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Faire son doctorat à l’Institut Polytechnique de Paris : le témoignage d’Emil Garnell

Reconnu à l’international, diplôme d’excellence marqueur d’un très haut niveau d’expertise, le doctorat ouvre à des emplois hautement qualifiés dans le secteur public comme privé. Outre l’accès au monde académique, il offre des opportunités de carrière majeures sur le long terme. De 2017 à 2020, Emil Garnell a effectué sa thèse de doctorat au sein de l’Unité de mécanique de l’ENSTA Paris, un des membres fondateurs de l’Institut Polytechnique de Paris. Il revient pour nous sur son parcours.
Faire son doctorat à l’Institut Polytechnique de Paris : le témoignage d’Emil Garnell

Après une prépa au lycée Lakanal de Sceaux, Emil Garnell a intégré l’École polytechnique en 2013 puis est parti en 4e année suivre en double diplôme un master dacoustique en Suède à KTH.

« Pendant ce master, jai eu envie dapprofondir et de sentir que je maîtrisais vraiment le sujet. La thèse de doctorat était le meilleur moyen d’y arriver. Après avoir contacté bon nombre de laboratoires en France, jai finalement choisi de faire ma thèse à l’Institut Polytechnique de Paris, au sein de lUnité de mécanique de lENSTA Paris pour deux raisons : dune part je connaissais déjà Olivier Doaré puisquil est chargé denseignement à l’École polytechnique et javais mené deux projets avec lui qui s’étaient très bien passés. Dautre part, le sujet était particulièrement intéressant, avec des composantes en mécanique, en acoustique, et en modélisation multiphysique. Jai finalement choisi loption qui me garantissait à la fois lintérêt du sujet et la qualité de lencadrement. »

Schéma du haut parleur et photo du prototype réalisé en collaboration avec le laboratoire LMTS de l’EPFL à Lausanne.
Schéma du haut parleur et photo du prototype réalisé en collaboration avec le laboratoire LMTS de l’EPFL à Lausanne.

La thèse dEmil Garnell portait sur un nouveau type de haut-parleurs. Les modèles dominant le marché aujourdhui sont de type électrodynamique, avec une bobine et un aimant. Ils reproduisent le son en transformant des signaux électriques en ondes acoustiques selon le mécanisme suivant :  la bobine est traversée par un courant électrique venant de lamplificateur. Le champ magnétique de laimant génère une force électromagnétique agissant sur la bobine, qui en bougeant entraîne une membrane, laquelle fait vibrer lair jusqu’à nos oreilles. Les principales limites de ces haut-parleurs sont l’encombrement et le poids de l’aimant permanent, ainsi que leur rigidité. Alors que des haut-parleurs flexibles pourraient par exemple être intégrés à des vêtements.

Le travail de thèse dEmil Garnell consistait justement à étudier un autre principe permettant de faire du son selon un mécanisme beaucoup plus simple : des membranes en élastomères actifs qui se gonflent et se dégonflent lorsquon leur applique une tension électrique. Plus de bobine, plus daimants, moins de ressources mobilisées, à l’arrivée des haut-parleurs plus fins, plus légers, et enfin souples.

« Lobjectif de ma thèse était de mettre en place les modèles qui permettent de décrire le rayonnement acoustique et les vibrations de ces structures, pour essayer de les optimiser et en faire des haut-parleurs corrects. Nous sommes parvenus à obtenir des prototypes tout à fait fonctionnels. »

Pour sa thèse Emil Garnell a passé trois ans sur le campus de l’Institut Polytechnique de Paris au Centre de lYvette, où se trouve lUnité de mécanique de lENSTA Paris. « Jai beaucoup apprécié la très bonne ambiance qui régnait entre doctorants et enseignants-chercheurs. Les encadrants étaient vraiment accessibles, les portes des bureaux toujours ouvertes, c’était facile daller demander des conseils aux différents chercheurs, quils soient mes encadrants de thèse ou pas. Au niveau expérimental, jai eu la chance de bénéficier de la chambre anéchoïque de lUnité de mécanique, équipement assez rare car monté sur suspensions pour filtrer les vibrations parasites et garni de revêtements spéciaux. Sans cet équipement, mon travail de thèse aurait été tout simplement impossible. C’était également le cas pour bon nombre des appareils de mesure, notamment un vibromètre laser à balayage, appareil indispensable pour de la recherche en vibrations. »

Simulation vibro-acoustique couplée des vibrations et du son rayonné par le haut parleur. Vue en coupe : à gauche se tr
Simulation vibro-acoustique couplée des vibrations et du son rayonné par le haut parleur. Vue en coupe : à gauche se tr

Son doctorat de l’Institut Polytechnique de Paris en poche, Emil Garnell na pas tardé à être recruté par Devialet, entreprise française renommée à travers le monde pour ses innovations en matière de son. Un parcours sans fausse note pour cet amateur de jazz, lui-même batteur, qui consacre aujourdhui ses journées à la meilleure façon de reproduire le plus fidèlement possible la pureté initiale du son.