En partant de la discussion célèbre qui opposa Boltzmann et Loschmidt sur la flèche du temps et sur certains paradoxes liés à la réversibilité des lois de la mécanique, nous introduirons différentes alternatives pour construire une « time machine » en physique classique. Nous nous intéresserons plus particulièrement aux cas des ondes (à large contenu spectral). Nous comparerons la façon de fabriquer une « time machine » pour différents types d’ondes : sonores, électromagnétiques, lumière et vagues à la surface de l’eau.
Nous montrerons qu’il existe en fait deux approches duales bien différentes pour obliger une onde à revivre sa vie passée. On peut d’une part manipuler une onde sur une surface bidimensionnelle échantillonnée par un réseau d’antennes réversibles. C’est l’approche des miroirs à retournement temporel dont les applications sont nombreuses. On peut aussi manipuler une onde très différemment en créant des « discontinuités temporelles » dans tout l’espace. C’est l’approche des « miroirs temporels » où les discontinuités spatiales des miroirs usuels sont remplacées par des discontinuités temporelles.
On verra que ces différentes approches permettent aussi de revisiter la méthode holographique et la limite de diffraction dans les méthodes d’imagerie et de contrôle d’ondes.
Institut Langevin, ESPCI ParisTech, CNRS