Aïcha EL ASSAL : Matériaux absorbants en hyperfréquences à base de mousse époxy chargée en fibres longues de carbone

Thèse débutée en novembre 2017

Directeurs de thèse : Ala Sharaiha, Ratiba Benzerga

Résumé : Ces dernières années, un regain d’intérêt a été observé pour les matériaux absorbants et cela pour de multiples raisons. On recherche tout d’abord des performances de plus en plus élevées, notamment une meilleure absorption sur une plus large bande de fréquence et ceci pour un encombrement minimal. L’apparition de nouveaux concepts, comme les métamatériaux, permettent d’envisager des solutions originales et performantes de point de vue compacité mais aussi  absorption électromagnétique [1, 2].

Par ailleurs, une nouvelle composition d’absorbant a été élaborée dans l’équipe FunMAT et consiste en une association originale de fibres de carbone avec une mousse époxy [3]. Ces composites présentent des pertes diélectriques importantes tout en gardant une permittivité faible (grâce au faible pourcentage de fibres de carbone utilisé)[3]. Cela permet d’assurer une forte absorption ainsi qu’une faible réflexion à la surface du matériau, deux conditions essentielles à un bon absorbant. Au-delà de l’utilisation d’une autre charge que les particules fines de carbone, cette nouvelle formulation a également permis de s’affranchir de la souplesse de la mousse PU, qui limitait son usinage à des formes simples telles que la forme pyramidale. Nous avons ainsi réalisé des géométries complexes d’absorbants et les prototypes réalisés ont montré des performances d’absorption comparables, voire meilleurs en hautes fréquences, que celle du matériau du commerce de même forme et/ou même dimension[1]. L’objectif de thèse de Aicha El Assal était d’augmenter encore les performances de ces nouveaux absorbants, surtout d’optimiser leur absorption en basses fréquences et cela, par leur association aux absorbants métamatériaux [4]. Ces absorbants hybrides sont optimisés en utilisant l’algorithme génétique, afin d’optimiser le compromis performances/compacité essentiel pour envisager leur application autant qu’absorbant, entre autre, pour les chambres anéchoïques, mais également pour d’autres domaines d’applications des absorbants.

[1] Laura Pometcu, Matériaux et forme innovants pour l'atténuation en hyper fréquences, thèse de l’Université de Rennes 1, soutenue le 08/09/2016.

[2] L. Pometcu, R. Benzerga, A. Sharaiha, P. Pouliguen, Combination of artificial materials with conventional pyramidal absorbers for microwave absorption improvement, Materials Research Bulletin 96 (2017) 86–93, DOI : http://dx.doi.org/10.1016/j.materresbull.2016.12.050

[3] Chloé Méjean, Élaboration de nouveaux matériaux absorbants : application en chambres anéchoïques, thèse de l’Université de Rennes 1, soutenue le 26/10/2017

[4] A. El Assal, H. Breiss, R. Benzerga, A. Sharaiha, A. Jrad and A. Harmouch, Toward an ultra-wideband hybrid metamaterial based microwave absorber, Micromachines, Vol.11, n° 0930 (2020) pp. 1-16, doi:10.3390/mi11100930

Thèse soutenue le 9 mars 2021