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Des métamatériaux aux propriétés étonnantes

(C) Tobias Frenzel

Les métamatériaux constituent un champ de recherche actif, en particulier dans les domaines de l'électromagnétisme et de la mécanique. L'objectif est de conférer à des matériaux des propriétés particulières, en particulier en ce qui concerne leur interaction avec des ondes électromagnétiques ou mécaniques (absorption, réflexion, etc.). La méthode utilisée consiste à concevoir et réaliser des matériaux ayant des structures qui leur confèrent ces propriétés, notamment l'invisibilité ! Ces structures sont généralement constitués par la répétition périodique de motifs de dimension inférieure à la longueur d’onde caractéristique du phénomène à contrôler (de la dizaine de nanomètres à plusieurs mètres selon le domaine considéré).

Un enseignant-chercheur de l'Université Bourgogne Franche-Comté au sein du l’institut FEMTO-ST, Muamer Kadic en collaboration avec des partenaires du Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ont ainsi obtenu un métamatériau doté d'une propriété mécanique étonnante. Cet assemblage synthétique réagit à une pression qui lui est imposée par un mouvement de torsion. Une réponse impossible dans un matériau continu naturel. La recette appliquée par Muamer Kadic et ses collègues : des motifs chiraux, c'est-à-dire non superposables à leur image dans un miroir, comme l'est la main (chiros, en grec), et une fabrication par impression laser 3D de précision micrométrique.

S’ajoutent à cette nouvelle propriété mécanique d’autres fonctionnalités propres à ce métamatériau telles que l’allégement structurel et l’accroissement de rigidité. Protéger des objets d’ondes mécaniques indésirables pourrait en être une application potentielle. 
Publié le 16 mars 2018

Source 
http://www.femto-st.fr/fr/L-institut/Actualite/?eid=395&y=2018

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Clichés d'astéroïdes
Des images inédites en provenance de la ceinture d'astéroïdes

(C) ESO/Vernazza et al. Dans le sens des aiguilles d’une montre en partant du haut à gauche, les astéroïdes Amphitrite, Bamberga, Pallas et Julie.

Les observations

L'instrument SPHERE (Spectro-Polarimètre à Haut contraste dédié à la REcherche d'Exoplanètes) du Very Large Telescope (VLT) de l’ESO a fourni des images d'une précision inégalée de quatre astéroïdes de la ceinture principale. Située entre Mars et Jupiter, cette ceinture ne représente que 4% de la masse lunaire, et sa densité est assez faible : on estime à 5 millions de kilomètres en moyenne l'écart séparant deux astéroïdes - soit 15 fois la distance entre la Terre et la Lune.

Parmi les astéroïdes observés, Bamberga, probablement formé en dehors du système solaire interne et donc riche en glace, aurait migré sur la ceinture principale d'astéroïdes, suite au déplacement des planètes géantes ; Pallas, longtemps répertorié comme une planète, représenterait à lui-seul 7% de la masse de toute la ceinture d'astéroïdes.

Ces observations s'inscrivent dans un projet piloté par le LAM (Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, CNRS, Aix-Marseille Université) et visant à mieux comprendre la nature des astéroïdes, et peut-être un jour d'en comprendre l'origine.

Une imagerie sophistiquée

Disposer d'images aussi détaillées de ces planètes non formées constitue une importante avancée scientifique, que l'on doit à l'optique adaptive extrême : une sorte de miroir déformable capable de corriger, à échelle nanométrique, plus de 1200 fois par seconde, grâce à plus de 1300 actionneurs, l'effet des turbulences atmosphériques sur l'image.
À cela, s'ajoutent des techniques de spectroscopie et d'imagerie différentielle qui permettent de distinguer les nuances de couleur et de polarisation dans la lumière. SPHERE est ainsi en mesure de déceler le signal d'une exoplanète près d'un million de fois plus faible que le signal de son étoile attitrée. 
"Comme souvent dans les sciences, rappelle Pierre Vernazza,chercheur au LAM, des performances développées pour un objectif principal, permettent de faire d'importantes avancées dans d'autres domaines". C'est ce qui se passe avec SPHERE, un instrument très complet, avec des applications à l'étude des exoplanètes, mais aussi des astéroïdes de notre système solaire.

Pour en savoir plus

Yannis Benzaïd
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