Fabrication Additive de MéTamatériaux AbsorbantS à gradienT d’ImpédanCe – FAMTASTIC

Le projet FAMTASTIC (Fabrication Additive de MéTamatériaux AbsorbantS à gradienT d’ImpédanCe) vise à poursuivre la montée en maturité de structures absorbantes à large-bande de fréquences et faible épaisseur obtenus par fabrication additive de matériaux composites spécifiquement développés pour ces applications.
Il est la fusion de compétences développées parallèlement lors du projet ASTRID 3D-MAGIC (TRT, ICMCB, CANOE) et d’une thèse académique (IRDL, Lab-STICC). Lors du projet 3D-MAGIC, des briques de base ont été mises en place dans l’élaboration de composites imprimables (à pertes diélectriques et magnétiques) par métallurgie des poudres et dans la conception de structures périodiques imprimables compactes et large-bande. Des démonstrateurs ont permis de démontrer la capacité de développer un absorbant tout imprimé couvrant une bande 5-20 GHz pour une épaisseur de 9,3 mm. Néanmoins, des difficultés ont été rencontrées dans la conception de filaments magnétiques à fort taux de charge en particules magnétiques pouvant permettre de favoriser l’absorbant dans la bande basse. En parallèle, l’IRDL et le Lab-STICC ont travaillé conjointement sur l’élaboration de composites magnétiques imprimables à partir de particules de fer anisotropes (flakes) durant la thèse d’Arnaud Le Saos—Kauten. Il a été démontré que des particules anisotropes de Fer permettaient de diminuer le taux de charge en matière magnétique de 30% à 10% par rapport à des charges isotropes de Fer pour obtenir des propriétés électromagnétiques (EM) similaires. Par ailleurs, les travaux d’Arnaud Le Saos—Kauten ont permis de montrer que l’impression 3D de ces composites permettaient d’auto-induire une orientation privilégiée des particules anisotropes dans les pièces imprimées, et ainsi, une anisotropie des propriétés EM favorables à une robustesse angulaire accrue.
Le projet FAMTASTIC vise à mutualiser ces compétences développées en parallèle de façon à atteindre trois grands objectifs : 1) le développement de matériaux imprimables innovants à charges magnétiques anisotropes, 2) le développement de procédés originaux d’impression 3D de gradients d’impédance et 3) la mise au point d’outils de conception rapides d’absorbants large-bande à matériaux anisotropes. Les démonstrateurs viseront à exploiter ces outils et technologies pour concevoir un absorbant large-bande (2-20 GHz) robuste angulairement et un absorbant dédié pour des incidences obliques (60-70°).
Les marchés visés par ces innovations concernent le contrôle des couplages et des interférences EM dans les véhicules connectés, la conception d’absorbants compacts pour les chambres de mesure, l’amélioration des performances des systèmes radar militaires (découplage de panneaux antennaires, réduction du rayonnement arrière, intégration sur structure) et la discrétion radar (furtivité des porteurs SCAF).