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Un phénomène de trou noir à la surface d'un métamatériau

Description

En électromagnétisme, certains matériaux sont modélisés (sur certaines plages de fréquences) à l'aide d'une permittivité diélectrique et d'une perméabilité magnétique réelles négatives. On parle de métamatériaux ou de matériaux de la main gauche. Nous nous intéressons au développement de méthodes numériques pour des milieux réunissant de tels matériaux et des matériaux classiques. La difficulté résulte du fait que la permittivité diélectrique et la perméabilité magnétique n'ont pas un signe constant dans tout le domaine. Nous avons montré que si l'interface est régulière et si les contrastes de coefficients sont différents de -1, on peut établir le caractère bien posé du problème et la convergence des schémas éléments finis classiques. Mais que se passe-t-il si l'interface présente des singularités ?

Résultats

Dans le cadre de la thèse de Lucas Chesnel, nous avons mis en évidence un phénomène surprenant dit de trou noir, qui peut apparaitre pour certains contrastes lorsque l'interface entre le métamatériau et le diélectrique présente un coin. Plus précisément, il existe alors des ondes qui se propagent vers la singularité et dont l'énergie est absorbée par cette dernière. La simulation que nous présentons ici a été réalisée dans le cas où l'interface présente un angle droit. Le domaine de calcul correspond pour des raisons de symétrie à la moitié du domaine physique.

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