La cochlée humaine est un système d’une remarquable finesse, capable de détecter les sons sur une vaste plage de fréquences et d’intensités. Son fonctionnement repose sur des cellules ciliées qui amplifient les sons de manière non linéaire, à proximité d’une bifurcation dite de Hopf.
Inspirés par cette mécanique biologique, les chercheurs de l’Institut Langevin ont développé un résonateur acoustique quart d’onde muni d’une rétroaction non linéaire retardée, reproduisant l’amplification d’une cellule ciliée isolée [1].
Dans leurs travaux récents, ils ont franchi une nouvelle étape en étudiant le couplage entre deux de ces résonateurs, connectés numériquement [2]. En modulant la force de couplage et le gain interne, ils ont observé différents régimes de synchronisation : un verrouillage en fréquence à faible amplitude, puis une désynchronisation progressive lorsque l’excitation augmente.
Cette plateforme expérimentale offre un terrain contrôlé pour explorer la manière dont des systèmes oscillants s’organisent spontanément, un phénomène que l’on retrouve dans de nombreux contextes naturels, des résonances orbitales aux rythmes cérébraux. En reproduisant, dans un dispositif acoustique et numérique, des dynamiques analogues à celles des systèmes vivants, les chercheurs approchent expérimentalement les mécanismes universels de la cohérence.
Figure : Couplage de deux résonateurs quart-d’onde munis d’une rétroaction avec délai non-linéaire.
Référence :
[1] Jana Reda, Mathias Fink, and Fabrice Lemoult.
“A non-linear delayed resonator for mimicking the hearing haircells”
Europhysics Letters 144 (2023), p. 37001.
[2] Jana Reda, Mathias Fink, and Fabrice Lemoult.
“Non-linear coupling in two non-linear delayed acoustic resonators”
The Journal of the Acoustical Society of America 158 (2025), pp. 2130–2137.
Contact :
| Fabrice LEMOULT Tél. : 01 80 96 30 50  |
