Modélisation de la diffusion multiple et dynamique de la lumière dans un éjecta issu d’un choc

Dans cette thèse de doctorat, nous visons à modéliser les spectrogrammes du diagnostic optique de Vélocimétrie Hétérodyne (VH) dans le cadre de la caractérisation des éjectas issus d’expériences de choc sur des métaux. Pour cela, nous établissons d’abord le lien entre le spectrogramme VH et une quantité usuelle en optique statistique, la luminance. Cette luminance est classiquement régie par une Équation de Transfert Radiatif (ETR) qui, dans le cadre de cette thèse, a été adaptée pour rendre compte de l’aspect dynamique et statistiquement inhomogène d’un éjecta. La résolution numérique de cette équation par méthode de Monte Carlo a permis de retrouver par simulation les principales caractéristiques des spectrogrammes VH d’éjectas et de mettre en avant l’importance de la diffusion multiple. Fort de ce résultat, nous explorons la sensibilité des spectrogrammes VH à différents paramètres comme la longueur d’onde, la distribution taille-vitesse des particules et son inhomogénéité statistique. Nous étudions également la possibilité de modéliser quantitativement les spectrogrammes à partir d’une approche plus simple basée sur une équation de diffusion valide en régime de très forte diffusion. Nous prouvons la pertinence de cette approximation dans de nombreux régimes mais l’inhomogénéité et l’anisotropie de la distribution en vitesse d’un éjecta la mettent en défaut. Enfin, nous explorons l’impact sur les spectrogrammes VH de la présence d’objets anisotropes proches de la surface libre du métal. Nous montrons à partir d’un modèle très simple que la présence de ces objets modifie de manière substantielle les spectrogrammes et notre étude tend à prouver qu’ils sont à l’origine de l’apparition d’un creux bien connu des expérimentateurs dans les spectrogrammes.