Dispositifs d'Interaction Onde - Micro-décharge Electrique pour le Durcissement Electromagnétique – DIOMEDE

Les systèmes qui exploitent les rayonnements électromagnétiques sont omniprésents dans notre environnement et remplissent des missions parfois stratégiques de télécommunication, de géolocalisation ou bien de détection. Les enjeux économiques et de défense vis-à-vis de leur disponibilité sont considérables et ils sont pourtant fragiles en regard d’une perturbation naturelle ou délibérée.
Les protections existantes se révèlent perfectibles. Leur tenue en puissance impulsionnelle et leur réactivité sont élevées, mais leur utilisation occasionne une dégradation significative du comportement en bruit à cause de leurs pertes d’insertion, difficilement réductibles. A puissance élevée, ils se révèlent en outre peu endurants.
En appui sur des travaux préliminaires qui démontrent la pertinence du projet en regard des critères précédemment évoqués, l’objectif de DIOMEDE consiste à poser les bases scientifiques et technologiques pour la protection innovante d’accès antennaires ou filaires. La stratégie déployée est ici l’exploitation d’une micro-décharge plasma au sein d’un circuit ou d’une antenne planaire.
Ce projet sera réalisé par deux établissements de l’Université Fédérale Toulouse Midi Pyrénées (l’ISAE-DEOS et le LAPLACE) et le CEA Gramat. La complémentarité des partenaires tient à leurs expertises respectives : en micro-ondes et micro-décharges plasma d’une part et sur les perturbations électromagnétiques d’autre part.
La première partie du projet consistera à améliorer la compréhension des mécanismes d'interaction onde/plasma. Cette partie sera basée à la fois sur des études expérimentales (paramètres S chauds, imagerie CCD de l’allumage du plasma) et sur de la simulation grâce au logiciel MACOPA. Cette étude permettra notamment d’identifier les paramètres cruciaux pour optimiser le temps de claquage de la décharge. Dans un deuxième temps, plusieurs prototypes de protection à la fois en conduction (protection filaire) et en rayonnement (protection antennaire) seront développés afin d’évaluer leurs comportement et d’optimiser leurs performances. Les topologies au-dessus et en dessous du plan de masse, le courant de pré ionisation, les conditions de gaz et de pression seront notamment étudiés. Concernant la pression, deux voies spécifiques sont envisagées : l'une proche de la pression atmosphérique et l'autre à plus basse pression.
Un travail particulier sera également conduit pour se doter d’une instrumentation originale, dédiée à ces caractérisations. Une enceinte à vide sera ainsi spécifiquement conçue, réalisée et exploitée. L’identification conjointe de protocoles de mesure dédiés à la mixité de l’approche micro-onde et plasma sera une préoccupation importante du projet.
Il est bien connu que l’efficacité de la protection est fortement dépendante de la forme de l’onde qui agresse. Le second volet propose donc un ensemble de travaux pour évaluer les performances de ces dispositifs innovants dans un contexte réaliste. La méthodologie est bien identifiée et maîtrisée par le CEA Gramat. Elle pourra donc être mise en oeuvre avec pour cadre un système de réception GPS. Enfin, en réalisant ces mêmes mesures avec une chaîne de réception comprenant une protection conventionnelle à diodes, les dispositifs à micro-décharges seront efficacement comparés à la technologie dominante aujourd’hui.
A l’issue du projet DIOMEDE, les partenaires seront en capacité d’accompagner le transfert industriel afin d’élaborer, dans le domaine de la défense ou dans celui des applications stratégiques civiles, des antennes et circuits performants et durcis en regard des agressions électromagnétiques. La soumission d’un projet intégrant de nouveaux partenaires industriels dans le cadre des instruments de financement appropriés (DGA ou autres) constituera donc la suite nominale du projet DIOMEDE et fera intégralement partie des objectifs poursuivis par les partenaires.