Grandeurs ElectroMagnétiques en fonction de la Température – GEMT

Le projet ANR/ASTRID Maturation intitulé GEMT, pour Grandeurs ElectroMagnétiques en fonction de la Température, s’appuie sur les résultats des travaux de recherche de la thèse cofinancée DGA/AMU (Aix Marseille Université) de Thibaut LETERTRE. Ce projet a pour objectif de fiabiliser les concepts expérimentaux démontrés dans la thèse et les préparer à une industrialisation dans un futur proche. GEMT cible des applications défense et civiles.
La thèse avait comme objectif majeur d’explorer les solutions potentielles pour caractériser électromagnétiquement différents matériaux en mettant au point une ou des cellules de mesures et des solutions de mise en température adéquates. Le domaine spectral était compris entre 10 MHz et 18 GHz avec une cellule de mesure coaxiale, pour des températures allant de l’ambiant à 250°C. Les explorations conjointes de ces deux domaines n’existaient pas avant la thèse. A l’issue de la thèse un démonstrateur a été monté, et une mesure de validation a été effectuée. Les résultats sont présentés dans le manuscrit de thèse.
Le défi de ce projet ASTRID Maturation 2020 GEMT est de faire évoluer le niveau de TRL de ces techniques expérimentales de 4 à 7 pour être en mesure de proposer des solutions industrielles de caractérisation électromagnétiques de matériaux en fonction de la fréquence ET de la température. Actuellement, aucune solution de ce type n’est disponible au niveau mondial.
GEMT s’articule autour de trois parties scientifiques et une partie non scientifique. La première partie est focalisée sur le nouveau système de connexion coaxiale mis en place pendant la thèse de Mr Letertre appelé connecteur intelligent. Celui-ci permet d’isoler thermiquement tous les systèmes de mesures afin de sécuriser des éléments de connexion et ainsi d’éviter une dégradation et des problèmes liés aux phénomènes de dilatation. Les phases des signaux de mesures sont extrêmement sensibles à ces phénomènes de dilatation. La deuxième partie est centrée sur l’évolution et la fiabilisation de la cellule de mesure et du calcul des propriétés électromagnétiques des matériaux avec une attention accrue sur la partie régulation de température, de 25° à 400°C. La troisième partie est consacrée à l’ensemble des mesures pour démontrer les applications Défense et Civile envisagées dans ce projet. La quatrième partie concerne la gestion du projet et la valorisation des résultats.
Dans le cadre du projet, nous avons d’ores et déjà identifié des applications dans les domaines civil et militaire. Les applications civiles sont au nombre de trois. Le domaine biomédical dans lequel il est désormais indispensable de pouvoir déterminer le plus précisément possible les valeurs de permittivité et de perte diélectrique des différents tissus biologiques. La géologie, et plus particulièrement la volcanologie. La troisième application concerne l’industrie de l’électronique, et plus particulièrement l’étude de matériaux utilisés pour la fabrication de composants imprimés, organiques et/ou sur support souple. L’application défense développée correspond à celle de la thèse. Les travaux de thèse ont permis de comprendre le comportement électromagnétique de matériaux en fonction de la température pour modéliser l’impact des échauffements générés par les frottements de l’air sur un aéronef lors d’un vol à vitesse élevée. Cette thématique revêt un caractère fondamental notamment pour un maintien du niveau de furtivité électromagnétique. Ce niveau étant obtenu grâce à des matériaux qui possèdent des propriétés bien spécifiques. La modification des caractéristiques électromagnétiques des matériaux, en lien avec une élévation de la température, peut alors dégrader le niveau de furtivité électromagnétique de l’appareil ou modifier les propriétés de rayonnement des antennes présentes sur l’appareil. Il devient alors nécessaire de pouvoir prédire des comportements physiques sur des bandes de fréquences aussi larges que possible.