Jeudy KEAN a soutenu sa thèse intitulée Analyse et validation expérimentale de la plus basse fréquence utilisable dans une chambre réverbérante à parois métamatériaux pour des tests de Compatibilité ÉlectroMagnétique (CEM) lundi 26 juin 2023 sur le site ENSEEIHT du LAPLACE.
Jury:
M. Anthony GHIOTTO – MCF à l’Université de Bordeaux – Rapporteur
Mme Élodie RICHALOT – Pr. à l’Université Paris-Est Marne-la-Vallée – Rapporteure
M. Raphaël GILLARD – Pr. à l’INSA de Rennes – Membre du jury
M. Hamza KAOUACH – MCF Toulouse INP – Membre du jury
Mme Nathalie RAVEU – Pr. Toulouse INP – Directrice de thèse
M. SOKCHENDA SRENG – PR. Assistant à l’Institut de Technologie du Cambodge – Co-directeur de thèse
M. Kosorl THOURN – Institut de Technologie du Cambodge – Membre du jury
Résumé:
La chambre réverbérante est l’un des environnements d’essai dans le domaine des Interférences ÉlectroMagnétiques et de la Compatibilité ÉlectroMagnétique (IEM/CEM). Les chambres réverbérantes ont été couramment utilisées pour plusieurs essais CEM tels que les essais d’immunité rayonnée, les essais d’émission rayonnée, les mesures d’efficacité de blindage. Dans le cadre du développement des systèmes de communication mobile 4G/5G, cette chambre peut être utilisée comme émulateur de canal pour les liaisons sans fil.
Pour tester un appareil électronique de petite taille fonctionnant à basse fréquence, il ne devrait pas être nécessaire d’utiliser une chambre de grande taille. Réduire la taille de la chambre a plusieurs avantages : sa fabrication utilise moins de matériaux de construction, ce qui permet de réduire le coût de fabrication par rapport à une chambre plus grande ; elle pourrait également être déplacée. Pour une chambre conventionnelle, donc complètement métallisée, la fréquence de fonctionnement est déterminée par ses dimensions puisque la fréquence la plus basse utilisable (LUF) correspond à la fréquence de résonance du 60ième mode. Cette LUF correspond à la fréquence à partir de laquelle les champs sont homogènes et isotropes dans le volume où le dispositif sous test peut être positionné. Cette LUF est donc nécessairement élevée pour les chambres réverbérantes métalliques de petite taille. L’utilisation de métamatériaux comme parois de la chambre réverbérante peut permettre de réduire cette LUF. De plus, le choix du meilleur métamatériau est difficile à prévoir car ces matériaux artificiels sont nombreux. En outre, l’optimisation des parois métamatériaux de la chambre nécessite un temps de calcul important sans aucune garantie qu’un optimum puisse être atteint. L’objectif principal de cette thèse est d’étudier cette nouvelle topologie de chambre réverbérante utilisant des parois métamatériaux pour concevoir une chambre de taille réduite mais fonctionnant aux fréquences basses.
Dans ce travail, la Théorie Modale Élargie (TME) est proposée pour définir les parois métamatériaux à insérer, elles sont qualifiées comme des parois homogénéisées anisotropes appelées impédances de surface. Diverses impédances de surface sont testées pour connaitre la gamme la plus favorable à réduire la LUF. Puis, une cellule élémentaire correspondant à ces impédances de surface est déterminée et insérée sur les parois de la chambre réverbérante. Les modes sont calculés grâce à une simulation de modes propres d’une cavité rectangulaire avec des parois en métamatériaux afin d’observer l’efficacité de la cellule unitaire proposée. Dans un second temps, l’ensemble de la structure de la chambre réverbérante, qui comprend la cage de Faraday, le brasseur, l’antenne d’excitation et les parois métamatériaux, est construit pour validation par des mesures. Les données relatives à l’amplitude du champ électrique pour 9 positions de la sonde dans le volume dédié aux mesures du dispositif sous test, suivant les 3 polarisations orthogonales, pour 36 angles de rotation du brasseur sont extraites pour évaluer la LUF. Les valeurs des LUF de deux cas, avec et sans les parois métamatériaux, sont comparées pour prouver l’avantage de la nouvelle topologie de la chambre avec les parois métamatériaux et son usage à des fréquences plus basses que la chambre réverbérante conventionnelle.
