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Pour prémunir un bâtiment contre les séismes, la méthode actuelle consiste à le construire résistant aux secousses. Des chercheurs de l’institut Fresnel à Marseille et de l’université de Liverpool en Grande-Bretagne proposent une autre solution : entourer la zone à protéger d’une combinaison de matériaux capable de dévier les ondes sismiques. Les bâtiments sensibles seraient ainsi isolés des séismes.

Ces travaux reposent sur l’étude en optique depuis une dizaine d’années d’un nouveau type de matériaux, les métamatériaux, formés de motifs périodiques. Selon le type de motifs et leur espacement, on peut changer l’indice optique de ces matériaux, le paramètre qui caractérise la manière dont la lumière s’y propage, et la guider ainsi. Depuis peu, des chercheurs tentent d’appliquer les mêmes concepts aux ondes mécaniques, telles les ondes sonores ou les ondes sismiques.

Il existe plusieurs types d’ondes sismiques. Les plus destructrices sont les ondes de surface, qui peuvent être comparées à l’ondulation d’une plaque mince. C’est à celles-ci que l’équipe franco-britannique s’est intéressée. Elle a imaginé un ensemble de dix anneaux concentriques composés de six matériaux di fférents autour du point à protéger. "Un anneau sur deux est formé du même matériau, tandis que les autres anneaux sont formés de matériaux chaque fois différents, explique Stefan Enoch, l’un des membres de l’équipe. Tous ces matériaux sont en plastique, mais leurs propriétés mécaniques, notamment leur élasticité, diffèrent." La distance entre les anneaux doit être plus petite que la longueur d’onde des ondes à dévier. "Avec le dispositif que nous avons décrit, nos simulations montrent que nous sommes capables de dévier des ondes sur une large bande, entre 30 et 150 hertz", précise le physicien.

La proposition est pour l’instant théorique. L’équipe franco-britannique n’a donc pas fabriqué le dispositif antisismique. Ils ont toutefois indiqué précisément les dimensions des anneaux et les matériaux à utiliser. "Par cet article, nous espérons motiver les expérimentateurs", indique Stefan Enoch. Il faudra d’abord démontrer que cela fonctionne sur des dispositifs de laboratoire de petite dimension, avant de s’attaquer à des problèmes en grandeur réelle. Une entreprise de construction de Bogotá en Colombie aurait manifesté son intérêt.

Cependant, "ce n’est pas parce que les ondes de surface sont les plus menaçantes qu’il faut oublier les autres ondes sismiques qui sont elles aussi dangereuses, rappelle Sébastien Guenneau, du CNRS, qui a aussi participé à l’étude. Il faut alors imaginer des dispositifs plus compliqués, formés de petits rotors et de miniturbines tournant sur elles-mêmes en réaction à l’onde sismique, pour dévier celle-ci. C’est un travail pour les mécaniciens, et je suis persuadé que ceux-ci proposeront bientôt de nombreux designs di fférents." Les applications ne concernent pas les seuls séismes, mais aussi tous les cas où l’on souhaite éviter les vibrations. Dans une voiture, par exemple, on peut imaginer un dispositif à base de métamatériaux pour amortir les vibrations des moteurs. "Nous avons été contactés par un fabricant d’amortisseurs", a ffirme d’ailleurs Stefan Enoch.

Source : La Recherche du 12 octobre 2009 (http://www.larecherche.fr/content/actualite-technologie/article?id=26317)

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