Modélisation de la réflexion et de la transmission par une surface rugueuse aléatoire 2D : étude des effets non spéculaires

par Christophe Baylard

Thèse de doctorat en Energétique

Sous la direction de Jean-Jacques Greffet.


  • Résumé

    Le domaine de l'étude est celui de l'interaction d'une onde électromagnétique avec une interface 2D (caractérisée par z = S(x,y)) séparant deux milieux linéaires, homogènes, et isotropes. L'essentiel du travail consiste en l'introduction de trois méthodes originales de calcul du champ diffusé par des surfaces rugueuses aléatoires. La première méthode est une simulation numérique basée sur une méthode itérative de calcul des développements en ondes planes des champs réfléchi et transmis. Cette technique est mise en œuvre numériquement (code diff3d) pour des surfaces 1D et 2D. Elle est validée dans le cas 1D par comparaison avec une méthode intégrale de référence. La deuxième méthode effectue un développement limite d'un opérateur de diffusion à l'ordre 2 en la hauteur de la surface, et fournit un résultat perturbatif renormalisé. La troisième méthode utilise des techniques de régularisation pour proposer un résultat sans effectuer de développement perturbatif. Les deux méthodes approchées précédentes, ainsi que l'approximation classique de l'optique physique, font l'objet d'une validation par comparaison avec diff3d, utilise comme référence dans le cas des surfaces bidimensionnelles. L'influence des paramètres du problème (caractéristiques de la rugosité et du rayonnement incident) sur les champs cohérents réfléchi et transmis est explorée pour une surface en verre, éclairée dans le visible. Les hypothèses, qui doivent être satisfaites, et des précautions, qu'il convient de prendre, pour pouvoir simuler numériquement le phénomène de diffusion d'un rayonnement par une surface rugueuse aléatoire, sont recensées. Les déformations subies par un faisceau gaussien lors de sa réflexion sur une interface sont étudiées. Ces effets, connus sous le nom d'effets non spéculaires, ont été précédemment présentés en 1D. L'extension au cas 2D nous permet de mettre en évidence un nouvel effet : l'astigmatisme de la réflexion par un dioptre plan.

  • Titre traduit

    Modelisation of the reflection and transmission by a ranoom rough 2D surface : study of non specular effects


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Informations

  • Détails : 1 vol. (198 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 80 réf.

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  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TH 58224
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