Maëlle SERGOLLE : Elaboration et caractérisation de matériaux composites multifonctionnels : intégration de fonctions antennaires en parois structurales

Thèse débutée en octobre 2017

Directeurs de thèse : Xavier Castel, Mohamed Himdi, Philippe Besnier

Résumé: L’intégration d’antennes de communication directement au sein de parois structurales en matériaux composites de porteurs navals, terrestres et aériens permet de rendre la structure communicante tout en bénéficiant des qualités naturelles des matériaux composites : légèreté, insensibilité à la corrosion et rigidité mécanique.

Ces travaux de recherche, menés dans le cadre du projet FUI STARCOM 2018-2022 (Systèmes et Technologies Antennaires de Rupture en matériaux COMposites), ont pour objet le développement de matériaux composites multifonctionnels aux propriétés électromagnétiques et mécaniques optimales. L’étude de leurs caractéristiques a permis de développer des solutions à la carte pour la fabrication de telles antennes.

D’une part, l’évaluation des caractéristiques diélectriques des matériaux composites stratifiés de 100 MHz à 26 GHz, ainsi que l’évaluation de leurs propriétés mécaniques, ont permis de sélectionner les stratifiés adaptés à la fabrication des substrats et des radômes antennaires.D’autre part, l’étude des caractéristiques électriques des tissus conducteurs a permis d’évaluer leur capacité à être utilisés comme éléments antennaires (lignes d’alimentation, éléments rayonnants et plans de masse).

Enfin, les matériaux sélectionnés ont été associés dans la fabrication d’antennes en matériaux composites fonctionnant en bande VUHF (100 – 500 MHz pour les communications navales militaires), en bande UHF (867 – 869 MHz pour les applications de type LoRa), et en bande S (2 – 4 GHz pour les communications terrestres civiles 5G), en étroite collaboration avec les travaux menés par Husam A. Elmobarak, toujours au sein du projet STARCOM.

Références:

[1] M. Sergolle, X. Castel, M.Himdi, P. Besnier, P. Parneix, “Structural composite laminate materials with low dielectric loss: theoretical model towards dielectric characterization”, Composites Part C: Open Access, vol. 3 (2020) pp.100050 (8 pages). DOI : 10.1016/j.jcomc.2020.100050

[2] M. Sergolle, X. Castel, M.Himdi, P. Besnier, P. Parneix, “Matériaux composites stratifiés à faibles pertes diélectriques : modèle théorique et caractérisations diélectriques”, JCMM 2020 (16èmes Journées de Caractérisation Microondes et Matériaux), 23 – 25 novembre 2020, Toulouse, France. Communication par affiche + Acte de colloque associé (pp.25-28)

Thèse soutenue le 15 décembre 2020