal dentrée large bande (0) et de transférer le signal extrait dans un second guide (2) dispositif de couplage Signal dentréeTransmission Signal transféré Diagrammes de transmission (sorties 1 et 2) pour un système formé uniquement des deux guides : Diagrammes de transmission (sorties 1 et 2) Sélection de deux fréquences dans un 1er guide en alternance puis sélection de chacune des fréquences par séparation en deux branches Zéro de transmission à 172kHz, fréquence du défaut Transmission à 172kHz Cylindres pleins ou creux


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