Nouvelles méthodes de calcul du champ proche au voisinage d'une surface parfaitement ou imparfaitement conductrice pouvant comporter des métamatériaux, et applications à des cas génériques. – TREMA

Résume de la proposition de projet / Executive summary :

Les développements des méthodes de calcul pour la simulation sont depuis longtemps devenus un enjeu majeur pour nos industries (civiles ou militaires), pour la conception des produits et la compréhension des phénomènes physiques mis en jeu.
Parmi ces développements, ceux qui portent sur les méthodes analytiques traitant du rayonnement d’objets génériques en électromagnétisme ont l’avantage :
- de calculer de façon plus rapide qu’une méthode numérique de discrétisation classique,
- de permettre une paramétrisation plus aisée de l’influence de chaque contributeur en fonction de sa géométrie, de ses caractéristiques électriques, et de l’illumination,
- de faciliter la compréhension, la prévision et l’analyse du comportement en diffraction.
Ils sont l'objet de la présente proposition. Il est à remarquer que, si ces études portent sur des objets génériques, leurs généralisations sur des objets complexes demeurent tout à fait possibles en associant chaque contribution élémentaire. Ces travaux représentent un effort sur les aspects codes de calcul industriels et sur les aspects interface avec les géométries complexes (CAO), qui ne font pas partie du périmètre de la présente étude TREMA.

L’étude, objet de notre demande dans le cadre du projet TREMA du dispositif ASTRID, est coordonnée par le CEA, et est prévue sur une durée globale de 3 ans. Elle s’articule autour des trois tâches suivantes :

1ère tâche : Calcul du rayonnement électromagnétique d’un élément de petite taille 3D sur une structure imparfaitement conductrice,
2ème tâche : Calcul du couplage électromagnétique en champ proche entre deux éléments d’antennes diélectriques multicouches,
3ème tâche : Développements pour le calcul rapide de l’Optique Physique en champ proche sur des structures de grandes dimensions.

La détermination des nouvelles méthodes de calcul sera menée par Mr. Bernard du CEA (chercheur au DPTA du CEA-DIF et chercheur associé au CMLA de l’ENS Cachan) qui travaille dans le domaine de la recherche de méthodes nouvelles pour la diffraction par des corps imparfaitement conducteurs.
La société MBDA, qui est directement intéressée par les applications possibles des expressions analytiques dans ce domaine, participera aux validations sur des cas génériques et réalisera les synthèses de ses propres travaux. Les experts de MBDA utiliseront en particulier leurs codes de calculs en méthodes exactes (DECLIC, ASERIS), comme en méthodes asymptotiques (SERMAT, DESCARTES). Ces codes ont été largement éprouvés dans le cadre de projets industriels complexes et sont considérés aujourd’hui par la communauté scientifique, comme des références. En outre, les liens très privilégiés et étroits que possède MBDA au sein du groupe EADS et en particulier avec les Business Unit Airbus, Cassidian et Eurocopter, permettent à MBDA de préciser les besoins civils rencontrés dans ces problématiques.

Les travaux proposés bénéficieront en particulier de recherches engagées par Mr. Bernard sur la fonction de Green en champ proche pour un plan imparfaitement conducteur multicouche (publication QJMAM, pp. 237-266, 63, 3, 2010), et pourront prendre en compte des matériaux du type métamatériaux passifs ou actifs.