Le Laboratoire Ondes et Acoustique, associé à plusieurs équipes du Laboratoire d'Optique Physique, est devenu récemment

Institut Langevin

dont le nouveau site est accessible ici.

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Un laboratoire d'interface dans le domaine de la Physique des Ondes

Le Laboratoire Ondes et Acoustique de l'ESPCI est une unité de recherche associée à l’Université Denis Diderot - Paris 7 et au CNRS (UMR 7587) se voulant volontairement à l'interface de nombreuses disciplines. Le dénominateur commun de nos recherches est l'étude des ondes dans les milieux les plus divers. Nous avons d’abord acquis nos lettres de noblesse dans le domaine des ultrasons mais nous avons depuis élargi notre spectre aux ondes sonores, aux ondes sismiques et à l’électromagnétisme. Tout en cherchant à maintenir en permanence l'équilibre entre physique fondamentale et appliquée, le LOA explore de nombreux thèmes de recherche très pluridisciplinaires: applications médicales, contrôle non-destructif, télécommunications, sismologie, acoustique sous-marine, domotique.

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Un équilibre permanent entre physique fondamentale et applications.

La compréhension profonde des mécanismes de propagation des ondes en milieu complexe est le dénominateur commun de nos recherches qu’elles s’appliquent aux domaines des ondes acoustiques, sismiques ou électromagnétiques. Une des approches propres à notre laboratoire est d’exploiter les analogies qui existent entre l’acoustique, l'optique et la mécanique quantique pour réaliser des expériences ondulatoires originales qui profitent, d'un point de vue expérimental, de la souplesse d'utilisation des ultrasons. A cet égard, nos sujets de prédilection sont la diffusion multiple, le chaos ondulatoire et l'interaction onde-écoulement (son-vorticité). Dans le domaine des applications, notre laboratoire a acquis une longue expérience de collaboration avec le milieu industriel. Nous travaillons avec de nombreuses sociétés venant de secteurs variés (médical, aéronautique, nucléaire, sidérurgie, automobile, agro-alimentaire et domotique). Enfin le LOA s'intéresse à la création d'entreprises puisque 4 start-ups émergeant du LOA ont été créées et 24 brevets déposés depuis 2000.

Le LOA est actuellement structuré en quatre équipes, mais la nature extrêmement multi-disciplinaire de nos recherches fait que la plupart des chercheurs participent activement à plusieurs de ces équipes.

Physique des Ondes en milieu complexe L’étude de la propagation des ultrasons dans des milieux fortement désordonnés, (aléatoires, ou chaotiques ou instationnaires) intéresse tous les domaines de la physique susceptibles d’être décrits par un formalisme ondulatoire. Parmi nos sujets de prédilection, il faut citer : la réversibilité des ondes, la diffusion multiple, la rétrodiffusion cohérente, la réciprocité spatiale et sa brisure, le chaos ondulatoire, les corrélations du champ ondulatoire, la super résolution, les cristaux phononiques, l’interaction ultrasons-dislocations, la sonoluminescence …

Physique des Ondes pour la Médecine Cette équipe développe de nouvelles techniques d'imagerie médicale et de thérapie principalement basées sur l’utilisation des ultrasons et leurs couplages avec d’autres types d’ondes (optique et électromagnétique). Nous avons développé différentes méthodes d’imagerie des propriétés viscoélastiques du corps humain soit à partir d’échographes ultrarapides (Supersonic Shear Imaging) soit à partir de systèmes IRM modifiés. Nous développons aussi des systèmes de thérapie par ultrasons avec monitoring du traitement, pour le cerveau, le sein et pour l’abdomen.

Contrôle non destructif, Acoustique sous-marine et Matériaux sensitifs Notre laboratoire étudie de nouvelles méthodes de détection de cibles dans des environnements les plus complexes à partir du concept de miroirs à retournement temporel. Dans le domaine de l’acoustique sous-marine, nous travaillons sur la détection d’objets dans des fonds réverbérants. Dans le domaine du CND, nous étudions la détection de défauts dans des pièces de structure complexe. Dans ce même domaine, nous étudions des méthodes de contrôle laser-ultrasons très originales qui permettent d’éviter tout contact avec les pièces à inspecter. Enfin nous avons une grande expertise sur les ondes élastiques guidées dans les solides et à partir de ces approches nous avons développé le concept de matériaux sensitifs.

Electromagnétisme et Télécommunications Cette équipe s’attache à transposer aux ondes électromagnétiques la technique de focalisation par retournement temporel largement éprouvée en acoustique. L’une des applications potentielles est la communication sans fil à haut débit. Le retournement temporel permet en effet de compenser les réverbérations du milieu (problème crucial dans les nouvelles techniques dites « Ultra Wide Band ») et d’exploiter la diversité spatiale, comme dans les techniques MIMO (Multiple Input-Multiple Output), pour augmenter le débit et assurer la sécurité de la transmission. Nous avons construit un premier prototype de Miroir à Retournement Temporel Electromagnétique fonctionnant dans la bande WiFi. D’autres applications des ondes électromagnétiques sont à l’étude (thérapie médicale, cristaux photoniques pour les micro-ondes...).