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Dissertations / Theses on the topic 'Blindage électromagnétique'
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Broydé, Frédéric Jérôme. "Analyse des propriétés électromagnétiques des écrans cylindriques, et application à la caractérisation de l'efficacité de blindage des câbles." Lille 1, 2004. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2004/50376-2004-27-28.pdf.
Full textAbstract:
La caractérisation d'un câble coaxial présentant une symétrie de révolution parfaite, à l'aide de deux paramètres complexes dépendant de la fréquence, ne peut être directement transposée à des câbles ne présentant pas la symétrie de révolution. Nous justifions qu'il est en première approximation suffisant de retenir cinq principaux types de couplage pour caractériser le comportement d'un câble multiconducteur blindé soumis à l'action de sources extérieures. Pour cette démonstration, nous avons construit une classification des réponses d'un écran généralisé cylindrique excité par des sources extérieures, puis une classification des excitations possibles. Sur la base de cette dernière, nous avons pu définir rigoureusement la matrice d' écrantage le long d'un écran cylindrique, et les sources de tension et de courant équivalentes aux champs dans le cas d'un câble multiconducteur blindé. Par ailleurs, en utilisant la réciprocité, nous avons constaté que cette méthode de caractérisation nous permettait de déterminer l'émission d'un écran cylindrique ou d'un câble par un développement en ondes cylindriques. Sur le plan expérimental, nous avons procédé à des mesures locales et à des mesure globales, qui nous ont notamment permis de déterminer les paramètres caractérisant les performances d'écrantage d'un câble multiconducteur pourvu d'un écran à simple tresse. Enfin, les essais d'illumination globale nous ont permis de mettre en évidence une configuration précise dans laquelle les couplages de type 3 et de type 5 jouent un rôle aussi important que le couplage de type l, auquel se limitent encore de nombreuses analyses.
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Alilou, Oussama. "Blindage électromagnétique des circuits intégrés par dépôt de couches minces métalliques." Caen, 2009. http://www.theses.fr/2009CAEN2017.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse s’inscrit dans une thématique de recherche de techniques novatrices de blindage électromagnétique pour répondre aux besoins des fabricants de circuits intégrés et intégrateurs finaux de systèmes électroniques. En effet les résultats de ce travail, donnent les grands axes d’orientation vers l’industrialisation d’une technique de blindage par dépôts de couches métalliques minces, de type, Cuivre, Nickel et Or. Cette technique permet d’avoir une efficacité de blindage d’au moins 15dB à 35dB sur une large bande de fréquence de 500Mhz à 2. 5 Ghz pour des perturbations de nature Electrique ou Magnétique. Et ce, malgré les faibles performances qualité du capot avec ses blindages. Le calcul théorique, ainsi que les simulations nous ont permis d avoir une idée précise sur les éléments principaux qui influencent l’efficacité du blindage (à savoir l’épaisseur du dépôt, la continuité de la masse). Les mesures électriques en champ proche de l’efficacité de blindage étaient en forte corrélation avec les simulations électromagnétiques et ont prouvé la grande performance de ce blindage en basses fréquences (jusqu’ à 1GHz) contre les perturbations de type magnétiquesThis thesis is part of an innovation thematic research in the electromagnetic shielding, to meet the needs of integrated circuits manufacturers and final integration of electronic systems. The results of this work, provide the main orientation of industrialisation of a shielding technique by deposition of thin metal layers, such as, Copper, Nickel and Or. This technique provides a shielding effectiveness of at least 15dB to 35dB over a wide frequency range of 500Mhz to 2. 5 Ghz for disturbances such as electric or magnetic. And, despite the low quality of the performance hood with its shielding. The theoretical calculations and simulations have allowed us to have a clear idea about the main elements that influence the effectiveness of shielding (the thickness of the deposit, the continuity of ground). The near-field measurements of shielding effectiveness were highly correlated with the electromagnetic simulations and proved the high performance of the shielding at low frequencies (up to 1GHz) against the type of magnetic disturbances
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Pezin, Frédéric. "Contribution à l'étude de couplages électromagnétiques dans le domaine micro-ondes au moyen de la chambre réverbérante à brassage de modes." Lille 1, 1998. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/1998/50376-1998-141.pdf.
Full textAbstract:
La these concerne la compatibilite electromagnetique et plus particulierement la recherche de moyens d'essai alliant des performances techniques et economiques. Notre travail a donc contribue a mettre en oeuvre des mesures au moyen d'une chambre reverberante a brassage de modes. Cette technique qui commence a etre intensement utilisee aux usa, apporte des avantages determinants que nous allons exploiter. Notamment, rapidite d'execution des mesures liee a des proprietes d'isotropie des champs puis quelques arguments en faveur d'une reproductibilite acceptable de comportements electromagnetiques. La these est organisee en trois parties. Tout d'abord, elle concerne la mise en oeuvre d'essais d'immunite sur des cartes electroniques depourvues de composants actifs. La gamme de frequences exploree par les champs perturbateurs qui va de 500 mhz a 10 ghz, permet de reconnaitre des couplages electromagnetiques specifiques au domaine micro onde. Effets des plans de masse, resonances propres et role imparti au couplage par mode commun seront interpretesLa seconde partie de la these concerne une application plus fondamentale dans laquelle on met en oeuvre la chambre reverberante, afin de determiner le rayonnement electromagnetique provoque par des discontinuites angulaires reparties sur une ligne de transmission, ce supplement de rayonnement representant 10 a 20% du rayonnement total de la ligne. La precision relative exigee pour deceler ces phenomenes a ete obtenue par un traitement des mesures specifiques utilisant le principe du double brassage de modes. La troisieme partie qui vient conclure la these s'adresse aux mesures d'objets rayonnants, pour lesquels une correlation possible avec des mesures en chambre anechoique est proposee. Une methode de calibrage sera experimentee a l'aide d'eprouvettes rayonnantes offrant differents criteres de directivite electromagnetique. Il sera montrer a partir des mesures que le critere quantitatif passant de l'une a l'autre methode d'essai est quasi independant de la frequence de la source
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Lamblain, Nicolas. "Etude du brassage électronique de modes en chambre réverbérante appliqué aux mesures d'immunité électromagnétique." Lille 1, 1996. http://www.theses.fr/1996LIL10212.
Full textAbstract:
Notre travail de thèse concerne l'élaboration d'une méthode de mesure de l'immunité électromagnétique basée sur l'utilisation des chambres réverbérâtes a brassage de modes. L'étude sera particulièrement consacrée à la technique récente du brassage électronique. Dans un premier temps, nous expliquons les principes physiques de cette méthode de mesure. L'approche classique, que nous rappelons, considère la chambre comme une cavité surdimensionnée par rapport à la longueur d'onde. La perturbation des modes propres de cette cavité conduit à un champ statistiquement homogène et isotrope. Apres avoir montré les limitations de la théorie modale, nous proposons une approche nouvelle basée sur les propriétés d'ergodisme de la distribution statistique de l'amplitude du champ em. Nous nous intéressons ensuite aux propriétés des antennes immergées dans l'ambiance em caractéristique d'une chambre réverbérant. Le cas simple du monopole électrique est d'abord étudie pour être étendu ensuite au cas d'une antenne quelconque. La notion de coefficient de qualité est également abordée de manière à relier l'amplitude du champ em à la puissance injectée dans la chambre. En dernier lieu, nous traitons des applications des chambres réverbérâtes dans le cadre d'essais d'immunité em. La première application concerne l'évaluation de l'efficacité de blindage. Nous comparons alors les techniques de brassage mécanique et électronique en insistant sur les avantages et inconvénients de cette dernière technique de brassage. Nous proposons également une méthodologie permettant de relever rapidement et précisément les fréquences caractéristiques d'un système résonant. Nous montrons enfin, par comparaison avec un essai en chambre anechoique, qu'un essai mené en chambre réverbérant apporte des informations quantitatives sur le seuil de susceptibilité d'un équipement électronique.
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Alaa, eddine Jalal. "Technique de caractérisation de textiles nouvelle génération pour le blindage électromagnétique." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. http://www.theses.fr/2020GRALT064.
Full textAbstract:
Le blindage électromagnétique consiste à réduire le champ électromagnétique au voisinage d'un objet en interposant une barrière entre la source du champ et l'objet à protéger. L’objectif de la thèse est le développement de techniques de caractérisation et prédiction de performances de blindage nouvelle génération à base de textiles et polymères pour des applications avioniques entre le DC et 1 GHz. Elle se déroule dans le cadre du projet FUI NextGen qui s’inscrit dans le domaine de la protection de câblage aéronautique.La thèse est composée de deux grandes parties : 1) la caractérisation de l’efficacité de blindage à partir des tests sur des échantillons plans (matériau plein ou tresse métallique), 2) la mesure d’impédance de transfert pour des gaines.Dans la littérature, la mesure de l’efficacité de blindage (SE en anglais pour shielding efficiency) est généralement obtenue soit en espace libre soit dans une chambre réverbérante ou anéchoïque. Dans ces méthodes, le matériau sous test est placé entre deux antennes, la valeur de l’efficacité de blindage mesurée dépend alors de la bande d’opération des antennes (> à quelques MHz) ne permettant pas d’atteindre des fréquences basses de quelques kHz. L’efficacité de blindage est obtenue en mesurant l’atténuation du champ électromagnétique à travers un matériau par rapport à la transmission du champ sans matériau. Dans notre cas, la mesure d’efficacité de blindage est réalisée à l’aide d’une cellule coaxiale en prenant en compte les paramètres affectant la mesure comme le contact électrique, le dynamique de mesure… Dans cette cellule, l’efficacité de blindage peut être mesurée à partir du DC, ce qui est en accord avec la demande du domaine aéronautique. Ces mesures sont validées à l’aide de modélisations théoriques et de simulations électromagnétiquesConcernant la mesure d’impédance de transfert Z_t des gaines, elle est réalisée avec une cellule triaxiale. L’impédance de transfert est alors définie comme le quotien de la tension V_1 induite au circuit intérieur par le courant I_2 introduit dans le circuit externe sur une longueur de couplage donnée. La norme actuelle de la mesure de l’impédance de transfert est définie jusqu’au 100 MHz. Dans la cellule développée dans le cadre de cette thèse, la mesure atteint la fréquence de 300 MHz sans adaptation.Enfin pour faire le lien entre l’efficacité de blindage et l’impédance de transfert, un modèle de prédiction de l’impédance de transfert à partir de la mesure de l’efficacité de blindage est proposé.Jalal ALAA EDDINEElectromagnetic shielding consists in reducing the electromagnetic field in the vicinity of an object by interposing a barrier between the source of the field and the object to be protected. The objective of the thesis is the development of techniques for characterizing and predicting new generation armor performance based on textiles and polymers for avionics applications between DC and 1 GHz. It takes place within the framework of the FUI NextGen project which is part of the field of aeronautical wiring protection. The thesis is composed of two main parts: 1) the characterization of the shielding efficiency from tests on plane samples (solid material or metal braid), 2) the transfer impedance measurement for sheaths.In the literature, the measurement of shielding efficiency (SE) is generally obtained either in free space or in a reverberating or anechoic chamber. In these methods, the material under test is placed between two antennas. The value of the measured shielding efficiency depends on the operating band of the antennas which starts at a few MHz and cannot reach low frequencies in the band of a few kHz. Shielding efficiency is obtained by measuring the attenuation of the electromagnetic field through a material relative to the transmission of the field without material. Herein, the shielding efficiency measurement is made by a coaxial cell, considering all the parameters that affect the measurement such as electrical contact, measurement dynamics, etc., allowing leasuring the effectiveness of shielding from DC to 1 GHz and this suits the demand in the aeronautical field. These measurements are validated with theoretical modeling and electromagnetic simulations.Concerning the sheath transfer impedance, its measurement is carried out with a triaxial cell. The transfer impedance (Z_t) is defined as the quotient of the voltage (V1) induced in the internal circuit by the current (I2) introduced into the external circuit over a given coupling length. The current standard of transfer impedance measurement is defined up to 100 MHz while in our developed cell the measurement reaches the frequency of 300 MHz without adaptation.Finally, to make the link between the shielding efficiency and the transfer impedance, a model for predicting the transfer impedance from the measurement of the shielding efficiency is proposed.Jalal ALAA EDDINE
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Benyoubi, Fethi. "Caractérisation en champ proche des émissions rayonnées de boitiers de blindage électromagnétique." Thesis, Nantes, 2019. http://www.theses.fr/2019NANT4004/document.
Full textAbstract:
L’usage accru de l’électronique embarquée et l’électrification des moyens de transports (automobile,..) rend critique les problèmes d’interférence électromagnétique qui peuvent engendrer un dysfonctionnement du système. Afin de réduire ces perturbations, les concepteurs ont recours de plus en plus à la modélisation et cela dès la phase de la conception. Parmi les perturbations à réduire, on peut citer le rayonnement électromagnétique. La modélisation physique de ce type de problème dans des simulateurs numériques devient de plus en plus compliquée. De ce fait, il est nécessaire de disposer de modèles simples permettant de reconstruire le champ rayonné par des sources de perturbations. Les travaux réalisés au dans la première partie ont permis la mise en place de modèles permettant de reproduire le rayonnement des dispositifs d’électronique de puissance. Plusieurs approches à base de dipôles élémentaires ont été mises en place en se basant sur la mesure en champ proche. Ces différentes approches ont été comparées et validées sur des applications réelles (convertisseurs de puissance). Dans la deuxième partie, notre étude est sur l’utilisation de ces modèles dans le but de prédire l’efficacité de blindage magnétique (SEH) en champ proche basse fréquence. La gamme de fréquence va du DC jusqu’à quelques mégahertz (aux alentours de 10 MHz). Un des objectifs que nous nous sommes fixés pour la prédiction de l’efficacité de blindage est le développement de modèles simples et rapides permettant de s’affranchir des modèles numériquesThe increased use of on-board electronics and the electrification of the transport means (automobile, ..) makes critical the problems of electromagnetic interference which can cause a dysfunction of the system. In order to reduce these disturbances, designers are resorting more and more to modeling since the design phase. Among the disturbances to be reduced are electromagnetic radiation. Physical modeling of this problem type in digital simulators is becoming more and more complicated. Therefore, it is necessary to have simple models for reconstructing the field radiated by sources of disturbances. The work carried out in the first part has allowed the establishment of models to reproduce the radiation of power electronics devices. Several approaches based on elementary dipole have been implemented using the near-field measurement. These different approaches have been compared and validated on real applications (power converters). In the second part, our study is on the use of these models in order to predict the magnetic shielding efficiency (SEH) in near-field low frequency. The frequency range is from DC up to a few megahertz (around 10 MHz). One of the goals, we have set for the prediction of shielding effectiveness is the development of simple and fast models to overcome the numerical models
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Ficheux, Serge. "Etude de l'efficacité de blindage des câbles coaxiaux : application à la réalisation de bancs de mesures d'impédances de transfert couvrant une large gamme de fréquences jusqu'à 1000 MHz." Lille 1, 1988. http://www.theses.fr/1988LIL10134.
Full textAbstract:
On étudie comparativement les différentes méthodes permettant de mesurer l'efficacité d'un blindage électromagnétique envers les tensions parasites que peuvent subir les liaisons coaxiales assurant les échanges d'informations. Moyennant quelques précautions, la solution du banc de mesures à structure triaxiale permet d'accéder à des valeurs très faibles de ce paramètre. La modélisation de l'évolution de ce paramètre par le formalisme des lignes couplées offre un moyen de prédiction efficace de mesure permettant d'accéder à l'impédance de transfert aux fréquences voisines de 1000 MHz permise pour l'utilisation du principe des discontinuités de blindage combinées à l'emploi de signaux transitoires très brefs.
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Clérico, Paul. "Élaboration d'un tissu composite bimétallique Al/Acier/Al pour le blindage électromagnétique." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLS410/document.
Full textAbstract:
L’électronisation de l’industrie a mené à l’augmentation de la pollution électromagnétique pouvant être néfaste pour les systèmes électroniques sensibles et les êtres vivants. L’un des moyens pour limiter la propagation des champs électromagnétiques est l’utilisation d’un blindage. L’étude s’est ainsi focalisée sur l’élaboration à froid d’un composite bimétallique pour le blindage magnétique. Le composite étudié allie les propriétés physiques de l’aluminium et de l’acier via le trilame Al8011/AcierDC01/Al8011. Le trilame est élaboré par colaminage à température ambiante. Il s’est avéré que la qualité de l’adhérence des interfaces Al/Acier et l’architecture du trilame dépendent fortement des paramètres du colaminage. Une préparation minutieuse des tôles et de leurs surfaces concomitantes se révèle être tout aussi importante que le colaminage en lui-même. De plus, au cours du colaminage, la tôle d’acier s’est montrée sensible à des instabilités plastiques qui amènent par la suite à sa striction et à sa fragmentation. Ces instabilités plastiques favorisent l’adhérence grâce à des soudages Al/Al mais n’en sont pas un prérequis. Au niveau de l’efficacité de blindage, le trilame s’est révélé être particulièrement intéressant puisque, grâce à sa composition et à sa structuration, il est capable d’atténuer aussi bien les champs magnétiques basses fréquences (< 1 kHz) que les champs magnétiques de plus hautes fréquences (> 1 kHz). Dans une étude à iso-masse, le trilame a présenté une meilleure efficacité de blindage que les tôles d’Al, de Cu et d’acier. Cependant, la fragmentation de l’acier dans le trilame s’est révélée être néfaste pour le blindage magnétique, nécessitant de faire alors un compromis entre tenue mécanique et efficacité de blindageThe growth of electronic devices has led to an increase in electromagnetic pollution that can be harmful to sensitive electronic systems and living beings. One of the means of limiting the propagation of electromagnetic fields is the use of shielding. Then, the study focused on the elaboration of a bimetallic composite for magnetic shielding. The studied composite combines the physical properties of aluminum and steel via the Al8011/SteelDC01/Al8011 trilayer. The trilayer is produced by cold roll bonding (CRB). It has been found that the adherence quality of the Al/Steel interfaces and the architecture of the composite heavily depend on the CRB parameters. Careful preparation of the sheet and their concomitant surfaces is just as important as CRB itself. Furthermore, during CRB, the steel sheet was sensitive to plastic instabilities which subsequently led to its necking and fragmentation. These plastic instabilities promote adherence through Al/Al welds but are not a prerequisite. In terms of shielding effectiveness, the bimetallic composite has proved to be particularly interesting. Thanks to its composition and its structuring, it can attenuate both low (< 1 kHz) and high frequency (> 1 kHz) magnetic fields. In an iso-mass study, the composite showed a higher shielding effectiveness than Al, Cu and steel sheets. However, the steel fragmentation in the composite proved to be detrimental to magnetic shielding, then requiring a compromise between mechanical strength and shielding effectiveness
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Boukhari, Mahamat Issa. "Etude des perturbations électromagnétiques rayonnées par des composants magnétiques planaires intégrés : inductances." Thesis, Lyon, 2019. http://www.theses.fr/2019LYSES010.
Full textAbstract:
De nos jours, le développement des systèmes électroniques complexes qui consiste à regrouper plusieurs composants dans un seul boitier engendre de plus en plus des perturbations EM. Le composant magnétique tel qu’inductance est désigné comme le composant le plus perturbateur à cause de ses émissions EM. Les travaux présentés dans ce document concernent l’étude des perturbations EM en émission rayonnée de 3 types d’inductances : inductance à air, inductance à une et deux couches de matériau magnétique. Ce manuscrit présente notre apport scientifique qui a permis de :- Quantifier par le moyen de simulation et mesure, les émissions rayonnées en champ proche de ces inductances ;- Limiter ces émissions en utilisant un blindage magnétique ;- Évaluer l’influence des paramètres tels que : l’épaisseur et la perméabilité relative µr du blindage magnétique sur la limitation des émissions de ces composants.Les résultats obtenus en simulation et mesure, présentes de très bonnes corrélationsNowadays, the development of complex electronic systems consists of embedding several components in a single box generates more and more electromagnetic disturbances. The magnetic component such as inductor, is referred as the most disruptive component because of its EM emissions. The presented works in this document concerns the study of EM disturbances in radiated emission of 3 types of inductors: coreless, inductor with one and two layers of magnetic material. This manuscript, presents our scientific contributions that allow to:- Quantify through simulation and measurement, the near field radiated emissions of theses inductors;- Limit these electromagnetic emissions by using magnetic shielding;- Evaluate the influence of some parameters such as: relative permeability µr and the magnetic shielding thickness on the limitation of components emissions.The obtained results in measurement and simulation, present very good correlations
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Rochdi, Mohamed. "Étude comparative des méthodes de mesure de l'impédance de transfert de câbles et application au développement d'un testeur de cordons blindés utilisable sur une chaîne de fabrication." Lille 1, 1990. http://www.theses.fr/1990LIL10101.
Full textAbstract:
La recherche d'une fiabilité accrue de la part des équipements électroniques fonctionnant sous faible niveau implique qu’ils soient protégés contre les parasites engendres par les interférences électromagnétiques. Les cordons multifilaires qui véhiculent de faibles signaux représentent les composants les plus vulnérables. Si l'usage de blindages adéquats est le moyen le plus efficace pour protéger les câbles, il est devenu impératif de contrôler la qualité de ces blindages aussi bien lors de leur conception que lors de leur fabrication. Notre thèse est consacrée à l'élaboration d'un testeur de qualité de blindage. L'appareil doit équiper une chaîne de fabrication de cordons blindés et y pratiquer un test rapide et fiable. A l'aide d'expériences significatives, nous proposons plusieurs alternatives pour mener le test et nous montrons que l'analyse d'une signature temporelle répond tout à fait au cahier des charges. La description du prototype, élaborée dans notre thèse, y est faite ainsi que l'étude du logiciel chargé de gérer le test en temps réel. Quelques résultats effectués sur un échantillon de cordons nous permettront d'apprécier les possibilités de cet outil. La seconde partie de notre thèse concerne l’efficacité de blindage des câbles coaxiaux protégés contre des perturbations dont la fréquence peut atteindre quelques GHz. Compte tenu des difficultés rencontrées pour mettre en œuvre des mesures à de telles fréquences, nous avons choisi de confronter plusieurs techniques de mesures. A partir d’interprétations phénoménologiques nous justifions le choix de deux méthodes qui semblent convenir aux essais pratiqués au laboratoire sur de petits échantillons de câbles. C’est dans ce but que nous expérimentons de façon approfondie les méthodes de la ligne d’injection et de la discontinuité de blindage développées récemment par l’administration Suisse des télécommunications et par notre laboratoire.
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Zeddam, Ahmed. "Couplage d'une onde électromagnétique rayonnée par une décharge orageuse à un câble de télécommunications." Lille 1, 1988. http://www.theses.fr/1988LIL10056.
Full textAbstract:
Cette thèse décrit tout d'abord le couplage d'une onde électromagnétique plane avec un conducteur aérien placé au dessus d'un sol de conductivité finie ou non à l'aide de 2 méthodes : celle des lignes de transmission et celle des antennes. Les auteurs, ensuite, ont calculés le champ électromagnétique rayonné par une décharge orageuse entre le nuage et le sol pour étudier le couplage dans le cas de la foudre. La dernière partie du travail est consacrée à une confrontation entre les prévisions théoriques et les résultats expérimentaux soit sur des éclairs déclenchés à la station de St Privat d'Allier (Haute Loire), soit sur des éclairs naturels en Cote d'Ivoire.
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Abdelli, Wassim. "Modélisation du rayonnement électromagnétique de boîtiers de blindage par sources équivalentes : application aux matériaux composites." Thesis, Paris 11, 2015. http://www.theses.fr/2015PA112093.
Full textAbstract:
La modélisation de matériaux composites est un domaine d’étude qui bénéficie d’un intérêt croissant. En effet, la vulgarisation de l’utilisation de tels matériaux nécessite le développement de nouveaux modèles afin de mieux comprendre leur comportement. L’industrie automobile et aéronautique s’efforce d’optimiser le choix des matériaux en fonction des spécificités de chaque application, afin de réduire la masse des équipements et de leur assurer de meilleurs caractéristiques mécaniques et thermiques. Les matériaux composites se sont aussi présentés comme une éventuelle alternative au métal pour le rôle de blindage électromagnétique. Leur généralisation dans cette optique se heurte néanmoins à une relative méconnaissance de leur comportement électromagnétique. A cet effet, il est nécessaire de disposer de méthodologies permettant d'évaluer l'efficacité de blindage de boîtiers en matériaux composites et de cerner les différents mécanismes et paramètres correspondants.Par ailleurs, le déploiement de ces matériaux alternatifs à plus grande échelle est freiné par d'autres contraintes liées essentiellement à la difficulté de l'analyse électromagnétiques 3D complète de systèmes complexes abritant des boîtiers en matériaux composites. En effet, la complexité topologique de certains composants complique considérablement leur insertion dans les outils de simulation électromagnétique existants. De plus, le rapport d'échelle entre les différents niveaux (système, boîtiers composites, cartes, circuits, composants) est trop important ; cette disparité d'échelle complexifie considérablement la discrétisation géométrique de l'ensemble. L'association de ces différentes contraintes conduisent à des difficultés réelles aux quelles les ingénieurs CEM sont confrontés. C'est pourquoi il est nécessaire de développer des modèles performants permettant de faciliter l'analyse 3D du système hôte complet. Ce travail de thèse s'est donc réparti sur deux volets :- dans un premier temps, nous présentons une méthodologie de calcul de l'efficacité de blindage des boîtiers en matériaux composites, afin d'évaluer la potentialité de ces matériaux en termes de blindage électromagnétique et de cerner les principaux facteurs qui y contribuent.- dans un second temps et dans l'objectif de fournir une approche permettant de mettre les systèmes électroniques complexes intégrant des boîtiers de blindage composites en conformité avec les exigences strictes de CEM, nous proposons une méthodologie de modélisation des rayonnements électromagnétiques. Cette modélisation (à base d’algorithmes génétiques) permet de remplacer les dispositifs ou les boîtiers rayonnants (composites notamment) par un ensemble de dipôles élémentaires. Le modèle équivalent, de type "boîte noire", est ainsi représentatif de l’ensemble de la structure en termes de rayonnement électromagnétique en hautes fréquences et est facilement intégrable dans le maillage de structures hôtes. Ce modèle multipolaire fournit des prédictions spatiales et fréquentielles du champ électrique et magnétique permettant entre autres de calculer l'efficacité de blindage du boîtier dans l'espace, donnant ainsi un moyen de quantifier son impact perturbateur sur son environnement. D'autre part, cette approche permet de simplifier l'analyse 3D d'un système complet abritant des boîtiers composites en contrôlant le comportement EM à tous les niveaux : système, boîtiers, cartes, circuits et composantsThe modeling of composite materials is a domain of study which benefits of increasingly interest. Indeed, the popularization of the use of such materials requires the development of new models in order to better understand their behavior. The automotive and aerospace industry strives to optimize material selection based on the specificities of each application in order to reduce the weight of the equipment and to provide better mechanical and thermal characteristics. Composite materials have been also presented as a potential alternative to metals for the role of electromagnetic shielding. Their generalization in this context is nevertheless hampered by a relative lack of knowledge of their electromagnetic behavior. For this purpose, it is necessary to have methodologies to evaluate the shielding effectiveness of composite enclosures and identify the different corresponding mechanisms and parameters.Moreover, the deployment of these alternative materials on a larger scale is hindered by other constraints related mainly to the difficulty of complete 3D analysis of complex systems including composite enclosures. In fact, the topological complexity of certain components greatly complicates their integration into existing electromagnetic simulation tools. Moreover, the scale ratio between the different levels (system, composite enclosures, electronic card, circuit, component) is too large ; This disparity of scale complexifies considerably the geometrical discretization of the entire system. The combination of these different constraints leads to real difficulties to which EMC engineers face. That is why it is necessary to develop efficient models to facilitate the 3D analysis of the complete host system.This work is therefore divided in two sections :- In a first time, we present a methodology to calculate shielding effectiveness of composite enclosures of electronic equipment. The goal is to evaluate the potential of these materials in terms of electromagnetic shielding and to identify the main contributing factors.- In a second time, and in order to ensure compliance of complex electronic systems incorporating composite shielding enclosures with the stringent requirements of EMC, we propose a modeling methodology of electronic devices radiation. This modeling (based on genetic algorithms) allows to replace the radiating devices and enclosures (especially composites) by a set of elementary dipoles. The equivalent model, "black box" type, is thus representative of the entire structure in terms of high frequency electromagnetic radiation and is easily integrable in the mesh of host structures. This multipolar model provides spatial and frequency predictions of the electric and magnetic field, enabling among others to calculate the shielding effectiveness of the radiating enclosure in space, thereby giving a way to quantify its disruptive impact on its environment. Moreover, this approach allow to simplify the 3D analysis of a complete system comprising composite enclosures by controlling the EM behavior at all levels: system, enclosures, cards, circuits and components
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Retailleau, Clémence. "Développement de nouveaux matériaux polymères chargés pour le blindage électromagnétique dans le domaine de l'aéronautique." Electronic Thesis or Diss., Lyon, 2020. http://www.theses.fr/2020LYSE1059.
Full textAbstract:
La multiplication des technologies liées à la croissance du secteur des télécommunications, entraîne des phénomènes d'interférences électromagnétiques qui perturbent le bon fonctionnement des instruments et des systèmes électroniques, posant ainsi un risque important pour les applications industrielles et les êtres humains. Le développement de matériaux pour la protection des personnes, des instruments et des systèmes contre les phénomènes d'interférences électromagnétiques devient ainsi un défi majeur dans notre société. L'objectif de la présente étude a été de répondre à cet enjeu en développant des matériaux composites à haute efficacité de blindage des rayonnements électromagnétiques. Dans ces travaux, la relation entre efficacité de blindage et les propriétés électriques d’un matériau a été explorée en premier lieu. Ensuite, les performances du blindage de composites ont été analysées en fonction de la nature (noir de carbone, nanotubes de carbone, graphite nickelé, particules d’aluminium revêtues d’argent et fibres de verre revêtues d’argent) et de la fraction volumique de ces charges conductrices. Puis, l'impact de la mise en œuvre sur la performance finale des matériaux, qui représente un aspect crucial pour de nombreuses applications industrielles, a été étudié en utilisant des liquides ioniques comme auxiliaires technologiques. Enfin, des matériaux composites de plus hautes performances ont été développés pour répondre aux problématiques industrielles. Le but de ces travaux étant de mieux comprendre les différents mécanismes mis en jeu, les facteurs influençant l’efficacité de blindage des matériaux composite seront mis en avant dans chaque partie de ce manuscritWith the tremendous technological developments related to the accelerated growth in the field of telecommunications, our society is increasingly facing the problem of electromagnetic pollution. The electromagnetic pollution, expected to grow even faster in the coming years, leads to electromagnetic interference phenomena which disturb instruments and systems, and is therefore an important risk for industrial applications and human beings. Developing materials to protect people, instruments and systems from electromagnetic interference phenomena and, furthermore, to reduce the electromagnetic pollution in the environment becomes thus a major challenge in our society. The goal of our study is to respond to this challenge by developing composite materials with an enhanced shielding efficiency of electromagnetic radiation. In this work, the relationship between shielding efficiency at low frequencies and the electrical properties of a material was analyzed first. After that, the shielding performance has been systematically evaluated as a function of the nature (Carbon Black, Carbon nanotubes, Nickel coated Graphite, Silver coated Aluminum particles and silver coated glass fibers) and the volume fraction of conductive fillers. Furthermore, the impact of processing on the final performance of materials, representing a crucial aspect for many industrial applications, has been investigated by employing ionic liquids as processing aids. The guideline of this project was to systematically investigate the main factors that play an important role in enhancing the shielding effectiveness of composite materials. Finally, higher performance composite materials have been developed to address industrial issues
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Al, achkar Ghida. "Modélisation électromagnétique et homogénéisation de composites tissés pour applications en compatibilité électromagnétique." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLC108/document.
Full textAbstract:
Les matériaux composites sont largement utilisés dans l'industrie automobile comme pièces de structure. Alliant légèreté et bonnes propriétés mécaniques, ils ont remplacé les métaux classiquement adoptés dans la fabrication de moyens de transport. Toutefois, l'emploi des matériaux composites doit tenir compte de leur comportement électromagnétique. En effet, les composites à fibres conductrices, généralement moins conducteurs que les métaux, engendrent une interaction avec les ondes électromagnétiques, différente de celle introduite par les alliages métalliques. Il s'avère donc important de développer des outils de modélisation permettant de mieux appréhender le comportement électromagnétique de matériaux composites, et d'éclairer les changements qu'apportent ces matériaux sur la distribution des champs, provenant d'une multitude de sources externes, au voisinage des systèmes mécatroniques. Par ailleurs, l'étude du comportement électromagnétique de matériaux composites permet de tirer parti de leurs propriétés mécaniques attractives afin d'alléger les boîtiers de blindage en gardant un niveau d'atténuation conforme aux normes de l'industrie. Cependant, la modélisation numérique de structures composites de grande taille, telles que les boîtiers de blindage, bien que classiquement adoptée pour les structures métalliques, est rendue complexe par le fait que les composites présentent des hétérogénéités à l'échelle microscopique, et que leurs mécanismes de blindage diffèrent de ceux des conducteurs homogènes. Le calcul numérique s'avère envisageable une fois le composite remplacé par un matériau homogène ayant une réponse identique face à une sollicitation électromagnétique. Ainsi, au travers de ce travail de thèse, nous proposons une technique d'homogénéisation permettant d'estimer les propriétés électriques équivalentes que nous appliquons aux composites à fibres conductrices unidirectionnelles et tissées. Les résultats obtenus sont utilisés pour la simulation numérique d'un boîtier de blindageComposite materials are widely used in the automotive industry as structural components. By combining lightness and robust mechanical properties, they are increasigly replacing the conventionnally used metallic alloys, for the manufacturing of vehicle parts. However, the use of composite materials is not without consequences on the electromagnetic behavior of these parts. Since carbon fiber reinforced composites are generally worse conductors of electricity than metals, they interact differently with the electromagnetic waves which surround them. It is therefore important to develop modeling tools to better understand the electromagnetic behavior of composite materials. This is to explain the changes that these materials bring to the distribution of waves, generated by a multitude of external sources, in the vicinity of mechatronic systems. On the other hand, the study of the electromagnetic behavior of composite materials makes it possible to determine the possibility of taking advantage of their attractive mechanical properties in order to further reduce the weight of electromagnetic shielding enclosures while maintaining a level of attenuation in accordance with the standards of the industry. However, numerical modeling of large composite structures, such as shielding enclosures, although conventionally adopted for metal structures, is hindered by the fact that composites exhibit heterogeneities at the microscopic scale. The numerical calculation becomes possible once the composite is replaced by a homogeneous material that exhibits an identical response to an identical electromagnetic solicitation. In this work, we present a homogenization technique, based on finite element simulation and an optimisation method, that computes an estimate of the equivalent electrical properties of unidirectional and woven fiber reinforced composites. The results are then used to simulate the shielding effectiveness of an enclosure constructed by combining composite materials and metallic alloys
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Sire, Eric. "Modélisation de l'atténuation électromagnétique d'écrans : influence des conditions expérimentales et validation." Aix-Marseille 3, 1994. http://www.theses.fr/1994AIX30103.
Full textAbstract:
Le besoin de concevoir des appareillages de plus en plus performants impose la connaissance precise de l'evolution de l'efficacite de blindage en fonction des caracteristiques physiques et des parametres geometriques. Cette efficacite de blindage est connue analytiquement pour des geometries une dimension grace a la theorie des lignes de transmission. Dans ce travail, nous utilisons pour determiner numeriquement l'efficacite de blindage le logiciel flux expert. Ces modelisations 1d, 2d, 3d nous permettent de determiner l'efficacite de blindage de nombreux types de parois, a savoir, des parois simples, multicouches ou perforees. Le couplage entre les equations de maxwell et de kirchhoff permet de considerer les interactions entre les sources de perturbations et les parois. Nous etudions egalement par l'intermediaire de cette nouvelle formulation les enceintes closes pour determiner les degradations de l'efficacite de blindage en fonction de la position (interne ou externe) de la source et du volume de l'enceinte. Ces modelisations sont completees par des etudes experimentales
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Preault, Valentin. "Méthodes d'homogénéisation pour la modélisation électromagnétique de matériaux composites. Application au blindage de boîtiers d'équipement électronique." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00924648.
Full textAbstract:
Le nombre d'appareils électroniques et de systèmes de communication sans fil a considérablement augmenté au cours des 20 dernières années. Les boîtiers de blindage utilisés pour protéger les appareils électroniques contre les radiations externes, mais aussi pour limiter leurs émissions sont généralement conçus en alliages d'aluminium. Mais la nécessité de réduire le poids des aéronefs incite l'industrie aéronautique à l'utilisation de matériaux composites.La modélisation de boîtiers de blindage composés de matériaux homogènes est possible par l'utilisation d'outils numériques tels que la méthode des éléments finis. Mais la discrétisation de boîtiers constitués de matériaux composites impliquerait un nombre d'éléments trop important rendant impossible toute modélisation numérique. Le recours à l'homogénéisation semi-analytique est une possibilité pour s'affranchir de cette restriction. Les milieux homogènes équivalents obtenus avec ces méthodes peuvent être insérés dans des outils numériques pour simuler le comportement électromagnétique de boîtiers de blindage complexes. Les modèles d'homogénéisation existants, tel que le modèle de Maxwell-Garnett, sont toutefois limités a des applications quasi-statiques.La définition des propriétés effectives de matériaux composites illuminés par des ondes électromagnétiques est l'objectif principal de ce travail. Il en résulte deux méthodes d'homogénéisation dynamiques. La première introduit un effet de taille entre les fibres et la longueur d'onde. Elle permet ainsi d'étendre une méthode basée sur des problèmes d'inclusion aux micro-ondes. Mais elle reste limitée par l'apparition de l'effet de peau dans les renforts conducteurs. La seconde est basée sur la définition des pertes par effet Joule dans les fibres, permettant ainsi d'étendre la première méthode après l'apparition de l'effet de peau. Cette dernière est enfin utilisée pour modéliser le comportement électromagnétique d'un boîtier de blindage réaliste.
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Préault, Valentin. "Méthodes d'homogénéisation pour la modélisation électromagnétique de matériaux composites. Application au blindage de boîtiers d’équipement électronique." Thesis, Paris 11, 2013. http://www.theses.fr/2013PA112302/document.
Full textAbstract:
Le nombre d’appareils électroniques et de systèmes de communication sans fil a considérablement augmenté au cours des 20 dernières années. Les boîtiers de blindage utilisés pour protéger les appareils électroniques contre les radiations externes, mais aussi pour limiter leurs émissions sont généralement conçus en alliages d’aluminium. Mais la nécessité de réduire le poids des aéronefs incite l’industrie aéronautique à l’utilisation de matériaux composites.La modélisation de boîtiers de blindage composés de matériaux homogènes est possible par l’utilisation d’outils numériques tels que la méthode des éléments finis. Mais la discrétisation de boîtiers constitués de matériaux composites impliquerait un nombre d’éléments trop important rendant impossible toute modélisation numérique. Le recours à l’homogénéisation semi-analytique est une possibilité pour s’affranchir de cette restriction. Les milieux homogènes équivalents obtenus avec ces méthodes peuvent être insérés dans des outils numériques pour simuler le comportement électromagnétique de boîtiers de blindage complexes. Les modèles d’homogénéisation existants, tel que le modèle de Maxwell-Garnett, sont toutefois limités a des applications quasi-statiques.La définition des propriétés effectives de matériaux composites illuminés par des ondes électromagnétiques est l’objectif principal de ce travail. Il en résulte deux méthodes d’homogénéisation dynamiques. La première introduit un effet de taille entre les fibres et la longueur d'onde. Elle permet ainsi d’étendre une méthode basée sur des problèmes d'inclusion aux micro-ondes. Mais elle reste limitée par l’apparition de l’effet de peau dans les renforts conducteurs. La seconde est basée sur la définition des pertes par effet Joule dans les fibres, permettant ainsi d’étendre la première méthode après l’apparition de l’effet de peau. Cette dernière est enfin utilisée pour modéliser le comportement électromagnétique d’un boîtier de blindage réalisteThe number of electronic devices and wireless communication systems has significantly increased over the past 20 years. Shielding enclosures used to protect electronic devices against radiated waves and to limit their emissions are usually designed in aluminum alloys. But the need to reduce the weight of aircraft incites the aerospace industry to the use of composite materials.Modeling shielding enclosures composed of homogeneous materials is possible by the use of numerical tools such as the finite element method. But considering every details of the microstructure would involve a excessive number of unknowns preventing numerical modelings. The use of semi-analytical homogenization methods is a possibility to overcome this restriction. The equivalent homogeneous mediums obtained with these methods can be inserted into numerical tools to simulate the electromagnetic behavior of complex shielding enclosures. But classical homogenization models such as Maxwell-Garnett model, are limited to quasi-static applications.Calculating the effective properties of composite materials illuminated by electromagnetic waves is the main objective of this work. This leads to two dynamic homogenization methods. The first one introduces a size effect between the fibers and the wavelength. It allows to extend a method based on inclusion problems to microwave frequencies. However it is limited by the occurrence of the skin effect in conductive inclusions. The second consider Joule losses and extends the first method after the occurrence of the skin effect. This second homogenization method is finally used to model the behavior of a realistic shielding enclosure
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N'Gongo, Simplice Rufin. "Modélisation électromagnétique des circuits planaires : application à l'influence du boîtier." Toulouse, INPT, 1999. http://www.theses.fr/1999INPT006H.
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Ce travail de thèse est une contribution à la modélisation des circuits planaires en tenant compte des discontinuités aux différents accès du boîtier. L'intérêt de modéliser les effets du blindage sur les discontinuités planaires apparaît avec la nécessité de disposer de modèles de circuits électriques équivalents compatibles avec les outils existants de CAO capables de prédire le comportement du circuit dans son environnement réel de fonctionnement. Avec la montée en fréquence et pour les applications spécifiques, de nouvelles méthodes numériques permettant d'explorer des circuits planaires de géométries quelconques sont à développer. Dans cette contribution, une approche multimodale de résonance transverse est appliquée à la modélisation des discontinuités planaires blindées et des modèles de circuit électrique équivalent, prenant en compte l'influence des modes d'ordre supérieur, élaborés. Dans la deuxième partie, une nouvelle méthode itérative basée sur le concept d'onde" F. W. C. I. P, Fast Wave Concept Iterative Process" a été développée pour l'étude des structures planaires actives simples ou multicouches de forme arbitraire. L'avantage de cette méthode est sa grande facilité de mise en oeuvre et sa rapidité d'exécution essentiellement dûe à l'utilisation systématique d'une transformée rapide en modes. De sorte, le comportement d'une structure simple ou multicouche peut être résumé par des conditions aux limites exprimées à l'interface globale.
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Assad, Safwan el. "Etude théorique et expérimentale de l'immunité aux perturbations électromagnétiques de câbles coaxiaux et bifilaires blindés." Lille 1, 1987. http://www.theses.fr/1987LIL10115.
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Elargissement des notions d'impédance et d'admittance de transfert aux câbles comportant des défauts de blindage. Cas des jonctions entre câbles et câbles et équipement. Etude en particulier de la dégradation d'efficacité introduite par le conducteur filiforme charge d'assurer la continuité de masse. Etude des câbles bifilaires blindés, pour lesquels on évalue l'amplitude des tensions parasites qui peuvent naître entre les 2 conducteurs
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Behar, Rehala Houari. "Modélisation et caractérisation des boucles : application à la mesure en champ proche des fuites par ouverture dans les liaisons filaires à blindage." Aix-Marseille 3, 2002. http://www.theses.fr/2002AIX30076.
Full textAbstract:
Les équipements électroniques à haut niveau de sécurité exigent de nos jours des tests de compatibilité électromagnétique de plus en plus performants. Pour détecter les défauts de blindage l'industrie recherche des méthodes non destructives applicables aux câbles de liaison inter-équipements. C'est à ce problème technologique que la thèse est consacrée. La première partie de notre travail analyse tout d'abord les caractéristiques en émission en champ lointain des boucles élémentaires. Elle est complétée par l'étude des différentes méthodes utilisées pour la calibration des boucles, et plus particulièrement par la méthode du champ standard à base de bobines d'Helmholtz. La deuxième partie a concerné la détection, par l'utilisation de sonde de champ proche, des fuites électromagnétiques émises par une ouverture dans le blindage tressé d'un câble coaxial. Deux types de mesures, manuelles et par banc automatisé, sont présentées. Les différents résultats expérimentaux sont discutésThe electronics systems of high level of safety require nowadays increasingly powerful tests of electromagnetic compatibility. To detect the defects of shielding, industry seeks non-destructive methods applicable to the inter-equipment connecting cables. It is with this technological problem that the thesis is devoted. The first part of our work analyses first the far field emission characteristics of the elementary loops. It is supplemented by the study of the various methods used for the calibration of the loops, and more particularly by the method of the standard field using Helmholtz coils. The second part related to detection, by the use of near-field probe, of the electromagnetic leaks emitted by an aperture in the braided shielding of a coaxial cable. Two types of measurements, manual and by automated Scanner are presented. The experimental results are discussed
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Hoang, Ngoc Nhan. "Réalisation et caractérisation de structure composite polyaniline-polyuréthane dans le domaine micro-ondesModélisation et optimisation de blindage électromagnétique multicouche en utilisant un algotithme génétique." Bordeaux 1, 2005. http://www.theses.fr/2005BOR13086.
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L'objectif de cette thèse est de réaliser et caractériser une structure composite à base d'alliages de polyaniline-polyurethane dans le domaine micro-ondes après modélisation et optimisation de blindages électromagnétiques multicouches. Des composites conducteurs tricouches légers ont été élaborés. Les parramètres physiques de chaque couche ont été optimisés à l'aide du formalisme matriciel et l'algorithme génétique. Une structure tricouche a été optimisée pour répondre aux besoins industriels (SE supérieur à 40dB) et militaires (SE supérieur à 80dB) de blindage électromagnétique. Une épaisseur totale de 260 um a été trouvée pour une structure tricouche, avec des SE supérieures à 40dB à partir de 50MHz. Pour SE supérieures à 80dB à partir de 8GHz, le calcul a donné une épaisseur toale de 500 um. Les structures tricouches fabriquées à partir des données de modélisation ont des Se plus élevées qu'une monocouche de Pani/PU de même épaisseur et même conductivité, ce qui démontre l'efficacité de méthode d'optimisation.
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Vincent, Morgan. "Méthodologie de modélisation et de simulation numérique pour l'optimisation en compatibilité électromagnétique du blindage des chaines de traction électrique automobiles." Thesis, Normandie, 2017. http://www.theses.fr/2017NORMR001.
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Pour répondre aux exigences réglementaires de plus en plus sévères au regard des émissions de CO2, l'industrie automobile voit poindre l'émergence des chaînes de traction électrique dans des structures véhicules en matériaux composites. Dans ce manuscrit, le point de vue du constructeur automobile est considéré. En effet, pour répondre aux exigences automobiles en compatibilité électromagnétique (CEM) pour l'homologation et la protection de la santé des personnes vis-à-vis des champs électriques et magnétiques, le blindage électromagnétique est l'une des solutions de conception les plus utilisées. Afin d'évaluer les meilleurs concepts à moindre coût et réduire autant que possible les délais de prototypage, la modélisation et la simulation numérique doivent encore se développer et être déployées. Les chapitres de ce manuscrit illustrent, étape par étape, la modélisation, la simulation et la validation expérimentale du blindage d'une architecture de chaîne de traction électrique. Dans un premier temps,l'influence d'un matériau composite à savoir l'époxy renforcé en fibres de carbone est étudié sur les émissions conduites et rayonnées en présence d'un câble blindé. Dans un deuxième temps, une méthodologie de modélisation des câbles blindés et des raccords de masse est proposée dans un environnement électromagnétique où la théorie des lignes de transmission classique ne s'applique pas. Pour valider les deux précédentes parties, des bancs de mesure sont proposés et développés. Les résultats expérimentaux sont comparés à la simulation numérique. La dernière partie considère une chaîne de traction électrique simplifiée en présence de boîtiers métalliques, de câbles de puissance blindés, de raccords de blindage et de raccords de masse dans une structure multi-matériaux dans la bande de fréquences 10 kHz - 300 MHz. Les émissions conduites et rayonnées sont analysées en portant une attention particulière à la perturbation de la réception radioTo reach the increasingly stringent regulatory requirements for CO2 emissions, the automotive industry is improving the electric powertrains in car bodies with composite materials. In this thesis report, the point of view of the car manufacturer is considered. The electromagnetic shielding is one of the most important design solutions to respect the electromagnetic compatibility (EMC) requirements for the homologation and the protection of human health with respect to electrical and magnetic fields. In order to evaluate the best concepts at lower costand to minimize prototyping delays, modeling and numerical simulation still need to be developed and deployed.The chapters of this thesis report illustrate, step by step, the modeling, the simulation and the experimentalvalidation of the shielding applied to an electric powertrain. In a first step, the influence of a composite material such as the carbon fiber reinforced epoxy is studied on the conducted and the radiated emissions in presence of a shielded cable. In a second step, a methodology to model shielded cables and the grounding connectionsis proposed in an electromagnetic environment where classical transmission line theory cannot be applied. Tovalidate the two previous parts, measurement setups are proposed and developed. The experimental results arecompared with the numerical simulation. The last part considers a simplified electric powertrain with metal housings, shielded power cables, shielding connections and grounding connections in a multi-material structurein the 10 kHz - 300 MHz frequency band. The conducted and radiated emissions are analyzed with a particular attention to the disturbance of the radio reception
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Ayadi, Lassaâd. "Contribution à l'étude des blindages plans homogènes et inhomogènes dans le domaine de la compatibilité électromagnétique." Toulouse, INPT, 1995. http://www.theses.fr/1995INPT063H.
Full textAbstract:
Blindage electromagnetique, comme nous l'entendons dans cette these, ne designe pas une etroite classe de conducteurs mais une large diversite de materiaux, utilises pour proteger les equipements contre les perturbations electromagnetiques. Apres le rappel de quelques notions fondamentales en la matiere, une etude theorique permettant d'identifier le comportement des blindages plans mono et multicouches vis-a-vis d'une perturbation electromagnetique est d'abord presentee. Une etude en propagation guidee des discontinuites dans les blindages a l'aide d'une methode numerique basee sur la methode de resonance transverse est ensuite developpee. Une technique de mesure en propagation guidee dans la bande x est enfin proposee afin de valider les resultats theorique a l'aide d'une mesure scalaire des coefficients de transmission et de reflexion
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Boubekeur, Mohamed. "Evaluation de l'efficacité de blindage de structures avec plaques minces : modélisation par une méthode de Galerkin discontinue." Thesis, Paris 11, 2014. http://www.theses.fr/2014PA112385/document.
Full textAbstract:
Cette thèse se situe dans le domaine de l'électromagnétisme et plus particulièrement, celui de la compatibilité électromagnétique. L'objectif de cette thèse est de proposer une condition d'interface qui évite de mailler les plaques minces conductrices lors d’une modélisation tridimensionnelle. Cette condition permet de prendre en compte de manière précise la réflexion d'une onde ou sa transmission par une plaque conductrice. Elle permet aussi de tenir compte de l'effet de peau de l'effet de peau à l'intérieur de la plaque. Cette condition d'interface est intégrée dans une méthode Galerkin discontinue. La présence des termes de flux dans cette méthode rend facile l'implémentation de cette condition d'interface. Afin de montrer l'intérêt de cette condition dans le cadre de la compatibilité électromagnétique, des configurations d'interaction ondes-Structures sont traitées. Elles ont pour but d'étudier l'efficacité de blindage de diverses cavités bidimensionnelles et tridimensionnellesThis thesis concerns electromagnetic fields and more particularly electromagnetic compatibility. The aim of this thesis is the modeling an interface condition to avoid the mesh of thin conductive sheets in 3D numerical methods. This interface condition allows to take in account the reflection or the transmission of an incident wave on a conductive sheet. It also takes into account the skin effect in this sheet. This interface condition is integrated in discontinuous Galerkin method. The presence of flux terms is this method makes easy to implement this interface condition. To demonstrate the advantage of this interface condition in electromagnetic compatibility problems, many configurations of interaction wave-Structure are treated. They aim to study the shielding effectiveness of different cavities in two and three dimensions
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Hassar, Mohcine. "Influence des nano-charges de noir de carbone sur le comportement mécanique de matériaux composites : application au blindage électromagnétique." Phd thesis, Université de Technologie de Compiègne, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00878994.
Full textAbstract:
Cette étude porte sur l'influence des nano-charges conductrices de noir de carbone sur le comportement mécanique de matériaux composites, dans le but d'intégrer la fonction du blindage électromagnétique. Ces travaux ont traité, dans un premier temps, du problème pratique de la réalisation d'un tel composite et notamment, de la diffusion de la résine chargée lors de la mise en oeuvre par des procédés classiques par voie liquide (Infusion et RTM-Eco). La Première phase du travail est réalisé sur la résine chargée seule, dans le but de comprendre l'impact des nano-charges conductrices sur le comportement mécanique d'une résine thermodurcissable de type vinylester avant l'injection de cette résine dans la préforme. Finalement une partie est consacrée à la caractérisation de composite à résine nanochargée en termes d'efficacité de blindage électromagnétique dans une gamme de fréquence allant de 10 MHz à 6 GHz.
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Cholachue, Ngounou Christel. "Caractérisation des blindages électromagnétiques des câbles et faisceaux aéronautiques." Thesis, Normandie, 2020. http://www.theses.fr/2020NORMR025.
Full textAbstract:
Ces dernières années, la multiplication des loisirs à bord des nouveaux avions a connu une croissance exponentielle. Dans un appareil comme l’A380, chaque siège intègre plusieurs fonctions (jeux vidéo, musique, etc. ..) et chaque fonction est connectée à l’aide d’au moins un câble électrique. Ce qui nécessite un nombre important de kilomètres de câbles pour établir toutes les connexions électriques à bord d’un tel appareil. En plus l’électrification progressive pour des raisons de sécurité des fonctions auparavant mécaniques, hydrauliques ou pneumatiques, a augmenté les exigences de câblage notamment en compatibilité électro- magnétique (CEM). La cohabitation de tous ces kilomètres de câbles dans un espace aussi réduit a accru les exigences en termes de blindage électromagnétique (EM). Les nombreuses méthodes d’analyse du blindage des câbles et faisceaux sont limitées en termes de rapidité, d’analyse des systèmes multiports. Les outils de simulations eux sont très onéreux (prévoir environ18Ke pour une licence), et nécessitent des compétences avancées et beaucoup de temps pour la caractérisation du blindage des câbles et faisceaux de câbles. Avec un outil de simulation EM 2D/3D comme HFSSR d’ANSYSR, il faut prévoir environ trois heures pour créer le modèle d’une gaine de blindage tressé, et également prévoir un temps de simulation moyen de 20 minutes en utilisant un PC équipé d’un processeur mono-cœur Intel RXeon RCPUE5-1620v4@ 3,50 GHz et 32 Go de RAM physique avec 64 bits Windows 10. En plus, les méthodes et techniques de caractérisation du blindage des câbles et faisceaux de câbles aéronautiques ont montré leurs limites à l’instar du banc triaxial avec lequel il est difficile d’effectuer des mesures d’impédance de transfert au-delà de 100 MHz. Les travaux effectués dans cette thèse ont pour but de dépasser ces limites. Nous avons développé une nouvelle méthode d’extraction rapide des paramètres S des systèmes multiports. La connaissance analytique des paramètres S permet de remonter à des caractéristiques intrinsèques des structures de blindage tubulaire. Par exemple, nos calculs des paramètres S d’une structure de câble coaxial sont prometteurs pour déterminer l’impédance de transfert par rapport à la géométrie et d’autres paramètres physiques des gaines. L’originalité de ce travail de recherche consiste à se familiariser à une méthode analytique et semi-hybride de modélisation des structures de blindage tubulaire en exploitant le formalisme de l’Analyse Tensorielle des Réseaux (ATR) à base de la méthode de Kron. Ce formalisme offre un avantage notable pour l’analyse rapide avec une précision relativement importante des systèmes électriques et électroniques complexes comme le cas des éléments de blindage. La rapidité de la méthode a été évaluée avec différentes structures sur une bande de fréquence allant de 0 Hz à quelques gigahertz en menant à des expressions dont les applications numériques se font sur un temps de calcul ne dépassant pas les millisecondes. D’autre part, nous avons aussi développé nos savoir-faire sur l’analyse des blindages électromagnétiques des câbles et faisceaux de câbles. Une approche a été élaborée pour déterminer l’efficacité de blindage (EB) d’une gaine via une configuration de couplage entre un câble coaxial blindé et une sonde boucle. Une méthode de modélisation innovante a été développée à l’aide de la théorie des circuits pour déterminer l’efficacité de blindage en étudiant le couplage entre un câble nu (conducteur interne) et un câble tressé en parallèle par la méthode de Kron. Nous avons également développé un banc de caractérisation des structures tubulaire de blindage électromagnétique dans le but de fonctionner jusqu’à 300 MHz. Les résultats dans ces études ont été confirmés par des simulations 3D et des mesuresDuring the last decade, the proliferation of on-board leisure activities in the new aircrafts have been growing exponentially. In the airplane like A380, each seat integrates several functions (video games, music, etc. ..) Additionally, each function must be connected using at least one electric cable. This system requires a significant number of kilometers of cables to establish all the on-board electrical connections. Furthermore, for reasons of safety and security related to mechanical, hydraulic or pneumatic functions, the wiring EMC requirements associated to the massive progressive electrification becomes considerably stricter. The coexistence of kilometer lengths of cables system in such a small space has increased the requirements in terms of electromagnetic (EM) shielding. Most of existing numerous methods for analyzing the shielding of cables and harnesses are limited in terms of computation speed, design process and in accuracies for the multiport systems analysis. Moreover, most of popular simulation and commercial tools are very expensive (for example with license cost can be more than 18K€). The use of commercial tools requires advanced skills and a lot of time to characterize the shielding of cables and harnesses. For example, with a simulation tool like HFSSR from ANSYSR , the computation time may cost approximately 3 hours to create a design model of a braided shields heath. Then, the computed results can be generated during an average simulation time of 20 minutes using a PC equipped with an Intel single-core processor RXeon RCPU E5-1620 v4 @ 3.50 GHz and 32 GB of physical RAM with 64-bit Windows 10. Most of available methods and techniques for characterizing the shielding of aeronautical cables and cable harnesses have shown their limits. For example, most of existing triaxial benches are particularly difficult to deploy for the transfer impedance measurements and they cannot operate beyond 100 MHz. The present PhD thesis aims to overcome these technical limits. Doing this, an original analytical method is developed for extracting S-parameters from multiport systems under fast computation speed and design process. An innovative methodology of EMC modelling was proposed. The knowledge of S-parameters is helpful to determine the broadband EM intrinsic parameters of the cabling as coaxial system. The developed analytical and semi-hybrid model is based on the unfamiliar formalism using tensorial analysis of networks (TAN) based on the Kron’s method. The model offers an outstanding possibility to analyze complex systems with deep knowledge of physical phenomenal behind the EM shielding. Thanks to the TAN formalism, an innovative method of circuit theory has been developed to determine the shielding efficiency (SE) of shielded cable. The feasibility of this multiport S-parameter approach was verified with the consideration of EM coupling between a nude cable constituting an internal conductor and a braided cable placed in parallel. More importantly, an advanced study of shielding efficiency (SE) with respect to the EM coupling configuration between a shielded coaxial cable and a loop probe is performed. Substantially, it was noteworthy that the TAN formalism provides an illuminating know-how on the theoretical, numerical and experimental analyses of cables and bundles EM shielding, and transfer impedances of the shielding sheath. Moreover, the TAN modelling effectiveness was confirmed with different applications with computation time which does not exceed milliseconds. Finally, the TAN model was also used to develop a SE characterization bench for tubular EM shielding structures up to 300 MHz. Emphatically, broadband SE and transfer impedance results in good correlation between 3D simulations and measurements were obtained
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Bouri, Youssef. "Analyse physique et simulations numériques appliquées à l’évaluation des fuites électromagnétiques des connecteurs blindés." Thesis, Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10060.
Full textAbstract:
Dans une chaîne de protection CEM, on distingue parmi les principaux constituants les connecteurs qui ont pour fonction la transition des signaux entre deux circuits électroniques. Ces signaux doivent parvenir aux composants électroniques intérieurs aux équipements sans dégradation. Suivant la protection recherchée, certains connecteurs doivent être munis d’une enveloppe métallique encore appelée « blindage ». Le blindage permet d’atténuer le rayonnement parasite des signaux et de les protéger des perturbations électromagnétiques extérieures. Parmi ces connecteurs, on distingue la gamme destinée à un usage sur circuit imprimé pour relier une carte électronique à une deuxième carte ou à un câble. Le blindage des connecteurs présente parfois des imperfections telles que les ouvertures et les fentes ou encore des contacts électriques non uniformes, imposées par des contraintes de conception mécanique et de production industrielle ; ces caractéristiques engendrent des fuites et consécutivement un rayonnement électromagnétique local et lointain perceptible dans l’environnement immédiat du connecteur. Ce phénomène s’accompagne également d’un couplage sur les autres composants voisins. La thèse consiste en la compréhension de ces phénomènes physiques en procédant à des mesures et à des simulations des fuites électromagnétiques issues des connecteurs blindés. Pour cela, nous avons analysé séparément chaque source de fuite électromagnétique par la réalisation d’éprouvettes s’approchant le mieux possible de connecteurs réels. Les mécanismes de couplages électromagnétiques sont alors identifiés et leur influence relative évaluée. Les concepts théoriques défendus dans la thèse ainsi que les résultats issus de simulations numériques sont systématiquement validé par des mesures. Pour conclure, une étude de cas a été pratiquée sur un connecteur réel, le HDMI. Cette phase ultime de notre thèse a montré que le transfert de cette étude était parfaitement validé en permettant au partenaire industriel d’envisager l’optimisation du design géométrique de connecteur en fonction des critères de compatibilité électromagnétiqueFrom the EMC point of view, connectors travelling various electrical signals between electronic circuits may collect electromagnetic disturbances or may be a source of unintentional RF emission. The aim of this work is to characterize shielding efficiency of the connector in terms of leakages occurring at shell level. We can distinguish two kinds of leakages, the one due to small apertures and other produced by non uniform contact of the shell assembly. To characterize these phenomena, two types of devices will be constructed to perform electromagnetic test in laboratory and compare the data with predictive model obtained with the analytical computation and electromagnetic code respectively. Construction of the devices are as possible similar to a realistic connector. From the computation of the small aperture polarizability, we deduce the equivalent magnetic dipole and compare the computation of near field and far field radiation with measurement performed in near field bench test and reverberation chamber respectively. According to the good agreement between theory and experiment, the computation will be extended with an electromagnetic code in order to take into account the effects of fine geometrical details. A similar way will be used to characterize the leakage of the magnetic field due to non uniform contact on the shell surface. We can notice that the data collected along the experiment are also compared with the concept of transfer impedance. To conclude the work, the shell shape of a HDMI connector will be optimized in order to reduce the unintentional radiation
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Dupenne, David. "Conception d'un revêtement conducteur extrinsèque polymère/fils submicroniques d'argent : application à la métallisation de substrat thermodurcissable chargé fibres de carbone à finalité spatiale." Thesis, Toulouse 3, 2017. http://www.theses.fr/2017TOU30336/document.
Full textAbstract:
Ces travaux décrivent la réalisation et l'étude d'un procédé original permettant la métallisation de surface de substrats à matrice polymère chargés fibres de carbone (CFRP) par l'intermédiaire d'un revêtement polymère conducteur pour des applications de blindage électromagnétique. Ce revêtement conducteur est constitué d'une matrice polyuréthane (PU) contenant des fils submicroniques d'argent (AgNWs) obtenus par un procédé polyol. L'étude de la mobilité moléculaire de la matrice PU et de l'influence des AgNWs sur les propriétés physiques de la matrice ont été effectuées. Le revêtement PU/AgNWs présente un très faible seuil de percolation volumique et surfacique inférieur à 1 % en volume. Au-delà de ce seuil de percolation, la conductivité de surface est suffisante pour permettre l'électrodéposition. Les paramètres optimaux de l'électrodéposition ont été déterminés. Un dépôt homogène et uniforme est obtenu pour des revêtements faiblement chargés (4 %vol). La couche métallique conserve son adhérence, malgré les grandes variations thermiques, en adaptant les contraintes de dilatation. L'efficacité de blindage a été mesurée de 1 à 26 gigahertzThis work describes the achievement and the study of an original process to permit the surface metallization of carbon fiber reinforced polymer (CFRP) substrates filled with carbon fibers through a conductive polymer coating for electromagnetic shielding applications. This conductive coating consists of a polyurethane (PU) matrix containing silver nanowires (AgNWs) obtained by a polyol process. The study of the molecular mobility of PU matrix and the influence of AgNWs on the physical properties of the matrix were carried out. The PU/AgNWs coating exhibits a very low volume and surface percolation threshold less than 1 % by volume. Above this percolation threshold, the surface conductivity allows metal electroplating. Optimal electrodeposition parameters were determined. A homogeneous and uniform deposition is obtained on the low-filled coatings (4 %vol). The metallic layer adheres to substrate for large thermal variations, by adapting the stresses of the thermal expansion. The EM shielding efficiency was measured from 1 to 26 gigahertz
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Salamat, Rodouan. "Contribution à la modelisation et à la détection des ouvertures dans un cable coaxial à blindage homogène soumis à une perturbation rayonnée ou conduite." Aix-Marseille 3, 2002. http://www.theses.fr/2002AIX30039.
Full textAbstract:
Le "bon échange" des informations entre unités électroniques repose essentiellement sur l'immunité aux agressions électromagnétiques des liaisons filaires. Dans sa première partie, notre travail a porté sur la modélisation et la simulation d'un câble coaxial à blindage homogène situé au-dessus d'un plan de masse, présentant un défaut du type ouverture, dans le cas d'une excitation par onde électromagnétique plane. L'influence de l'impédance de transfert et l'influence d'une ouverture ont été simulées explicitement par des modèles à constantes localisées. La seconde partie de notre travail a concerné la détection d'une ouverture présente au sein d'un câble coaxial à blindage tressé. Différentes approches ont été expérimentées dans le cadre de cette détection : une approche électromagnétique par l'utilisation de sondes de champ proche, une approche électrique par réflectométrie fréquentielle et enfin une approche par cartographie infrarouge du rayonnement électromagnétique émis par l'ouverture (méthode EMIR). Ces différentes approches ont été discutées et comparéesRight exchange between different electronic devices depends essentially on the electromagnetic immunity of cables. In its first part, our study has concerned the modelling and the simulation of a homogeneous shielded coaxial cable with an aperture in the sheat when excitated by a plane electomagnetic wave. Transfert impedance and effect of the aperture have been simulated explicitely by localised constantes models. The second part of our work has concerned the experimental detection of an aperture present on a braided coaxial cable. Different kinds of approaches were experimented : an electromagnetic one by the use of near field probes, an electric approach based on frequency reflectometry and at least an approach by infrared cartography of the aperture's radiated fields (EMIR method). These different approaches have been discuted and compared
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Frikha, Amin. "Contribution à l'étude du blindage magnétique basse fréquence de boîtiers dédiés aux véhicules électriques et hybrides." Thesis, Paris 11, 2014. http://www.theses.fr/2014PA112395/document.
Full textAbstract:
Avec l’électrification des moyens de transport, nous constatons ces dernières années une augmentation de l’utilisation de l’électronique de puissance et de la puissance mise en jeu dans les véhicules électriques ou hybrides (VEH). A cela s’ajoute une intégration de cette électronique dans des milieux de plus en plus compacts, a conduit à l’apparition de problèmes de la compatibilité électromagnétique (CEM) et d’exposition aux champs électromagnétiques. Pour réduire les effets indésirables des champs électromagnétiques, le blindage électromagnétique est l’une des solutions envisageables. Ces travaux de thèse portent essentiellement sur le blindage magnétique basse fréquence en champ proche des boîtiers contenant des équipements d’électroniques de puissance. Généralement, les boîtiers sont équipés d’ouvertures et de fentes ce qui conduit à une dégradation des performances du blindage magnétique. Nous nous intéressons dans ces travaux de thèse au développement de modèles permettant la prédiction de l’efficacité de blindage magnétique en tenant compte des effets de la diffusion, des ouvertures et des fentes. Ces différents modèles permettront aux concepteurs de maitriser les contraintes liées au blindage magnétique des dispositifs d’électroniques embarquées à bord des véhicules. L’aptitude ou la capacité des méthodes numériques à résoudre les problèmes de diffusion des champs magnétiques dans les tôles minces en présence et en absence d'ouvertures est présentée. Dans le cas de boîtiers munis de fentes de faibles dimensions, des approches basées sur la méthode des moments magnétiques sont développées pour la prédiction de l’efficacité de blindage magnétique. Des bancs de test ont été développés pour valider ces modèles. Dans le cas de fentes de dimensions quelconques, des approches dites "hybrides" associant des méthodes numériques et analytiques ont été développées et validées expérimentalement. Les approches développées ont été appliquées dans le cadre de l’étude d’une application industrielleThe electrification of transport means, in recent years leads to an increase of the use of the power electronics and the power involved in electric or hybrid vehicles (HEV). With the integration of electronic devices in more compact environments, appear problems of the electromagnetic compatibility (EMC) and the electromagnetic field exposure. To reduce the effects of electromagnetic fields, electromagnetic shielding is one of the possible solutions.This thesis focus mainly on the magnetic shielding at low frequency in near field of enclosures containing power electronics. Usually, the enclosures are equipped with openings and slots which results in degraded performance of the magnetic shield. We develop models for predicting the magnetic shielding taking into account the effects of diffusion, openings and slots.These models will allow designers to control the magnetic shielding constraints of embedded electronic devices in vehicles. The ability or capability of numerical methods to solve the problems of the magnetic fields diffusion in thin sheets in the presence and absence of openings is presented. In the case of enclosures with slots of small dimensions's, magnetic moments approaches are developed for the prediction of magnetic shielding effectiveness. Test benches are developed to validate these models. In the general case, so-called “hybrid” approaches combining the analytical and numerical methods are developed and experimentally validated. The developed approaches are also applied in the framework of an industrial application
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Grésil, Matthieu. "Contribution à l'étude du contrôle de santé intégré associé à une protection électromagnétique pour les matériaux composites." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00763266.
Full textAbstract:
Par la qualité et la variété de leurs propriétés mécaniques, les matériaux composites sont de plus en plus utilisés notamment dans le domaine naval militaire. En outre, la possibilité d'intégrer des fonctions intelligentes au sein même des matériaux représente à elle seule une avancée importante pour l'utilisation de ces composites. Afin de diminuer les coûts des inspections requises pour déceler l'apparition de défauts internes, il est préférable d'utiliser des matériaux intégrant directement un contrôle de santé. Ainsi, nous avons cherché à définir une méthode d'évaluation non destructive in situ, afin d'offrir une meilleure sécurité opérationnelle des structures à moindre coût. Dans ce travail l'utilisation des ondes de Lamb a été étendue au cas des matériaux anisotrope stratifiés. La propagation et les caractéristiques des modes dispersifs des ondes de Lamb ont été étudiées en relation avec les propriétés mécaniques des structures. La réalisation de plaques instrumentées a permis la détection expérimentale de défauts réalistes grâce à la définition de paramètres d'endommagement. L'emplacement des défauts a été estimé par un traitement de signal basé sur la transformée en ondelette discrète et continue. Enfin, les modes de Lamb fondamentaux ont été modélisés par la méthode des éléments finis à deux dimensions. Concomitamment, un blindage électromagnétique basé sur la conductivité électrique des fibres de carbone a permis d'obtenir une efficacité de blindage performant, adapté au domaine naval militaire. En particulier l'importance qualitative de la continuité électrique entre les différentes plaques composites sur la performance mesurée a été soulignée. Une modélisation générique basée sur la méthode des sources ponctuelles réparties a permis de modéliser la propagation des ondes électromagnétiques dans un matériau composite. L'originalité de cette étude réside dans la démonstration de la faisabilité d'intégrer dans des matériaux composites des deux fonctionnalités indépendantes que sont la protection électromagnétique et un contrôle de santé actif.
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Briault, Franck. "Contribution à la prédiction des perturbations électromagnétiques engendrées par un véhicule électrique." Paris 11, 1998. http://www.theses.fr/1998PA112461.
Full textAbstract:
La prise en compte des aspects CEM dans le développement des projets automobile passe par l'adoption d'outils de prédiction numérique. Ce travail de thèse, réalisé au sein de la société PSA Peugeot Citroën, s'inscrit dans cet objectif long terme, en application aux émissions rayonnées par le véhicule électrique. En entrant plus dans le détail du fonctionnement du véhicule électrique, nous sommes contraints de formuler une hypothèse simplificatrice, supposant la bonne qualité des blindages utilisés pour les boîtiers électroniques. Une comparaison de résultats numériques a donc été réalisée, entre le rayonnement propre d'un boîtier électronique blindé, et celui d'une structure câblée. Pour cela, une phase essentielle fut l'obtention d'un modèle numérique du blindage du boîtier, ce qui n'est possible que par validations expérimentales. Le simulateur expérimental d'onde plane existant chez PSA nous permet de caractériser assez rapidement l’efficacité du blindage du boîtier, par des tests à la réception. C'est ce même critère qui nous permet alors de valider un modèle numérique, en transposant en calcul l'illumination du blindage. Parallèlement, ce travail de validation a permis de poursuivre chez AEROSPATIALE le développement de l'outil de simulation ASERIS-BE©, pour l'adapter aux contraintes d'un usage automobile. Ainsi on a pu mettre en cause la qualité des blindages utilisés en production sur ce type de véhicule, qui dans des configurations particulières (champ magnétique basse fréquence) provoquent un rayonnement significatif. Cette remarque a été mise à profit pour évaluer le champ magnétique rayonné dans un véhicule réel. La prédiction numérique a alors permis de tirer des conclusions, concernant les risques d'interférences, et l'emplacement des récepteurs sensibles à ce type de perturbationsTaking into account EMC aspects during the development of automotive projects needs to make use of numerical prediction tools. This present work, which has been realised in the PSA Peugeot Citroën company, gives a contribution to this long term goal, applied to the emissivity of the electric vehicle. Due to the high degree of complexity of this type of vehicle, we have to elaborate an hypothesis to simplify the representation, based on the high supposed shielding effectiveness of the electronic enclosure used. A numerical comparison has been obtained, between the radiation of a shielded electronic enclosure, and a typical structure with cables. Yet, it is necessary to obtain a numerical model of the shielded enclosure. To validate such a model, comparisons between computation and measurements are required. The plane wave experimental simulator existing at PSA permits to caracterise quickly the shielding effectiveness of the enclosure, by way of reception tests. Likewise, this property is used to validate the numerical modelisation, simulating the illumination of the enclosure. Meanwhile, this validation study has permitted to reveal the limitations of the numerical tool ASERIS BE©. It could then be developped in the AEROSPATIALE company, and adapted to the constraints of an automotive use. We could show threw this study the poor quality of the serial shielding used on board, in particular situation (low frequency magnetic field), which causes reciprocally high radiation levels outside. This has been illustrated in evaluating numerically the magnetic field radiated in a real vehicle. Then, threw the numerical prediction, we were able to give precious indications, concerning the interference hazards, and the location of sensitive receptors
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Javadi, Toghchi Marzieh. "Vêtement de protection pour femmes enceintes contre les rayonnements non ionisants utilisant un écran électromagnétique en textile, issu de fils hybrides électroconducteurs." Thesis, Lille 1, 2020. http://www.theses.fr/2020LIL1I028.
Full textAbstract:
En raison de l'inquiétude croissante des problèmes de santé provoqués par l'exposition aux rayonnements, les textiles ont été massivement pris en compte dans les applications de blindage électromagnétique (EMSE). Les matériaux électriquement conducteurs permettent le transport des charges électriques qui entraînent un comportement de blindage. La première génération de matériaux textiles destinés au blindage a été constituée de fils métalliques en raison de la conductivité électrique élevée des métaux. Cependant, ces produits souffrent d'une mauvaise lavabilité et d'un inconfort pour les applications textiles souples.Dans cette étude, un monofilament conducteur à base de polymère thermoplastique a été développé et tissé pour fabriquer des dispositifs de protection individuels portatifs afin de pallier aux limitations des tissus contenants des fils métalliques. Par conséquent, la contribution majeure de cette étude est la formulation, la production et la caractérisation de monofilaments de nanocomposites polymères conducteurs (CPC). L'intégration des monofilaments développés dans des tissus est destinée à protéger les femmes enceintes et leurs fœtus contre les effets néfastes des ondes électromagnétiques dans la vie de tous les jours.Dans un premier temps, les effets des paramètres structurels des étoffes tissées (par exemple les armures, la densité des fils conducteurs et l’ondulation des fils) ont été étudiés sur le comportement EMSE. Les résultats suggèrent que le changement de position des fils conducteurs en changeant les paramètres structurels telles que l’ondulation des fils a joué un rôle important dans l'efficacité des échantillons tissés. Plus précisément, l'augmentation de seulement 7% de l’ondulation des fils conducteurs a entraîné une amélioration de 17% de l'EMSE en raison de l'augmentation de la quantité de fils conducteurs dans l'épaisseur des échantillons tissés en 3D. Des monofilaments CPC contenant des nanotubes de carbone multiparois et du noir de carbone incorporés dans un polymère thermoplastique (PA6,6) ont été produits en utilisant un procédé de mélange à l'état fondu (extrusion). De plus, les propriétés morphologiques, électriques et mécaniques des nanocomposites ont été étudiées.Les résultats ont montré que la conductivité électrique du monofilament nanocomposite à base de PA6,6 était améliorée grâce à la synergie entre les nanocharges carbonées. De plus, la viscosité était dans la plage standard pour le processus d'extrusion à l'état fondu. Le monofilament développé était plus léger, et résistant à la corrosion que les fils métalliques, avec un procédé de mise ne œuvre standard pour les filaments textiles.Le monofilament nanocomposite développé a été intégré dans les structures de tissu tissé et l'EMSE des tissus fabriqués a été évaluée dans la gamme de fréquences de 1-10 GHz. Les résultats ont révélé que le blindage des tissus à l'aide du monofilament développé était prometteur pour la protection individuelle (EMSE≥10dB). De plus, l'incorporation des monofilaments avec une conductivité plus élevée ou l'application d'une plus grande densité de monofilaments conducteurs dans la structure du tissu a conduit à une meilleure atténuation.De plus, puisque le but ultime de cette recherche est de protéger la mère et le fœtus contre les effets nocifs des ondes électromagnétiques, une méthode graphique paramétrique a été utilisée pour développer un mannequin adaptatif 3D basé sur la tendance à la prise de poids pendant la grossesse. Enfin, le mannequin a été appliqué pour concevoir un motif en bloc pour la confection de vêtements personnalisés avec les tissus EMSE fabriquésDue to the increasing concern of health issues urged by human exposure to radiation, textiles have been massively considered in the application of electromagnetic shielding effectiveness (EMSE). Electrically conductive materials produce and transport free charges which result in shielding behaviour. Thus the first generation of shielding materials has been made of metallic yarns and composites due to the high electrical conductivity of metals. However, these products suffer from poor washability and uncomfortability in place of textile wearable applications. In this study, a polymer-based conductive monofilament is developed and introduced for making personal wearable protection devices with the purpose of declining the limitations of the traditional shielding fabrics containing metal yarns. Hence, the main contribution of this study is the formulation, production, and characterization of conductive polymer nanocomposite (CPC) monofilaments and the integration of the developed monofilaments into the woven fabrics intended for protecting pregnant women and their fetuses against the detrimental effects of the electromagnetic waves in the human living environment. To begin with, the effects of the structural parameters of woven fabrics (e.g. weave structures, density of the conductive yarns, and waviness degree of the yarns) were studied on the EMSE behaviour. The results suggested that changing the position of conductive yarns by changing the structural parameters such as waviness degree played a significant role in the EMSE of the woven variants. Specifically, increasing only 7% of the waviness degree of the conductive warps led to 17% EMSE improvement due to the increase of the conductive yarns through the thickness of the 3D warp interlock woven variants. At this point, the CPC monofilaments were produced containing multiwall carbon nanotube and carbon black incorporated into a thermoplastic polymer (PA6,6) using a melt mixing process and the morphological, electrical, and mechanical properties of the nanocomposites were investigated. The results showed that the electrical conductivity of the PA6,6-based nanocomposite monofilament was improved thanks to the synergism between the carbon nanofillers. In addition, the viscosity was in the standard range for the melt extrusion process. The developed monofilament was lightweight, corrosion-resistant and the manufacturing process was very well established in comparison with metal yarns due to the fact that extrusion is an adaptable and cost-effective method for thermoplastic polymers. The developed nanocomposite monofilament was integrated into the woven fabric structures and the EMSE of the manufactured woven fabrics was evaluated in the frequency range of 1-10 GHz. The results revealed that the shielding of the fabrics weaved using the developed monofilament was promising for personal protection (EMSE≥10dB). Also, incorporating the monofilaments with higher conductivity or applying a bigger density of conductive monofilaments in the fabric structure led to better attenuation. Moreover, since the ultimate goal of this research is to shield both mother and fetus against the harmful effects of electromagnetic waves, a parametric graphical method was employed to develop a 3D adaptive mannequin based on weight gain trend during pregnancy. Lastly, the mannequin was applied to design a block pattern for personalized garment making with the manufactured EMSE woven fabrics
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Michel, Morgane. "Élaboration d’un fil nanocomposite PET-nanotubes de carbone pour le blindage électromagnétique : suivi de la microstructure induite par le procédé d’étirage et caractérisations des basses fréquences aux hyperfréquences." Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2019. http://www.theses.fr/2019UBFCK054.
Full textAbstract:
Le principal objectif de cette thèse est de définir les conditions d’obtention de nanocomposites sous forme de fils de polyéthylène téréphtalate chargés dont la capacité d’absorbant hyperfréquence est exaltée dans le domaine 300 MHz à 3 GHz. Le procédé de fabrication de fil repose sur une technique d’extrusion qui a été adaptée de l’échelle industrielle vers l’échelle du laboratoire.Cet objectif principal se subdivise ainsi en plusieurs objectifs secondaires :Rationalisation et compréhension du procédé d’extrusion à l’échelle industrielle : les paramètres expérimentaux de la ligne d’extrusion ont été établis empiriquement par un industriel. Ces valeurs paramétrées de températures et de vitesses conditionnent ainsi la résistance mécanique et le diamètre du fil produit. Un des problèmes récurrents dans la plasturgie est la variabilité des lots de matière première et l’ajustement des paramètres expérimentaux qui en découlent. L’influence de chacun de ses paramètres sur les caractéristiques physico-chimiques du fil à chaque étape de la ligne est actuellement inconnue des industriels. Une compréhension de ces paramètres expérimentaux pourrait permettre un ajustement plus simple de ceux-ci en fonction des lots et une optimisation du procédé d’extrusion.Étude de l’homothétie entre la réplique miniature et la ligne d’extrusion originale : la ligne d’extrusion de laboratoire a été créée à partir du modèle de la ligne d’extrusion industrielle. Les dimensions ont ainsi été réduites et la disposition des différents éléments a été adaptée. Ce redimensionnement pose le problème de la réelle homothétie entre les deux lignes. Des critères de conformité seront ainsi établis pour permettre une comparaison entre les deux lignes.Étude de la matière polyéthylène téréphtalate : l’objectif est d’étudier les différentes transitions de phases d’un polymère semi-cristallin pouvant se produire lors du procédé d’extrusion. Les mécanismes de cristallisation et la nature des cristallites qui sont formées sont effectivement déterminants pour la tenue mécanique du fil ciblée par l’industriel.Blindage électromagnétique et permittivité diélectrique : les processus et les grandeurs physiques à l’origine de l’interaction d’une onde électromagnétique avec un matériau permettront d’aboutir aux propriétés physiques ciblées pour le blindage électromagnétique. La permittivité diélectrique et notamment la partie imaginaire relative aux pertes est une grandeur déterminante pour notre application.Nanocomposites pour le blindage électromagnétique : une étude bibliographique approfondie permettra de déterminer une liste d’additifs potentiels pour le blindage électromagnétique. Cette étude se focalisera sur les matériaux compatibles avec la nature de la matrice polymère polyéthylène téréphtalate. L’axe de recherche principal portera sur les matériaux absorbants dans la gamme des hyperfréquences.Étude du niveau de blindage électromagnétique apporté par les charges : des échantillons de polyéthylène téréphtalate vierge et chargés, sous forme de plaques, permettront de chiffrer l’efficacité de blindage électromagnétique avec un dispositif de mesure créé au laboratoire.Conception de fil conformément aux attentes de l’industriel : un des objectifs ciblés est de réussir à transposer les paramètres d’extrusion de fil de polyéthylène téréphtalate à un fil de nanocomposite chargé. Ceci passera par une étude complète des caractéristiques physico-chimiques et des mécanismes de cristallisation.Enfin, un des objectifs ciblés par cette thèse est de proposer aux industriels une technique d’analyse fiable, simple et rapide pour caractériser et identifier leurs produitsThe main objective of this thesis is to define the conditions for manufacturing a nanocomposites in the form of charged polyethylene terephthalate wires suitable for an electromagnetic shielding. The wire manufacturing process is based on an extrusion technique that has been adapted from the industrial scale to the laboratory scale.This main objective of this study is then subdivided into several secondary objectives:Rationalization and understanding of the extrusion process on an industrial scale: the experimental parameters of the extrusion line were established empirically by an industrialist. These parameterized values of temperatures and drawing rates thus condition the mechanical strength and the diameter of the wire produced. One of the recurring problems in the plastics industry is the variability of batches of raw material and the adjustment of experimental parameters that results. The influence of each of its parameters on the physicochemical characteristics of the wire at each step of the line is currently unknown to industrialists. An understanding of these experimental parameters could lead to a simpler adjustment of these parameter and to an optimization of the extrusion process.Study of the homothety between the miniature replica and the original extrusion line: the laboratory extrusion line was created from the model of the industrial extrusion line. The dimensions have been reduced and the layout of the various elements has been adapted. This resizing poses the problem of the real homothety between the two lines. Compliance criteria will be established to allow a comparison between the two lines.Study of the polyethylene terephthalate material: the objective is to study the different phase transitions of a semicrystalline polymer that may occur during the extrusion process. The crystallization mechanisms and the nature of the crystallites that are formed are indeed determining for the mechanical strength of the yarn targeted by the manufacturer.Electromagnetic shielding and dielectric permittivity: the processes and the physical quantities at the origin of the interaction of an electromagnetic wave with a material will lead to the targeted physical properties for the electromagnetic shielding. The dielectric permittivity and in particular the imaginary part relating to losses is a determining variable for our application.Nanocomposites for Electromagnetic Shielding: An in-depth literature review will determine a list of potential additives for electromagnetic shielding. This study will focus on materials compatible with the nature of the polyethylene terephthalate polymer matrix. The main research focus will be on absorbent materials in the microwave range.Study of the level of electromagnetic shielding provided by the charges: samples of raw polyethylene terephthalate and loaded, in the form of plates, will be used to quantify the electromagnetic shielding effectiveness with a measurement device created in the laboratory.Wire manufacturing at the laboratory scale : one of the targeted objectives is to successfully transpose the extrusion parameters of polyethylene terephthalate wire to a loaded nanocomposite wire. This will go through a complete study of physicochemical characteristics and crystallization mechanisms.Finally, one of the objectives targeted by this thesis is to offer manufacturers a reliable, simple and fast analysis technique to characterize and identify their products
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El, Kamchi Noureddine. "Synthèse et propriétés électroniques de nanocomposites à base de Polyaniline : application à la réalisation d’un micro capteur organique électronique d’ammoniac et au blindage électromagnétique dans les bandes X et Ku." Thesis, Lille 1, 2012. http://www.theses.fr/2012LIL10010/document.
Full textAbstract:
Dans ce travail, les structures et les propriétés de plusieurs nanocomposites à base de Polyaniline sont étudiées avec le double objectif de réaliser un capteur d’ammoniac à très faible seuil de détection et une structure de blindage électromagnétique légère. Les aspects relatifs à la structure de bande, le dopage, le transport électronique et les phénomènes de percolation sont abordés. Ensuite, l’élaboration des composites se fait par le dopage de la PAni par l’acide camphre-sulfonique (CSA), qui permet la protonation de la PAni sous sa forme isolante (émeraldine base), avec un rapport molaire variant de 5% à 50%. Cependant, sous sa forme dopée (sel d’émeraldine), la PAni possède des propriétés mécaniques incompatibles avec les applications envisagées il est donc indispensable de réaliser des mélanges avec des thermoplastiques pour associer les propriétés électriques du polymère intrinsèquement conducteur aux propriétés mécaniques du thermoplastique. La conception du capteur d’ammoniac à été faite en plusieurs étapes: nous avons particulièrement étudié l’influence de la nature de la matrice hôte et l’effet du taux de dopage sur les caractéristiques métrologiques des capteurs. Le choix de la matrice ainsi que la stœchiométrie entre PAni et acide impactent directement le seuil de détection et l’amplitude de la réponse du capteur. Les résultats obtenus dans cette première partie du travail montrent qu’il est possible de détecter des teneurs d’ammoniac de l’ordre de 10 ppb en utilisant des composites à base de PAni dopée CSA avec un rapport molaire de 25%, et dispersée dans une matrice Polyuréthane (Pu). Dans la deuxième partie de ce travail, nous avons développé des matériaux hybrides multicouches, en incluant des nanoparticules magnétiques dans les composites conducteurs à base de PAni. L’optimisation des propriétés électroniques du matériau a permis de concevoir une structure bicouche qui répond aux besoins industriels (efficacité de blindage (SE) > 40 dB) et militaires (SE > 80 dB) de blindage électromagnétique. Les épaisseurs totales qui ont été déterminées sont de 530µm pour SE>40dB et 870µm pour SE>80dB. Les structures réalisées, sont également capables d’absorber une grande partie des ondes incidentes, leurs coefficients d’absorption sont supérieurs à 4dB sur la bande de fréquence [8-18GHz]In this work, the structure and the properties of Polyaniline (PAni) based nanocomposites are investigated with the dual objective of conceiving an ammonia sensor with very low detection limit and a light electromagnetic shielding structure.Aspects relating to the band structure, the doping, the electron transport and percolation phenomena are discussed. Then, the preparation of composites was made from the doping of PAni by Camphor Sulfonic Acid (CSA), which allows the protonation of PAni in its insulating form (Emeraldine base). The molar ratio of the protonation ranges from 5% to 50%. However, when the PAni is doped, the mechanical properties are not compatible with the targeted applications. Therefore, it is essential to make blends with thermoplastics to combine the electrical properties of PAni with the mechanical properties of thermoplastic. In case of ammonia sensor, we particularly studied the influence of the nature of the host matrix and the effect of the doping level on the sensor metrological characteristics. The choice of the matrix and the stoichiometry between PAni and acid directly impact the detection threshold and the amplitude of the sensor response. The results obtained demonstrate the possibility to detect concentrations of ammonia of about 10 ppb using composite based on PAni doped CSA, with a molar ratio of 25%, dispersed in Polyurethane (Pu) matrix. In the second part of this work, we have developed a hybrid multilayer material, based on PAni doped CSA and magnetic nanoparticles. The influence of electrical properties of each layer on the material performance was studied. A bilayer structure has been optimized for industrial standards (shielding effectiveness SE>40 dB) and military standards (SE>80 dB) of electromagnetic shielding. The total thicknesses that were retrieved are 530µm for SE>40 dB and 870µm for SE>80 dB. The realized structures are also able to absorb much of the incident waves, their absorption coefficients are greater than 4 dB over the frequency band [8-18GHz]
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Dupoux, Céline. "Méthode d'analyse en vue de l'amélioration des interférences électromagnétiques dans les systèmes intégrés radio fréquence." Thesis, Toulouse, INSA, 2011. http://www.theses.fr/2011ISAT0027/document.
Full textAbstract:
Les travaux présentés dans ce mémoire proposent une méthodologie d'étude des interférences électromagnétiques dans les systèmes intégrés RF. Cette thèse se focalise sur les problèmes de couplage rayonné en champ proche entre différentes parties d'une puce électronique ou entre circuits intégrés d'une carte.Ensuite cette méthodologie est appliquée sur deux cas d'études à différentes échelles, dans le premier cas l'étude du couplage entre un amplificateur de puissance 3G et un transceiver est présentée puis un modèle de couplage est réalisé reproduisant les effets parasites observés lors des mesures. Puis une étude pour extraire et évaluer les couplages entre blocs, ici inductance d'un VCO et structures proches, d'une puce électronique. Ensuite un modèle d'émission champ proche de ce circuit est proposé.Ces travaux mettent en évidence l'intérêt de réaliser des études CEM à chaque phase de conception d'un circuit ou d'un système ainsi que l'intérêt des mesures champ proche qui permettent de réaliser de l'investigation et du diagnostic CEMThe work presented in this PhD suggest a methodology for the study of electromagnetic interference in RF integrated systems. This thesis focuses on the problems of near-field radiated coupling between different parts of a chip or between ICs.Then this methodology is applied to two case studies on different scales, in the first case study the coupling between a 3G power amplifier and a transceiver is presented then a model of the coupling is made reproducing parasitic effects observed in measurements. Then a study to extract and evaluate the coupling between blocks, between a VCO inductor and nearby structures of a microchip. Then a near-field emission model of this circuit is proposed.These works demonstrate the interest of EMC studies in all phases of designing a circuit or system and the interest of near-field measurements that allow the realization of the investigation and diagnosis of EMC
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Patier, Laurent. "Etude de techniques de calculs multi-domaines appliqués à la compatibilité électromagnétique." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00834164.
Full textAbstract:
Le contexte d'étude est celui de la Compatibilité ÉlectroMagnétique (CEM). L'objectif de la CEM est, comme son nom l'indique, d'assurer la compatibilité entre une source de perturbation électromagnétique et un système électronique victime. Or, la prédiction de ces niveaux de perturbation ne peut pas s'effectuer à l'aide d'un simple calcul analytique, en raison de la géométrie qui est généralement complexe pour le système que l'on étudie, tel que le champ à l'intérieur d'un cockpit d'avion par exemple. En conséquence, nous sommes contraints d'employer des méthodes numériques, dans le but de prédire ce niveau de couplage entre les sources et les victimes. Parmi les nombreuses méthodes numériques existantes à ce jour, les méthodes Multi-Domaines (MD) sont très prisées. En effet, elles offrent la liberté aux utilisateurs de choisir la méthode numérique la plus adaptée, en fonction de la zone géométrique à calculer. Au sein de ces méthodes MD, la " Domain Decomposition Method " (DDM) présente l'avantage supplémentaire de découpler chacun de ces domaines. En conséquence, la DDM est particulièrement intéressante, vis-à-vis des méthodes concurrentes, en particulier sur l'aspect du coût numérique. Pour preuve, l'ONERA continue de développer cette méthode qui ne cesse de montrer son efficacité depuis plusieurs années, notamment pour le domaine des Surfaces Équivalentes Radar (SER) et des antennes. L'objectif de l'étude est de tirer profit des avantages de cette méthode pour des problématiques de CEM. Jusqu'à maintenant, de nombreuses applications de CEM, traitées par le code DDM, fournissaient des résultats fortement bruités. Même pour des problématiques électromagnétiques très simples, des problèmes subsistaient, sans explication convaincante. Ceci justifie cette étude. Le but de cette thèse est de pouvoir appliquer ce formalisme DDM à des problématiques de CEM. Dans cette optique, nous avons été amenés à redéfinir un certain nombre de conventions, qui interviennent au sein de la DDM. Par ailleurs, nous avons développé un modèle spécifique pour les ouvertures, qui sont des voies de couplage privilégiées par les ondes, à l'intérieur des cavités que représentent les blindages. Comme les ouvertures sont, en pratique, de petites dimensions devant la longueur d'onde, on s'est intéressé à un modèle quasi-statique. Nous proposons alors un modèle, qui a été implémenté, puis validé. Suite à ce modèle, nous avons développé une méthode originale, basée sur un calcul en deux étapes, permettant de ne plus discrétiser le support des ouvertures dans les calculs 3D.
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Tumayan, Rémi. "CEM des batteries haute tension allégées pour véhicule électrique : Caractérisation de matériaux et étude du rayonnement électromagnétique." Thesis, Limoges, 2016. http://www.theses.fr/2016LIMO0049/document.
Full textAbstract:
Dans l’industrie automobile, le véhicule électrique séduit de plus en plus de clients. Ce qui limite sa progression dans le marché est son manque d’autonomie. Une des solutions permettant d’augmenter l’autonomie d’un véhicule est de réduire sa masse en modifiant la géométrie des pièces et les matériaux utilisés. Cependant, de tels changements peuvent avoir des impacts sur la CEM du véhicule.Les travaux de cette thèse portent sur l’étude de l’allègement du blindage des batteries de traction pour véhicule électrique du point de vue de la CEM. Plusieurs méthodes de caractérisation de matériaux sont mises en place dans ce document. Une méthode innovante reposant sur l’utilisation d’une cellule TEM ou d’une stripline a été développée durant ces travaux de thèse, elle permet de mesurer la permittivité relative complexe d’un matériau diélectrique inconnu entre 1 kHz et 1 GHz. Les propriétés électromagnétiques ainsi mesurées sont insérées dans des modèles numériques 3D. Les méthodes numériques adaptées à ce type d’étude sont les différences finies dans le domaine temporel et la méthode des moments. L’étude du rayonnement de la batterie a été effectuée grâce à une maquette à l’échelle ½ en chambre semi-anéchoïque et en chambre réverbérante à brassage de mode selon des montages normatifs. Des configurations plus complexes ont ensuite été étudiées en tenant compte de l’intégration du pack-batterie dans le véhiculeIn automotive industry, electric vehicle is becoming more and more attractive for car buyers. The market penetration of electric vehicle is limited by its short range. One of the solutions to increase the range is to lower the weight of the vehicle by modifying the geometry or the material composition. Nevertheless, such changes may have consequences on the EMC of the vehicle.The work of this thesis concern the study of weight reduction of the battery shield from an EMC point of view. Several methods for materials characterization are set in this document. A method which uses a TEM cell or a stripline has been designed during this thesis to measure the complex relative permittivity of an unknown dielectric material. Then, the measured properties are inserted into numerical 3D models. The numerical techniques that fit this study are the finite differences in time domain and the method of moments. The study of radiated electromagnetic field from a battery has been performed thanks to a ½ scale model in semi anechoic chamber and mode-stirred reverberation chamber according to standard setups. More complex configurations were studied taking into account the integration of the battery-pack into the vehicle
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Maruzhenko, Oleksii. "Structure, thermal and electrical properties of nanocomposites with hybrid fillers." Thesis, Lyon, 2019. http://www.theses.fr/2019LYSEI131.
Full textAbstract:
Isolante. On a étudié les processus de formation d'une structure ségrégée, qui conduisait à la formation d'une distribution ordonnée de particules dans une matrice polymère. Il est montré que dans le système ségrégé, la valeur du seuil de percolation φc est d'un ordre de grandeur inférieur à celui d'un composite présentant une distribution aléatoire des charge (2,95% vol. pour le composite ségrégé contre 24,8% vol. pour le composite à distribution aléatoire). Le seuil de percolation dans le cas d'un mélange de charges est très inférieur à la valeur calculée à l'aide de la règle des mélanges. Il est montré que les résultats expérimentaux de conductivité thermique ne révèlent pas de comportement de percolation et peuvent être décrits de façon satisfaisante par le modèle de Lichtenecker. La valeur du paramètre λf traduisant la conductivité thermique de la charge en tenant compte de l’interface charge/matrice est de 4,4 fois plus élevé pour les systèmes ségrégés que pour un composite à distribution aléatoire de particules. Il est montré que dans les systèmes ségrégés, les paramètres de blindage sont considérablement augmentés en raison de l'absorption provoquée par la réflexion interne sur les parois conductrices du réseau de charges conductrices. Il est établi que les charges de carbone constituent la base la plus efficace, ce qui garantit une absorption élevée des rayonnements électromagnétiques (REM) aux faibles concentrations. Il est avéré que le plus grand effet de blindage est observé pour un mélange de charges hybrides GNP/CNT (nanoplaques en graphite / nanotubes de carbone). L'effet de synergie s'explique par la meilleure interaction du REM avec le réseau hybride ramifiée formés par les charges, ce qui entraîne une absorption accrue du REM. Les systèmes à structure ségrégée à base d'élastomères présentent un effet piézorésistif prononcé avec une relation linéaire de déformation / modification de l'intensité du courant. L'étude de l'effet piézorésistif dans une large gamme de température (-40 / +50°С) a montré la stabilité des caractéristiques principales et la possibilité d'utiliser le composite dans une large gamme de températuresThe thesis determines the principles of the conductive phase structure formation in polymer composites containing conductive fillers, which will be different types of carbon fillers. The processes of segregated structure formation in which the particles of the filler are localized on the surfaces of polymer grains is studied. It is shown that the value of the percolation threshold φc for the segregated system is one order lower than in the composite with a random distribution of the filler 2.95 vol.% and 24.8 vol.%, respectively. The hybrid filler shows percolation threshold, much lower than the value calculated using the mixing rule. Experimental results of thermal conductivity for systems filled with anthracite, graphene and hybrid filler Gr/A do not reveal percolation behaviour and can be well described by the Lichtenecker model. It is shown that λf for segregated systems is 4.4 times higher than for a composite with a random distribution of filler particles. It is shown that in segregated systems the shielding parameters are significantly increased due to the absorption caused by the internal reflection on the conductive walls of the filler framework. Carbon fillers create the most effective basis that ensures a high absorption rate of EMI at low concentrations. It was found that the greatest shielding effect in the interaction of a composite with electromagnetic radiation was observed for the hybrid filler GNP/CNT (graphite nanoplatelets/carbon nanotubes). The synergistic effect is explained not by their higher electrical conductivity, but by the better interaction of the EMI with the developed hybrid framework of the filler, which causes increased absorption of the EMI. Systems with a segregated structure based on elastomer (ground rubber) with a polymer-adhesive and hybrid electroconductive nano-fillers exhibit a significant piezoresistive effect. The cyclic studies of electric response, depending on the applied external load, showed a linear relationship between composite deformation and current changes through the sample and demonstrate stable long-term stability. The study of the piezoresistive effect in a wide temperature range (-40 ÷ +50°C) showed the stability of the main characteristics and the possibility of exploiting the composite in a wide temperature range
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Fauveaux, Sylvain. "Elaboration de composites conducteurs à base de polyaniline : réalisation et caractérisation de blindages électromagnétiques large bande." Bordeaux 1, 2003. http://www.theses.fr/2003BOR12727.
Full textAbstract:
Le sujet de cette étude concerne la réalisation et la caractérisation de matériaux composites à base de polymère conducteur intrinsèque, en l'occurrence la polyaniline. Cette classe de matériaux est utilisée, en association avec une matrice isolante thermoplastique, pour créer des blindages légers contre les ondes électromagnétiques. Après une recherche bibliographique, le procédé d'élaboration des composites à été défini. La polyaniline est dopée en solution et mélangée avec un thermoplastique dans un solvant organique permettant d'obtenir de fortes conductivités avec un seuil de percolation très bas tout en préservant les popriétés mécaniques de la matrice isolante. Des systèmes de caractérisation ont été développés ou améliorés. Des mesures de conductivité électrique, d'efficacité de blindage et de vieillissement accéléré ont été effectuées montrant l'intéreôt de ces matériaux dans le monde de la CEMThe subject of this study concerns the realization and characterization of intrinsically conducting polymer basez composite materials as it is polyaniline. This class of material is used, with an insulating thermoplastic matrix, to create lightweight shields against electromagnetic waves. Owing to a bibliographic research, the development process of composites was defined. Polyaniline is doped in solution and blended with a thermoplastic in an organic solvent. This method allows to achieve high conductivites with a very low percolation threshold while preserving the mechanical properties of the insulating matrix. Characterization systems were designed or improved. Conductivities and shielding effectiveness measurements and ageing tests were carried out showing the interest of these mat'erials in the world of EMC
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Schmerber, Louis-Antoine. "Identification et caractérisation de sources électromagnétiques : application à la discrétion des moteurs de propulsion navale." Grenoble INPG, 2006. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00128151v2.
Full textAbstract:
Cette thèse présente une méthode d'identification de sources électromagnétiques dynamiques ainsi qu'une méthode de calcul de dimensionnement de blindage électromagnétique. Elles reposent sur les développements harmoniques solutions des équations de Maxwell. L'identification électromagnétique permet de caractériser une source dynamique dans un milieu conducteur à partir de mesures de champs electromagnétiques proches. Elle permet l'extrapolation des signatures électromagnétiques d'une source et le diagnostic d'installations électriques par mesures de champs proches. Cette identification repose sur l'estimation bayésienne des paramètres du développement harmonique d'une source qui permet l'intervention d'information a priori. Le calcul de blindage repose sur l'écriture harmonique des conditions de passage sur les frontières d'un blindage. Il permet de dimensionner un blindage en distinguant l'effet d'atténuation et l'effet de forme en fonction des matériaux et des couches de ce dernierThis Ph. D. Thesis presents two methods : one to identify dynamic electromagnetic sources and another one to size an efficient magnetic shield. Both are based on harmonic expansion solutions of Maxwell's equations. The electromagnetic identification gives from near electromagnetic fields measurements the main characteristics of a dynamic source closed in a conducting media. Electromagnetic field extrapolation of the source and condition monitoring based on near field measurements are the applications of the identification method. It uses Bayesian estimation of the harmonic expansion parameters of a source. It allows the use of prior information. The magnetic shielding method is based on the harmonic expansion of boundary conditions and the distinction between the attenuation effect and the shape effect of the shield on the parameters of an electromagnetic source
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Moussa, Houmam. "Etude théorique et expérimentale des techniques de retournement temporel : application à la caractérisation de composants et dispositifs dans une chambre réverbérante." Thesis, Paris 11, 2011. http://www.theses.fr/2011PA112106/document.
Full textAbstract:
Dans le cadre de nos travaux de recherche, nous sommes parvenus à introduire une utilisation déterministe des chambres réverbérantes, en proposant un nouveau paradigme de la technique du retournement temporel. Nous sommes capable de réaliser le même type de tests d'immunité rayonnée que dans une chambre anéchoïque, tout en profitant des avantages liés aux propriétés physiques des milieux fortement réverbérants comme la génération de champs de fortes intensités à partir de niveaux de puissances injectées relativement faibles.En effet, les études menées dans cette thèse ont démontré la faisabilité d'un moyen de test d'immunité rayonnée novateur, permettant la génération de fronts d'onde cohérents dans une cavité résonante et dont la direction de propagation et la polarisation sont contrôlées sans aucun déplacement mécanique des sources génératrice du champ ou de l'équipement sous test. Un autre avantage majeur de ce nouveau système, baptisé chambre électromagnétique à retournement temporel (TREC), réside dans le fait de pouvoir générer dans une chambre réverbérante, des champs impulsionnels dont l'extension temporelle est de courte durée alors que cette capacité n'était pas envisageable avant ces travaux.Pour cela, la TREC repose sur la connaissance du champ sur une surface de mesure arbitraire, située entre les sources et l'objet sous test, dans la direction de propagation du front d'onde souhaitée. Cette phase de caractérisation peut être réalisée à l'aide d'une mesure de la fonction de transfert entre le port des antennes sources et une sonde de champ déplacée sur la surface de mesure.Le principe de notre système se base sur l'association de la technique du retournement temporel et du principe d'équivalence. Le retournement temporel permet d'assurer une fenêtre temporelle, dans laquelle les conditions de propagation du champ dans la chambre réverbérante sont identiques à celles en espace libre, et permet d'obtenir une propagation d'un front d'onde convergent vers une source ponctuelle qui aurait initialement créé un front d'onde divergent. Le principe d'équivalence permet de passer d'une source ponctuelle à une source de rayonnement étendue, permettant de créer une distribution spatiale du champ arbitraire et de contrôler ainsi sa direction de propagation et sa polarisation.Ce nouveau système à été validé, dans un premier temps, à l'aide d'un ensemble de simulations numériques exploratoires pour déterminer les paramètres influents sur ses performances. Puis il a été étudié à partir de mesures réalisées dans la chambre réverbérante du Département de Recherche en Électromagnétisme, à Supélec, démontrant ainsi de façon expérimentale la faisabilité et l'intérêt du développement de ce moyen de test, complémentaire à l'utilisation actuelle des chambres réverbérantes à brassage de modes pour la génération de front d'onde cohérents pulsésIn the framework of our research work, we present an innovative system which allows to control the spatio-temporal distribution of a coherent field in an strongly reflecting environment. This system called " Time reversal electromagnetic chamber" (TREC), makes possible the generation of high intensity pulsed wavefront, in a reverberating chamber, and whose direction of propagation and polarisation are modifieable in real time without any mechanical mouvement of neither the sources generating the field, here radio antennas, nor the equipment under test.For this, the TREC is based on knowledge of the field on an arbitrary surface of measurement, located between the sources and the object under test, in the direction of propagation of the wavefront desired. This phase of characterization may be performed with the help of a measurement of the transfer functions between the port of the antennas and a field probe moved on the arbitrary surface of measurement.The principle of the TREC is based on the association of the technique of time reversal and of the principle of equivalence. Time reversal allows to ensure a temporal window in which the conditions of propagation of the field in the reverberation chamber are identical to those in free space and which allows to obtain a propagation of a wavefront converging towards a punctual source which would initially have created a diverging wavefront. The equivalence principle allows to go from a punctual source to a an extended source of radiation, thus allowing to create an arbitrary spatial distribution of the field and thereby to control its direction of propagation.This new system was validated with the help, at first, of a set of numerical exploratory simulations in order to determine the influential parameters on its performance and then studied from measurements carried out in the reverberation chamber of the ``Département de recherche en électromagnétisme'', at Supélec, thus demonstrating experimentally the feasibility and the interest of the development of this testing facility for the generation of pulsed coherent wavefronts, complementary to the current use mode-stirred reverberation chambers
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Glangetas, Emmanuel. "Mise au point d'un banc de mesure des paramètres électromagnétiques dans la bande de fréquence 50 MHz à 18 GHz : caractérisation de la polyaniline dopée : application à la conception de structures absorbantes microondes." Lille 1, 1997. http://www.theses.fr/1997LIL10109.
Full textAbstract:
La mesure des paramètres électromagnétiques (#*#r, #*#r) dans le domaine des hyperfréquences est indispensable pour la conception de matériaux a propriétés spécifiques : blindage électromagnétique, absorption microondes ou composants pour la microélectronique. Notre travail est relatif au choix d'une méthode de mesure et a la mise en place d'un dispositif pour caractériser des polymères conducteurs se présentant sous la forme de pastilles ou de films. Parmi les méthodes possibles, nous avons choisi celle dont l'étude théorique repose sur la discontinuité entre une linge coaxiale et une linge circulaire. Nous avons mis en place le dispositif de mesure comprenant la réalisation des cellules et des logiciels permettant la détermination des paramètres électromagnétiques a partir des coefficients de réflexion (s#1#1) et de transmission (s#2#1). Cette technique a large bande a été validée en comparant les résultats obtenus sur une série d'échantillons avec une autre technique en guide d'onde mise en place a l'IEMN. Ce travail a permis de quantifier l'influence du dopage d'échantillons d'Emeraldine base synthétisés au laboratoire sur #*#r et sur la conductivité. A partir des mesures #*#r et de la conductivité réalisée sur les pastilles d'Emeraldine base, nous avons détermine par simulations les caractéristiques des structures optimisées pour le blindage électromagnétique (-34 Db pour 2 mm) ou pour l'absorption microondes a bande étroite (-65 Db a 16 GHz) ou a la large bande (<-20 Db entre 4 et 15 GHz).
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Abakar, Ali. "Modélisation tridimensionnelle de systèmes électromagnétiques comportant des régions filaires et des régions minces : application en CEM 50 Hz à des dispositifs EDF." Phd thesis, Grenoble INPG, 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00549658.
Full textAbstract:
Une des difficultés rencontrées dans l'analyse numérique des équations de Maxwell est due au fait que les dispositifs étudiés présentent des particularités géométriques (régions minces ou filaires). Dans le cadre de cette thèse, nous avons développé et mis en oeuvre des modèles permettant de simuler des régions filaires en présence de régions minces dans un champ électromagnétique en basse fréquence par la méthode des éléments finis. La faible épaisseur des conducteurs filaires pose des problèmes de singularité dû au calcul du champ magnétique. Ces problèmes ont nécessité l'extraction des termes correspondant à l'inductance propre des fils, et ces termes sont calculés par des méthodes plus adaptées (calcul analytique, PEEC). L'effet de peau est pris en compte par modification de la résistance de la région filaire. Dans le cas des régions filaires ferromagnétiques, la méthode reste applicable pour des matériaux linéaires. Nous prenons également en compte la présence des régions minces en interaction avec ces régions filaires de deux façons : - des régions minces et filaires distantes en interaction; - des régions minces et filaires dans un circuit dont la source est soit un champ extérieur, soit une source de tension ou de courant. . Ces formulations ont été validées séparément par une confrontation des résultats obtenus avec des résultats analytiques ou avec des résultats issus d'une simulation en 2D axisymétrique. Deux applications industrielles ont été traitées.
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Jouni, Mohammad. "Nouvelles architectures de nano-systèmes polymères conducteurs à base de mélanges de nanocharges conductrices." Thesis, Lyon, INSA, 2013. http://www.theses.fr/2013ISAL0148/document.
Full textAbstract:
Le domaine de nanocomposites polymères conducteurs a fait l’objet de nombreux travaux et recherches, vu que ces matériaux présentent un fort potentiel pour de nombreuses applications concernant différents secteurs. Toutefois, malgré les progrès et les résultats obtenus pour l’instant, les performances de ce type des matériaux restent insuffisantes pour certaines applications qui peuvent requérir l’association de diverses propriétés (électriques, thermiques, blindage électromagnétique…). Dans cette thèse, on détaille l’élaboration et la caractérisation de nanocomposites polymères conducteurs. Deux types de nanocharges conductrices (nanotubes de carbone (MWCNTs) et nanoparticules d’argent (Ag-NPs)) ont été dispersées soit dans un polymère thermoplastique (polyéthylène PE), soit dans une matrice thermodurcissable (résine époxy amine). Les nanocomposites polymères conducteurs obtenus ont présenté de bonnes propriétés électriques et thermiques ainsi qu’une bonne tenue mécanique favorisée par des taux de charges relativement faibles. La thèse a non seulement étudié des propriétés fondamentales d’un point de vue expérimental mais aussi plus théorique avec de la modélisation. Entre autres, on a pu analyser les mécanismes de conduction à très basses température dans ce type de composites. Les propriétés en termes de conductivité thermique se sont révélées cohérentes avec celles obtenues en conductivité électrique. Des propriétés de blindage électromagnétique de nos composites à base de PE ont été mis en évidence par résonance magnétique nucléaire (RMN)Conductive polymer nanocomposites have been the object of intense researches and investigations recently. In fact, these materials have shown a great potential to be useful for many applications including different sectors. However, despite the promising results reported at the moment in this area, there is still a lack in the performance which can be improved by synchronization of their properties. In this PhD work, we present the preparation and full characterization of conductive polymer nanocomposites. Two kinds of conductive nanofillers (carbon nanotubes (MWCNTs) and silver nanoparticles (Ag-NPs)) have been dispersed either in a thermoplastic polymer (polyethylene PE), or in a thermoset matrix (epoxy amine). The conductive polymer nanocomposites obtained exhibit good electrical and/or thermal properties with conserving the mechanical properties ensured by low fillers fraction. The study was not only based on experimental characterizations but also on modulation to analyze the charge carrier transport at very low temperature in these systems to provide successful understanding to some basic properties which are still actually not fully investigated. Electrical properties are in good agreement with thermal properties. Electromagnetic shielding of our PE based nanocomposites have been studied by Nuclear Magnetic Resonance (NMR)
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Letertre, Thibaut. "Etude des comportements électromagnétiques des 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." Thesis, Aix-Marseille, 2019. http://www.theses.fr/2019AIXM0388.
Full textAbstract:
En aéronautique, la variation en fonction de la température des caractéristiques électromagnétiques dans le domaine spectral des fréquences radar, de certains matériaux peut générer des problèmes importants comme une modification du fonctionnement des antennes radar, ou encore une modification de la signature radar de l'aéronef, ce qui peut engendrer une dégradation importante des niveaux de furtivité nominaux d'avions d'arme. En effet, les matériaux utilisés dans la conception d’aéronefs discrets vis-à-vis des ondes électromagnétiques sont souvent soumis à des échauffements liés d’une part, aux frottements avec l’air dans le cadre de vols à hautes vitesses (par exemple pour les bords d’attaques des ailes) et d’autre part à des échauffement liés à la proximité de sources de chaleurs directes comme des tuyères de moteurs à réactions ou sorties d’échappements. Les objectifs principaux de ce projet sont de concevoir un système large bande de caractérisations électromagnétiques de matériaux en fonction de la température et de proposer des modèles électromagnétiques relatifs à certains matériaux en incluant le paramètre d’intérêt, à savoir la température. Au-delà de ce travail de recherches de cette thèse, les résultats seront transposables à d’autres cas soit à températures modérées comme des températures biologique pour suivre des processus d’évolutions des permittivités de certains tissus en fonction d’une variation de température locale soit à températures plus élevées comme pour le suivi RFiD de dispositifs soumis à des températures élevéesIn the field of aeronautics, the temperature-dependent variation of electromagnetic characteristics in the spectral range of radar frequencies of certain materials can generate significant problems such as changes in the operation of radar antennas or changes in the aircraft's radar signature, which can lead to a significant deterioration in the nominal stealth levels of weapon aircraft. Indeed, the materials used in the design of aircraft that are discreet with respect to electromagnetic waves are often subjected to heating due to friction with the air during high-speed flights (for example, for the leading edges of wings) and to heating due to the proximity of direct heat sources such as reaction engine nozzles or exhaust outlets. The main objectives of this project are to design a broadband system for the electromagnetic characterization of materials as a function of temperature and to propose electromagnetic models for certain materials, including the parameter of interest, temperature. Beyond this research work of this thesis, the results will be transposable to other cases either at moderate temperatures such as biological temperatures to follow processes of evolution of permittivities of certain tissues according to a local temperature variation or at higher temperatures as for RFiD monitoring of devices subjected to high temperatures
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Schmerber, Louis. "Identification et caractérisation de sources électromagnétiques - Application à la discrétion des moteurs de propulsion navale." Phd thesis, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00128151.
Full textAbstract:
Cette thèse présente une méthode d'identification de sources électromagnétiques dynamiques ainsi qu'une méthode de calcul de dimensionnement de blindage électromagnétique. Elles reposent sur les développements harmoniques solutions des équations de Maxwell. L'identification électromagnétique permet de caractériser une source dynamique dans un milieu conducteur à partir de mesures de champs electromagnétiques proches. Elle permet l'extrapolation des signatures électromagnétiques d'une source et le diagnostic d'installations électriques par mesures de champs proches. Cette identification repose sur l'estimation bayésienne des paramètres du développement harmonique d'une source qui permet l'intervention d'information a priori. Le calcul de blindage repose sur l'écriture harmonique des conditions de passage sur les frontières d'un blindage. Il permet de dimensionner un blindage en distinguant l'effet d'atténuation et l'effet de forme en fonction des matériaux et des couches de ce dernier.