Les études développées dans cette thèse de doctorat reposent sur deux axes de recherche principaux : le phénomène d'hygrochromisme et la production d'effets visuels particuliers dus à une structure multi-échelle. Cependant, ces deux axes reposent sur un même principe, à savoir la recherche de structures photoniques originales développées après des millions d'années d'évolution biologique. Dans un premier temps, ont été étudiés quatre coléoptères dont les élytres sont hygrochromes, c'est-à-dire qu'ils changent de couleur en fonction du taux d'humidité de leur environnement. Bien que le phénomène soit similaire pour chacune de ces espèces, en ce sens que c'est l'apport d'eau qui modifie la coloration perçue, les structures étudiées se sont avérées parfois très différentes, tant par leur mécanisme de fonctionnement que par les couleurs observées. Quatre insectes ont également été analysés dans la seconde partie, cette fois pour l'aspect multi-échelle de la structure à l'origine de leur coloration. L'étude de ces quatre espèces montre tout l'intérêt de la prise en compte de toutes les échelles intervenant dans la production d'une coloration d'origine structurale. Le développement d'un code de calcul basé sur une approche de type Monte-Carlo et sur le ray-tracing montre déjà des résultats probants, en accord avec les résultats expérimentaux. Par le biais de ces recherches, il apparait clairement que la Nature dispose d'une large diversité de structures produisant des effets visuels inattendus. Cette créativité se devait de compenser le manque de matériaux à disposition. Concernant les insectes étudiés, les structures photoniques sont en effet toutes construites à partir d'un seul biopolymère, la chitine. Les progrès techniques actuels permettent à l'Homme d'utiliser un plus grand nombre de matériaux et de ce fait de profiter au mieux des contrastes d'indices si importants en photonique.
Etude de matériaux hygrochromes d'origine naturelle et de structures colorantes multi-échelles
Rassart, M. (Auteur). 3 juin 2010
Student thesis: Doc types › Docteur en Sciences