Summary:

Les isolants topologiques constituent une classe de matériaux périodiques caractérisés par des propriétés topologiques intrinsèques permettant un contrôle particulier de la propagation des ondes. Initialement développés dans le contexte des systèmes quantiques électroniques, ces concepts ont ensuite été transposés à des systèmes artificiels, notamment les cristaux photoniques et phononiques.

Au cours de cette thèse, nous avons mené une étude théorique et numérique de ces systèmes afin d’approfondir la compréhension de leurs propriétés topologiques. Nous nous sommes notamment intéressés à la propagation des modes d’interface topologiques de vallée, dans les domaines phononique et photonique, ainsi qu’à leur contrôle et leur manipulation à travers des guides d’ondes contenant des défauts.

Nous avons également étudié la possibilité de contrôler simultanément des modes photoniques et phononiques au sein d’une même structure, ouvrant ainsi la voie à de nouvelles recherches et à des applications potentielles dans des domaines tels que les télécommunications et l’optomécanique.

Abstract:

Topological insulators constitute a class of periodic materials characterized by intrinsic topological properties that enable enhanced control over wave propagation. Initially developed in the context of quantum electronic systems, these concepts have subsequently been extended to artificial systems, including photonic and phononic crystals.

During this PhD thesis, we conducted theoretical and numerical studies of these systems to gain a deeper understanding of their topological properties. In particular, we investigated the propagation of valley topological interface modes in both phononic and photonic systems, as well as their control and manipulation using waveguides containing defects.

We also explored the possibility of controlling photonic and phononic modes simultaneously within the same structure. This work opens the way to further research and potential technological applications in fields such as telecommunications and optomechanics.