L'APPROXIMATION DIPOLAIRE DISCRETE : THEORIE ET PREMIERS RESULTATS

Résumé : Dans le cadre des études que nous conduisons sur les matériaux superisolants thermiques nanoporeux, nous présentons dans ce document la théorie et quelques applications d’une technique de modélisation d’interaction rayonnement-matière dite d’approximation dipolaire discrète (Discrete Dipole Approximation (DDA) en anglais). La première partie de ce rapport est consacrée à la démonstration des équations principales de la DDA (travail motivé par le fait que ces équations apparaissent dans la littérature sans justification et de surcroît rédigées dans le système CGS). Un des grands avantages de la DDA est sa capacité à rendre compte de l’interaction entre un rayonnement électromagnétique et un objet matériel de forme quelconque : en effet, le principe de cette technique consiste à discrétiser l’objet en éléments de volume suffisamment petits (au regard de la longueur d’onde) pour pouvoir être traités comme autant de dipôles électromagnétiques oscillants, activés par le rayonnement incident et interagissant les uns avec les autres pour produire, par sommation de leurs contributions individuelles, le champ électromagnétique diffusé par l’objet complet. Dans un second temps, après une étape de validation de notre code de calcul DDA, nous décrivons en détail les divers travaux que nous avons conduits à ce jour concernant la détermination expérimentale et la modélisation des propriétés radiatives de volume de matrices nanoporeuses de silice. Nous insistons en particulier sur le fait que les spectres de coefficient d’extinction de ces matrices déterminés expérimentalement présentent aux courtes longueurs d’onde des propriétés remarquables non prévues par la théorie classique de Mie, et nous montrons que la DDA, très sensible (de par son principe) aux spécificités de l’agencement spatial de la matière au sein des matrices, permet de prédire ces spectres de coefficient d’extinction de manière affinée. Finalement, nous proposons quelques perspectives à ce travail, parmi lesquelles la possibilité offerte par la DDA de calculer simplement l’interaction entre un rayonnement électromagnétique et une structure matérielle quasi-périodique. La DDA peut naturellement s’appliquer à tout le spectre électromagnétique, depuis l’optique jusqu’aux longueurs d’onde centimétriques, la prise en compte de matériaux à fort indice (comme les métaux) dans ce dernier cas passant probablement par l’écriture de conditions aux limites adaptées.
Type de document :
Rapport
[Rapport de recherche] CEA/DAM, Le Ripault. 2008
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Contributeur : Franck Enguehard <>
Soumis le : lundi 4 avril 2016 - 09:08:45
Dernière modification le : mercredi 29 novembre 2017 - 15:28:59
Document(s) archivé(s) le : mardi 5 juillet 2016 - 11:52:09

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Rapport Enguehard et al CEA 20...
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Franck Enguehard, Sylvain Lallich. L'APPROXIMATION DIPOLAIRE DISCRETE : THEORIE ET PREMIERS RESULTATS. [Rapport de recherche] CEA/DAM, Le Ripault. 2008. 〈hal-01297299〉

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