M2/Thèse Mousse solide à membranes élastiques

M2/Thèse Mousse solide à membranes élastiques

Proposition de stage M2

Matériaux poreux rigides à membranes élastiques :
Elaboration et caractérisation acoustique

Contexte scientifique : Les mousses peuvent présenter des propriétés acoustiques remarquables que l’on retrouve dans les méta-matériaux, comme par exemple une densité apparente négative du fluide [1] pour certaines gammes de fréquences [2]. Ce type de comportement s’observe en particulier dans des mousses présentant des membranes élastiques séparant les pores. Bien qu’une base théorique permette en principe de prévoir la réponse acoustique de ces mousses en fonction des caractéristiques mécaniques des membranes, sa validation expérimentale se heurte à la difficulté de disposer d’échantillons contrôlés, aussi bien en termes de tailles de pores que de caractéristiques mécaniques des membranes.

Objectifs du stage : Ce stage de master M2 se propose (1) d’explorer une nouvelle méthode d’élaboration de mousse solide à membranes élastiques molles, puis (2) à caractériser l’effet des membranes sur l’acoustique de la mousse. L’élaboration consistera à utiliser une mousse hôte (mousse de géopolymère [3]) à pores monodisperses et ouverts, puis à injecter dans la porosité de cette mousse solide une mousse liquide gélifiante de taille de bulle identique à celle des pores de la mousse hôte. Après gélification, les pores de la mousse hôte sont maintenant tous fermés par des membranes élastiques, dont il est possible de changer l’épaisseur et le module élastique. La taille des membranes pourra également être modifiée en modifiant la taille des ouvertures entre pores de la mousse hôte. Ces échantillons enrichis en membranes élastiques seront caractérisés par des mesures acoustiques et les résultats seront confrontés aux modèles théoriques qui décrivent l’effet des membranes élastiques.

Profil recherché : Science expérimentale

Domaines de compétence (un ou plusieurs parmi) : Science des matériaux, Physique, Mécanique, Acoustique

Durée du stage :  6 mois (avec gratification), possibilité de poursuite en thèse.

Laboratoire /Équipe d’accueil :
Laboratoire Navier (UPE, CNRS, Ecole des Ponts ParisTech), Equipe Rhéophysique
et Milieux Poreux (https://navier-lab.fr/la-recherche/rheophysique-et-milieux-poreux/),
cité Descartes, Université Gustave Eiffel, Champs-sur-Marne

Encadrants/contacts : Olivier Pitois (olivier.pitois@univ-eiffel.fr),
Vincent Langlois (vincent.langlois@univ-eiffel.fr).


[1] Plus précisément, il s’agit de la partie réelle de la densité apparente.

[2] Pierre et al., PRL 112, 148307 (2014) ; Venegas et Boutin J. Fluid Mech.
(2017), vol. 828, 135–174.

[3] Kaddami et Pitois, Cement and Concrete Research 124 (2019) 105807.