Etude de l'influence de la structure géométrique des matériaux sur l'efficacité des processus d'absorption et d'émission des ondes électromagnétiques

Les recherches proposées visent à comprendre l'influence de la structure géométrique des matériaux sur l'efficacité des phénomènes d'absorption et d'émission de la lumière. La couleur d'un objet trouve son origine dans les pigments (filtrage par absorption sélective), dans les interférences (filtrage par variations spatiales de l'indice de réfraction) ou dans la fluorescence (utilisation de l'émission). La plupart du temps, une distinction est faite entre la coloration structurale et la coloration pigmentaire, considérant ces deux mécanismes de nature différente. Notre démarche s'inspire principalement d'échantillons naturels (insectes, oiseaux et plantes) pour lesquels les aspects visuels résultent parfois de la combinaison de différents types de filtrage. Dans ce contexte, l'objectif des recherches est de développer des techniques de calcul qui permettent la modélisation des réflectances diffuses d'une structure photonique contenant des grains absorbants de forme quelconque ou des sources de lumière étendues. La validation de ces techniques se fera sur différents spécimens naturels où une confrontation expérimentale est possible. Enfin, connaissant les mécanismes sous-jacents du filtrage du spectre visible, nous serons capables d'optimiser certaines structures photoniques pour d'éventuelles applications industrielles (textiles, peintures, verreries) ou artistiques et de transposer cette connaissance à d'autres gammes de fréquence.