Le désordre est généralement associé à la diffusion des ondes : lorsqu’une onde rencontre de nombreux obstacles disposés aléatoirement, elle est déviée et perd progressivement sa directivité. Pourtant, certaines structures restent désordonnées tout en présentant des corrélations spatiales particulières, dites hyperuniformes, capables de profondément modifier cette propagation.
Des travaux théoriques avaient prédit qu’un tel désordre pouvait supprimer la diffusion dans certaines gammes de longueurs d’onde : sans changer les diffuseurs ni leur densité, leur seule organisation spatiale peut rendre le milieu presque transparent [2].
Dans une étude publiée dans Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), des chercheurs de l’Institut Langevin en donnent une observation expérimentale directe grâce à des ondes à la surface de l’eau. Il est possible d’accéder à l’intégralité de l’amplitude et de la phase du champ d’onde à tout instant à l’intérieur de milieux constitués de centaines de diffuseurs, disposés soit aléatoirement, soit selon un désordre hyperuniforme.
Les expériences montrent une transition nette : aux grandes longueurs d’onde, le front d’onde traverse le milieu hyperuniforme presque sans être perturbé, tandis qu’il est fortement diffusé dans le milieu aléatoire. Au-delà d’un seuil prédit par la théorie, la diffusion réapparaît. Cette transition est retrouvée dans l’extinction de l’onde, ses fluctuations et les trajectoires du flux d’énergie.
Les ondes de surface offrent ici un système expérimental particulièrement visuel et contrôlable pour mettre en évidence un mécanisme universel : utiliser les corrélations cachées du désordre pour contrôler la propagation des ondes. Ces principes peuvent ainsi être transposés à de nombreux domaines, de l’acoustique à l’optique et aux matériaux ondulatoires.
Références :
[1] A. Campaniello, R. Carminati, M. Filoche, E. Fort
Experimentally controlling scattering of water waves in correlated disorder
Proceedings of the National Academy of Sciences (2026), e2605721123.
[2] O. Leseur, R. Pierrat, R. Carminati
High-density hyperuniform materials can be transparent
Optica 3, 763–767 (2016).
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