Interférométrie à rétroaction optique pour la mesure acoustique et la caractérisation d'écoulement
Les mesures optiques de quantités physiques en mécanique des fluides et en acoustique représentent un domaine de recherche attrayant par les applications envisageables. En effet, ces techniques de mesures peuvent être non intrusives, au contraire des techniques utilisant des antennes microphoniques ou des sondes. Elles permettent notamment d’éviter les phénomènes de diffraction acoustique ou de repliement.
Pour la mesure acoustique, le phénomène physique exploité est l’effet acousto-optique, où la propagation d’une onde acoustique perturbe l’indice de réfraction du milieu dans lequel se propage les ondes lumineuses. A l’aide de techniques d’interférométrie optique, il est alors possible de visualiser, voire de faire des mesures quantitatives d’un champ acoustique.
Seulement, un des inconvénients d’un grand nombre de ces méthodes optiques est leur difficulté de mise en oeuvre : nombreux éléments optiques, précision d’alignement, coût élevé, etc. Des méthodes simples à mettre en oeuvre sont alors à privilégier pour des applications industrielles. Parmi elles, l’interférométrie `a rétroaction optique (optical feedback interferometry) semble être un choix judicieux. Cette technique peu coûteuse, nécessitant un minimum de matériel et bénéficiant d’une plus grande facilité de mise en oeuvre, s’appuie sur les caractéristiques des diodes laser et leur mode de pilotage.
Des travaux récents appliquent cette technique à la caractérisation d’écoulements dans des microcanaux, ou à la visualisation et caractérisation des champs acoustiques. C’est dans ce contexte que s’inscrit cette offre de thèse.
En exploitant l’effet acousto-optique, les recherches seront dans un premier temps orientées vers des applications pour la calibration en très hautes-fréquences de microphones MEMS pour l’aéronautique : un interféromètre à rétroaction optique est actuellement en cours de conception au laboratoire pour cet usage. Puis, la caractérisation des sources acoustiques non linéaires sera envisagée, notamment l’onde de choc produite par une source à arcs électriques. En effet, ce type de source permet d’étudier en laboratoire, dans des conditions maîtrisées, la physique des ondes de chocs rencontrées en situation réelles : bang supersonique, bruit de projectile. Il sera ensuite envisagé de développer des réseaux d’interféromètres pour les techniques de caractérisation des champs acoustiques par tomographie, holographie ou problème inverse. L’étude de la turbulence et du bruit des écoulements compressibles est visée
