Directeur de Recherche au CNRS (DR2)
Chercheur à l'Institut Jean le Rond d'Alembert au sein de l'équipe MPIA

 

Thèmes de recherche :

  • Ondes de choc
  • Bang sonique
  • Propagation d'ondes dans des milieux dilués
  • Agents de contraste ultrasonores

 

Adresse : Université Pierre et Marie Curie
Institut Jean le Rond d'Alembert (Case 162)
4, place Jussieu,75005 Paris Cedex 05
Téléphone : 01 44 27 51 46
Adresse électronique : francois.coulouvrat(at)upmc.fr

 

 

 

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Louis-Jonardan Gallin, Mathieu Rénier, Éric Gaudard, Régis Marchiano, François Coulouvrat, Thomas Farges, "One-way approximation for the simulation of weak shock wave propagation in atmospheric flows", J. Acoust. Soc. Am., en révision, 2014

M. Guédra, T. Valier-Brasier, J.-M. Conoir, F. Coulouvrat, K. Astafyeva, J.-L. Thomas, “Influence of the shell compressibility on the ultrasonic properties of polydispersed suspensions of nanometric encapsulated droplets", J. Acoust. So. Am., 135(3), 1044-1055, 2014.

D. Dahiya, S. Baskar, F. Coulouvrat, “Characteristic fast marching method for monotonically propagating fronts in a moving medium", SIAM J. Sci. Comput., 35(4), A1880-A1902, 2013

F. Coulouvrat, J.-L. Thomas, K. Astafyeva, N. Taulier, J.-M. Conoir, W. Urbach, “A model for ultrasound absorption and dispersion in dilute suspensions of nanometric contrast agents”, J. Acoust. Soc. Am., 132, 3748-3759, 2012

F. Coulouvrat, “New equations for nonlinear acoustics in a low Mach number and weakly heterogeneous atmosphere", Wave Motion, 49, 50-63, 2012

F. Coulouvrat, R. Marchiano, M. Rénier, "One-way approaches for the simulation of acoustical shock waves propagation in heterogeneous media – Application to sonic boom", in "Computational Methods in Nonlinear Acoustics : Current Trends", eds. C. Vanhille et C. Campos-Pozuelo, Research Signpost (Trivandrum, India), ISBN:978-81-308-0445-3, 107-136, 2011

M. Baudoin, F. Coulouvrat, J.-L. Thomas, “Sound, infrasound, and sonic boom absorption by atmospheric clouds”, J. Acoust. Soc. Am., 130, 1142-1153, 2011

F. Dagrau, M. Rénier, R. Marchiano, F. Coulouvrat, “Acoustical shock wave propagation in a weakly heterogeneous medium : a numerical simulation beyond the parabolic approximation”, J. Acoust. Soc. Am., 130, 20-32, 2011

M. Baudoin, J.-L. Thomas, F. Coulouvrat, C. Chanéac, “Scattering of ultrasonic shock waves in suspensions of silica nanoparticles”, J. Acoust. Soc. Am., 129, 1209-1220, 2011

R. Fernando, Y. Druon, F. Coulouvrat, R. Marchiano, “Nonlinear waves and shocks in a rigid acoustical waveguide”, J. Acoust. Soc. Am., 129, 604-615, 2011

G. Pinton, F. Coulouvrat, J.-L. Gennisson, M. Tanter, “Nonlinear reflection of shock shear waves in soft elastic media”, J. Acoust. Soc. Am., 127, 683-691, 2010

J.-L. Thomas, T. Brunet, F. Coulouvrat, “Generalization of helicoidal beams for short pulses”, Phys. Rev. E, 81, 016601 (14 pages), 2010

F. Coulouvrat, “A quasi-analytical shock solution for general nonlinear progressive waves”, Wave Motion, 46, 97-107, 2009

A. Loubeau, F. Coulouvrat, "Effects of meteorological variability on sonic boom propagation from hypersonic aircraft", AIAA J., 47(11), 2632-2641, 2009

T. Brunet, J.-L. Thomas, R. Marchiano, F. Coulouvrat, “Experimental observation of azimuthal shock waves on nonlinear acoustical vortices”, New J. Phys., 11, 013002 (11 pages), 2009

L. Ganjehi, R. Marchiano, F. Coulouvrat, J.-L. Thomas, “Evidence of wave front folding of sonic boom by a laboratory-scale deterministic experiment of shock waves in a heterogeneous medium”, J. Acoust. Soc. Am., 124, 57-71, 2008

M. Baudoin, J.-L. Thomas, F. Coulouvrat, “On the influence of spatial correlations on sound propagation in concentrated solutions of rigid particles”, J. Acoust. Soc. Am., 123, 4127-4139, 2008

F. Coulouvrat, « Parabolic approximation in ray coordinates for high frequency nonlinear waves in a inhomogeneous and high speed moving fluid », Wave Motion, 45, 804-820, 2008

R. Marchiano, J.-L. Thomas, F. Coulouvrat, L. Ganjehi, “Numerical investigation of the properties of nonlinear acoustical vortices through weakly heterogeneous media”, Phys. Rev. E., 77, 016605 (11 pages), 2008

R. Marchiano, S. Baskar, F. Coulouvrat, J.-L. Thomas, « Experimental evidence of deviation from mirror reflection for acoustical shock waves », Phys. Rev. E, 76, 056602 (5 pages), 2007

S. Baskar, F. Coulouvrat, R. Marchiano, « Nonlinear reflection of grazing acoustical shock waves : unsteady transition from von Neumann to Mach to Snell-Descartes reflections », J. Fluid Mech., 575, 27-55, 2007

M. Baudoin, J.-L. Thomas, F. Coulouvrat, D. Lhuillier, « An extended coupled phase theory for the sound propagation in polydisperse concentrated suspensions of rigid particles », J. Acoust. Soc. Am., 121, 3386-3397, 2007

R. Blumrich, F. Coulouvrat, D. Heimann, « Variability of focused sonic booms from accelerating supersonic aircraft in consideration of meteorological effects », J. Acoust. Soc. Am., 118, 696-706, 2005

R. Blumrich, F. Coulouvrat, D. Heimann, « Meteorologically induced variability of sonic boom characteristics of supersonic aircraft in cruising flight », J. Acoust. Soc. Am., 118, 707-722, 2005

R. Marchiano, F. Coulouvrat, J.-L. Thomas, « Nonlinear focusing of acoustic shock waves at a caustic cusp », J. Acoust. Soc. Am., 117, 566-577, 2005

P.L. Rendòn Garrido, F. Coulouvrat, « Reflection of caustics and focused sonic booms », Wave Motion, 42, 211-225, 2005

F. Coulouvrat, R. Marchiano, « Nonlinear Fresnel diffraction of weak shock waves », J. Acoust. Soc. Am., 114, 1749-1757, 2003

R. Marchiano, F. Coulouvrat, R. Grenon, « Numerical simulation of shock wave focusing at fold caustics, with application to sonic boom », J. Acoust. Soc. Am., 114, 1758-1771, 2003

R. Marchiano, J.-L. Thomas, F. Coulouvrat, « Experimental simulation of supersonic superboom in a water tank : nonlinear focusing of weak shock waves at a fold caustic », Phys. Rev. Let., 91(18), 184301(1-4), 2003

F. Coulouvrat, « Sonic boom in the shadow zone : a geometrical theory of diffraction », J. Acoust. Soc. Am., 111, Pt.2, 499-508, 2002

Th. Auger, F. Coulouvrat, « Numerical simulation of sonic boom focusing », AIAA J., 40, 1726-1734, 2002

M. Tanter, J.-L. Thomas, F. Coulouvrat, M. Fink, « On the breaking of time reversal invariance in nonlinear acoustics », Phys. Rev. E, 64, 016602(7), 2001

F. Coulouvrat, « Focusing of weak acoustic shock waves at a caustic cusp », Wave Motion, 32, 233-245, 2000

M. Rousseau, F. Coulouvrat, « Diffusion d’une onde acoustique haute fréquence par une houle sinusoïdale : formulation asymptotique, simulation numérique et influence du mouvement », Acustica united with Acta Acustica, 86, 821-829, 2000

F. Coulouvrat, O. Lenoir, J.-L. Izbicki, M. Rousseau, « Lamb-type waves in a symmetric solid-fluid-solid trilayer », Acustica united with Acta Acustica, 84, 12-20, 1998

Th. Aubin, F. Coulouvrat, « Ondes acoustiques non linéaires dans un fluide avec relaxation », J. Math. Pures Appl., 77, 387-413, 1998

F. Coulouvrat, « Théorie géométrique non linéaire de la diffraction en zone d’ombre », C. R. Acad. Sci. Paris, 325, Série II b, 69-75, 1997

O. Lenoir, J.-L. Izbicki, M. Rousseau, F. Coulouvrat, « Subwavelength ultrasonic measurement of a very thin fluid layer thickness in a trilayer », Ultrasonics, 35, 509-515, 1997

K.E. Frøysa, F. Coulouvrat, « A renormalization method for nonlinear pulsed sound beams », J. Acoust. Soc. Am., 99, 3319-3328, 1996

F. Coulouvrat, « Continuous field radiated by a geometrically focused transducer : numerical investigation and comparison with an approximate model », J. Acoust. Soc. Am., 94, 1663-1675, 1993

F. Coulouvrat, « On the equations of nonlinear acoustics », J. Acoustique, 5, 321-359, 1992

F. Coulouvrat, « Champ rayonné par un transducteur ultrasonore focalisé géométriquement », C. R. Acad. Sci. Paris, 315, Série II, 1647-1652, 1992

F. Coulouvrat, « Plane sound waves of finite amplitude for intermediate Gol'dberg numbers », J. Acoust. Soc. Am., 89, 2640-2651, 1991

F. Coulouvrat, « An analytical approximation of strong nonlinear effects in bounded sound beams », J. Acoust. Soc. Am., 90, 1592-1600, 1991

F. Coulouvrat, « Solutions approchées de l'équation de Burgers par une méthode asymptotique mixte », C. R. Acad. Sci. Paris, 308, Série II, 1765-1770, 1989

R. Gatignol, F. Coulouvrat, « Description hydrodynamique d'un gaz en théorie cinétique discrète : le modèle général », C. R. Acad. Sci. Paris, 306, Série II, 169-174, 1988

F. Coulouvrat, R. Gatignol, « Description hydrodynamique d'un gaz en théorie cinétique discrète : les modèles réguliers », C. R. Acad. Sci. Paris, 306, Série II, 393-398, 1988

CURSUS

1985 - 1989 :  Ecole Normale Supérieure de Lyon - Fontenay - St Cloud (Mathématiques) 
1987 - 1988 : DEA de Mécanique (mécanique des fluides) - UPMC
1988 - 1991 : Doctorat de Mécanique - UPMC
2002 : Habilitation à Diriger des Recherches - UPMC

 

EXPERIENCE PROFESSIONNELLE

1989 - 1991     Docteur Ingénieur à Thomson Sintra ASM
1991 - 2004     Chargé de Recherche au CNRS
Depuis 2004     Directeur de Recherche au CNRS
2005 - 2012     Expert auprès de l'Organisation de l'Aviation Civile Internationale (OACI)

 

COMPÉTENCES

Recherche scientifique
2 thématiques principales 1) Acoustique et ondes non linéaires (ondes de choc – bang sonique – propagation atmosphérique – infrasons – ondes guidées – focalisation) – 2) Acoustique des suspensions de nanoparticules (particules solides, agents de contraste) – 44 publications dans des revues internationales (J. Acoust. Soc. Am., Phys. Rev. E, Phys. Rev. Lett., J. Fluid Mechanics, AIAA J., Ultrasonics, Wave Motion, Acustica, New J. Physics) – une centaine de communications dans des congrès dont 15 invitées

 

Enseignement
Plus de 700 h d’enseignement de niveau mastère 2 ou doctoral (acoustique linéaire et non linéaire, ondes, propagation, méthodes numériques, méthodes asymptotiques, vibrations, transferts thermiques, couche limite…) – Encadrement d'une dizaine de doctorants et 6 post-doctorants – Responsable de 3 Ecoles Thématiques du CNRS.

 

Partenariat & valorisation
Coordinateur R&D du programme de recherche européen SOBER sur le bang sonique (2001/04, 10 partenaires, 4 pays) – responsable ou participant à une vingtaine de contrats de recherche (avec Airbus France, Dassault-Aviation, Fondation d’Entreprise EADS, Union Européenne, Ministère de la Recherche, DRET, ANR, ESA, Emergence UPMC, INSERM, ONERA, CEA) – Auteur d’un logiciel pour le bang sonique.

 

Expertise & consultance
OACI (Committee on Aviation Environment Protection, 2005/12) – AFNOR – Airbus – Valotec – ANR – éditeur associé Acta Acustica united with Acustica (2003/10)

 

Vulgarisation
Palais de la Découverte – Cité des Sciences et de l’Industrie – Pour la Science – La Recherche – McGraw Hill Yearbook of Science – Journées « Science en Fête » – Ville Européenne des Sciences 2008

 

Distinctions
Médaille de Bronze du CNRS (1996) – Prix Chavasse de la Société Française d'Acoustique (2008)

 

Responsabilités administratives
Chargé de mission INSIS-CNRS (depuis 2010) – membre du Directoire de la Recherche de l'UPMC (depuis 2011) – responsable de l'équipe MPIA de d'Alembert (2011-2013) – directeur adjoint de d'Alembert (depuis 2014).

Je suis intéressé principalement par l'acoustique non linéaire sous toute ses formes.

Les ondes de choc acoustiques constituent jusqu'à présent mon principal sujet d'intérêt :

  •     comment elles sont créées,
  •     comment elles se propagent (notamment dans l'atmosphère et les tissus mous),
  •     et comment les lois classiques de la physique des ondes linéaires sont modifiées (ou pas !) lorsque l'on prend en compte leur non-linéarité.

Comme cas particulier, le bang sonique résultant du vol des avions à vitesse supersonique, sa modélisation, sa prédiction et son impact en terme de nuisance sonore, retiennent particulièrement mon attention.

Le bruit dit de BSN (de l'anglais "Buzz-saw noise" ou bruit de scie circulaire) émanant des soufflantes de moteurs en rotation supersonique, et se propageant de manière guidée dans les entrées d'air des turbo-réacteurs, constitue également une application particulièrement importante, pour l'aéronautique, des ondes de choc aériennes.

De nouvelles sources d'ondes de choc atmosphériques, d'origine géophysique, constituent l'objet de nouvelles recherches en cours de développement : météorites entrant dans l'atmosphère, éclairs, et j'espère prochainement, volcans.

L'absorption des ondes acoustiques, et notamment des ondes de choc, par des suspensions (nuages, nanoparticules) est un thème abordé plus récemment.

L'étude des agents de contraste de taille nanométrique ouvre des nouvelles erspectives, tant du point de vue de la connaissance fondamentale que des applications thérapeutiques.