Academic literature on the topic 'Interférences électromagnétiques'

Le vieillissement de la population mondiale conduit à une augmentation des maladies liées à la vieillesse, aggravant la fragilité et donc réduisant l’autonomie des personnes âgées. Les réseaux de capteurs corporels sans fil font partie des solutions étudiées depuis plusieurs années pour surveiller et ainsi prévenir la santé des personnes âgées. La plupart des dispositifs existants proposent des communications sans fil basées sur des technologies radio fréquences (RF). Cependant les interférences électromagnétiques et les risques pour la santé des ondes radio constituent un frein au déploiement. Ainsi, une alternative originale dans ce contexte est l'utilisation des technologies de communication optique sans fil.L’équipe Sycomor du laboratoire XLIM travaille depuis plusieurs années sur cette technologie, en particulier la modélisation du canal et l’évaluation des performances pour les réseaux de capteurs corporels et collabore sur le sujet avec le laboratoire HAVAE de l’Université de Limoges, le CHU de Limoges, La Fondation partenariale de l’université et le centre de transfert de technologie CISTEME sur différents volets applicatifs. Parmi les applications, on retrouve les environnements où les ondes radios sont à limiter, principalement pour des raisons de santé ou de sécurité des informations transmises. Les ondes radios sont déconseillées pour les nourrissons et peuvent poser des problèmes de compatibilité et d’interférence pour des personnes portant des dispositifs électroniques implantés. Ainsi, les travaux menés par l’équipe portent aussi bien sur la surveillance du jeune enfant que sur celle de la personne âgée ou fragile.

L'utilisation croissante de systèmes électroniques de plus en plus sophistiqués et donc de plus en plus sensibles aux perturbations électromagnétiques parasites a conduit les chercheurs et les industriels a recherché de nouveaux moyens de protection contre les ondes électromagnétiques, que ce soit dans l'amélioration de l'impédance de transfert des câbles de transmission d'information ou dans l'amélioration de l'efficacité de blindage des structures (avions, automobiles. . . ). Une solution est de fabriquer des matériaux de type nouveau (composites) formés généralement d'une matrice polymère dans laquelle est insérée une phase (ou plusieurs) de type ferromagnétique. Après avoir rappelé les principales propriétés électromagnétiques de matériaux homogènes et hétérogènes, notre travail a consisté dans un premier temps à caractériser les paramètres électromagnétiques (permittivité, perméabilité et conductivité) de ces matériaux en fonction de leur composition et de la fréquence. Nous avons pu montrer que les permittivité et perméabilité relatives, bien que assez faibles, restent stationnaires jusqu'au-delà de 1 GHz (permittivité relative de 30 et perméabilité relative de 5 à 20), la conductivité étant généralement proche de celle des isolants chargés. Nous montrons ensuite l'amélioration apportée sur l'impédance de transfert d'un blindage de câble par l'intégration dans celui-ci de matériau composite.

Les progrès techniques permettent de nos jours de développer des circuits miniatures avec des fréquences de plus en plus élevées. Cependant, ces améliorations ont aussi augmenté les problèmes d'interférences électromagnétiques difficiles à diagnostiquer avec les systèmes de mesures conventionnels. Dans cette optique, l'IRSEEM a développé un banc de mesure champ proche qui permet de collecter le champ électromagnétique au plus près des dispositifs à l'aide de petites sondes et permet ainsi de comprendre les différents phénomènes électromagnétiques inhérents à leur fonctionnement. L'objectif de ce travail est de concevoir des sondes qui permettent de reproduire fidèlement le comportement électromagnétique des circuits à tester. Deux types de sondes ont été développées: les sondes électriques constituées principalement de petits dipôles électriques sont utilisées pour mesurer les composantes tangentielles du champ électrique. La sonde de type monopôle quant à elle est mieux adaptée à la mesure de la composante normale du champ électrique. Les sondes constituées de petites boucles magnétiques permettent de mesurer les différentes composantes du champ magnétique. Les performances de ces sondes réalisées en technologies filaire et planaire sont étudiées en fonction de leurs paramètres géométriques. Parallèlement aux mesures, des simulations effectuées en utilisant différentes techniques numériques permettent la validation des différents modèles de sondes réalisées. Une confrontation des résultats de mesures et de simulations montre que les sondes de petites dimensions sont les mieux adaptées qualitativement<br>Nowadays, technological progress allows to develop circuits with higher speed and smaller size. However, these improvements have also increased the problems of electromagnetic interferences (EMI) which are difficult to diagnose with conventional measurement systems. Accordingly, the IRSEEM has developed a test bench which allow to measure the electromagnetic field in the close vicinity of devices by using small probes and thus makes it possible to understand the various electromagnetic phenomena inherent to circuits operation. The aim of this work is to design probes which accurately reproduce the electromagnetic behaviour of circuits under test. Two types of probes were developed: the electric probes mainly made up of small electric dipoles are used to measure tangential components of the electric field. The monopole probe is better adapted for measuring the normal component of the electric field. The probes made up of small magnetic loops allow to measure the various components of the magnetic field. The performances of these wire and planar probes are studied according to their geometrical parameters. Parallel to measurements, simulations carried out by using various numerical techniques allow the validation of the various probes models. A confrontation between simulations and measurements results shows that small probes are qualitatively best adapted

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 CEM<br>The 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

Cette thèse présente l’étude et la réalisation d’une expérience d’interférence à deux photons de type Hong-Ou-Mandel appelé aussi coalescence des photons. L’originalité de notre travail réside dans l’utilisation de deux sources de photons uniques annoncées indépendantes dont le fonctionnement requiert l’utilisation de guides d’ondes intégrés sur un substrat de niobate de lithium polarisé périodiquement (PPLN). Les photons acteurs de l’interférence sont créés par génération paramétrique à la longueur d’onde de 1550 nm nous assurant ainsi une compatibilité avec le réseau des fibres optiques télécom. Les guides PPLN présentent l’avantage majeur d’avoir une forte efficacité de conversion, mais ils permettent également de récolter aisément les photons à l’aide d’une fibre optique. Le travail effectué nous a conduit à étudier le comportement des guides dans différents régimes de fonctionnement : continu et impulsionnel. En effet, comparativement aux expériences de coalescence réalisés part le passé, nous avons choisi de travailler en régime picoseconde afin de faciliter l’obtention de l’interférence en regard de la synchronisation électronique et du filtrage a effectué. Les visibilités obtenus (99%) sont proches des limites théoriques et ces résultats montrent que le protocole expérimental mis en place peut devenir l’un des éléments clés des futurs protocoles des communications quantiques utilisant les phénomènes de coalescence<br>This thesis presents the study and the realisation of a Hong-Ou-Mandel two-photon interference experiment, also known as photons coalescence. The originality of our work concerned is attached to dealing with two separate sources of independent unique photons whose operative mode requires using guide beams integrated on a periodically polarised lithium niobate substratum (PPLN). The photons, actors of the interference work, are created by parametric down conversion to 1550 nm beam wavelength insuring a compatibility with the telecom optic fibres network. The PPLN guides are particularly profitable because of their very strong conversion efficiency, but they also allow easy photons harvesting through an optic fibre. The work undertaken led us to study the guide’s behaviour under different office regimes: continuous and impulsional. In fact, and in comparison to coalescence experiments formerly realised, our option was to perform in a picosecond’s regime, aiming to obtain more easily the interference in regard of the electronic synchronisation and the strain filter to be realised. The 99 % visibilities, thus obtained are very close to the theoretical limits, and these results demonstrate that the experimental procedure realised can be one of the key elements of future quantum communication protocols exploiting the coalescence phenomenon

L'intégration avancée des systèmes de puissance, qui a pour but de compacter au maximum les fonctions essentielles des systèmes embarqués, permet de réduire considérablement leurs poids et volumes. De ce constat, un nouveau paysage électromagnétique (EM) est apparu ces dernières années et implique de nouveaux impacts quant à la Compatibilité EM (CEM). Le travail présenté ici, inclut une étude expérimentale de caractérisation des phénomènes de bruit liés à la commutation de puissance ainsi qu'une étude du rayonnement EM des composants de puissance. La problématique multi-physique au sein des systèmes embarqués et en particulier la problématique électrique/thermique/EM soulève d'importantes questions quant à l'impact de la température sur le rayonnement des composants de puissance. La complexité de ces phénomènes physiques, qui sont de plus en plus difficile à appréhender, nécessite une technique de modélisation adaptée pour être anticipé. Dans ces architectures, les signaux mis en œuvre sont large bande, démarrant de quelques hertz jusqu'à plusieurs dizaines de mégahertz. Du point de vue EM, cette bande de fréquence se situe dans une zone située entre le domaine des basses fréquences et celui des hautes fréquences. De plus, les technologies de modules de puissance sont complexes et mettent en vis-à-vis de nombreuses interfaces diélectriques et conductrices le plus souvent de forme non symétrique. Les méthodes numériques conventionnelles ne répondent plus à cette problématique fréquentielle et à cette complexité de structure. Nous détaillerons la méthode choisie et analyserons les résultats en termes de modélisation de l'intégrité du signal et des couplages en champ proche<br>High integration of power system allows a significant reduction of power architecture weight and volume. As a consequence, high current densities and high voltage potentials produce considerable electric and magnetic near-field in confined volume. This new electromagnetic (EM) context induce a new EMCompatibility (EMC) problematic. The work presented here include an experimental switching noise and an EM near-field radiation of power component studies. The multi-physic approach is discussed, especially the electro/thermic/EM links. These complex physic phenomenons are hardly reachable and need a suitable modelling to be correctly tackled. The power signals are wide-range frequency, from a few hertz to a few MHz and are part of both low and high frequencies. Furthermore, power modules are build on complex dielectric/conductive interfaces currently non-symmetric. Conventional numeric methods don't solve these two points. In this memoir, we will give details on the modelling strategy choice and on industrial applications. Some examples will be analysed such as signal integrity problematic and near-field couplings

L’intégration des systèmes mécatroniques génère de nombreuses perturbations multi-physiques (thermiques, électromagnétiques et dynamiques) rendant leur choix d’architecture complexe. En effet, l’introduction croissante de composants électroniques et électriques (E/E) dans la plupart des systèmes actuels, augmente le risque d’occurrence de nombreuses interférences électromagnétiques (IEM) pouvant dégrader fortement leur fonctionnement. Tandis que ces problèmes de compatibilité électromagnétique (CEM) sont généralement traités en phase de conception détaillée, où les possibilités de compromis se limitent à quelques ajustements de positionnement ou à des solutions de protection coûteuses, une solution consiste à proposer un cadre collaboratif pour l’évaluation, dès les premières phases de conception, d’architectures physiques de concept prenant en compte ces contraintes électromagnétiques (EM). En effet, il est important à cette étape, que l’ensemble des acteurs multidisciplinaires impliqués puissent définir, modifier/mettre à jour, ajouter leurs connaissances et contraintes et échanger leurs données tout en continuant à travailler dans leur environnement numérique habituel. Par ailleurs, ces activités d’ingénierie système doivent être outillées avec des approches d’« Ingénierie Système basée sur des modèles » (MBSE), pour supporter la continuité numérique, la cohérence et la traçabilité des modèles et des données nécessaires à ce processus d’évaluation.Pour répondre à ce besoin, cette thèse s’appuie sur l’approche collaborative MBSE SAMOS (Spatial Architecture based on Multi-physics and Organization of Systems) afin de supporter l'évaluation de l'architecture 3D de concept en phase amont sous contraintes électromagnétiques. Dans ce contexte, nous avons, dans un premier temps, développé une extension SysML appelée EMILE (ElectroMagnetic Interactions Layout Extension) pour formaliser et modéliser, au plus tôt, les contraintes EM dans le modèle système.Cette extension inclut notamment la définition des exigences EM, la description des modes de couplage électromagnétiques et la spécification des configurations de simulation permettant la vérification et la validation ultérieures des exigences, grâce au développement d’une interface homme-machine. Notre travail de recherche a ensuite porté sur une méthodologie d’évaluation combinant une approche topologique avec une modélisation EM., afin de supporter le processus d'évaluation qualitative et quantitative des interférences électromagnétiques (IEM). En effet, pour un type d’IEM donné, l'analyse topologique de l’architecture système permet d'identifier qualitativement l'existence des composants victimes et de leurs agresseurs potentiels associés. Une fois ces IEM potentielles identifiées, une évaluation quantitative peut alors être réalisée, par exemple en se basant sur les équations et lois physiques du couplage identifié, et sur les exigences électromagnétiques et géométriques prédéfinies avec EMILE. Cette approche permet ainsi de garantir le choix pertinent d’une architecture physique 3D de concept sous contraintes EM. Les approches proposées ont été illustrées sur une étude de cas d'une chaîne de traction du véhicule électrique, en s’appuyant sur plusieurs scénarios d’implémentation logicielle (SysML, Modelica, Matlab, FreeCAD) au sein de l’outil Sketcher 3D EM<br>The integration of mechatronic systems generates many multi-physical disturbances (thermal, electromagnetic and dynamic) making their choice of architecture complex. Indeed, the increasing introduction of electronic and electrical (E/E) components in most of the current systems, increases the risk of occurrence of many electromagnetic interferences (EMI) that can strongly degrade their behavior. While these electromagnetic compatibility (EMC) problems are usually addressed in the detailed design phase, where the possibilities of compromise are limited to a few positioning adjustments or costly protection solutions, one solution is to propose a collaborative framework for the evaluation, from the early design phases, of physical design architectures taking into account these electromagnetic (EM) constraints. Actually, it is important at this stage that all the multidisciplinary actors involved can define, modify/update, add their knowledge and constraints and exchange their data while continuing to work in their usual digital environment. In addition, these system engineering activities must be supported with "Model-Based System Engineering" (MBSE) approaches, to support the digital continuity, consistency and traceability of the models and data required for this evaluation process.To meet this need, this thesis is based on the MBSE SAMOS (Spatial Architecture based on Multi-physics and Organization of Systems) collaborative approach to support, from the preliminary design phase, the evaluation of the 3D concept architecture under electromagnetic constraints. In this context, we have initially developed a SysML extension called EMILE (ElectroMagnetic Interactions Layout Extension) to formalize and model, as early as possible, the EM constraints in the system model.This extension notably includes the definition of EM requirements, the description of electromagnetic coupling modes and the specification of simulation configurations allowing the further verification and validation of the requirements, thanks to the development of a Human-Machine Interface. Our research work then focused on an evaluation methodology combining a topological approach with EM modeling, in order to support the process of qualitative and quantitative evaluation of electromagnetic interference (EMI). Indeed, for a given type of EMI, the topological analysis of the system architecture allows to qualitatively identify the existence of the victim components and their associated potential aggressors. Once these potential EMIs have been identified, a quantitative evaluation can then be performed, for example based on the physical equations and laws of the identified coupling, and on the electromagnetic and geometric requirements predefined with the EMILE extension. As a result, this approach ensures the relevant choice of a 3D physical architecture of the concept under EM constraints. The proposed approaches have been illustrated on a case study of an electric vehicle power train, based on various software implementation scenarios (SysML, Modelica, Matlab, FreeCAD) within the Sketcher 3D EM tool

La prolifération des électroniques et des émetteurs radiofréquences rend de plus en plus compliqué le processus de conception des systèmes sur le plan CEM. Ce processus doit aboutir à limiter le risque d’interférences ou de défauts au niveau le plus faible notamment dans le contexte des interférences électromagnétiques intentionnelles (IEMI). Ces défauts CEM doivent alors être anticipés lors de la phase de conception. Cependant, du fait de la dispersion des valeurs prises par certains paramètres du système, la modélisation déterministe éprouve quelques difficultés à identifier le risque encouru. La mauvaise connaissance de l’effet des incertitudes associées au système, aboutit alors à prendre des marges de conception considérables conduisant à des surcoûts de fabrication. Pour cette raison, il est devenu important de prendre en compte l’impact des incertitudes des différents paramètres constitutifs d’un système (en phase de conception). Ces paramètres sont essentiellement géométriques (e.g. position de câblages) ou électromagnétiques (e.g. caractéristiques intrinsèques de matériaux). Ils influent par nature sur les performances CEM de ce système. Ces travaux de thèse portent sur l’analyse de la propagation des incertitudes relatives à ces paramètres sur des sorties de modèles de CEM. Le but visé, consiste à quantifier sous une forme probabiliste, le risque de défaut d’un système contenant de nombreux paramètres incertains. Ce type d’étude statistique devrait également permettre, via des analyses de sensibilité, des stratégies de conception de systèmes « fiables » ou à moindres coûts. Dans le contexte des applications visées, les approches dites « fiabilistes » et la méthode dite de « stratification contrôlée », ont été identifiées comme intéressantes, du point de vue de l’analyse d’événements extrêmes. Dans un premier temps, nous nous sommes consacrés à la transposition des méthodes fiabilistes dans un contexte CEM. Ces techniques permettent de quantifier la probabilité de défaillance d’un système, définie comme le dépassement d’un seuil de risque, et renseignent, via une analyse de sensibilité locale, sur les paramètres clés à ajuster. Dans un second temps, nous nous sommes intéressés à la méthode de stratification contrôlée, non appliquée à ce jour à notre connaissance en CEM. L’objectif de cette approche consiste à estimer un quantile extrême de la réponse d’intérêt d’un modèle rigoureux, via l’utilisation d’un modèle simple beaucoup moins coûteux en termes de temps de calcul. Ce processus permet d’accélérer l’obtention d’observations extrêmes, nécessaires à l’estimation du quantile recherché. Les deux techniques ont été mises en oeuvre sur un problème complexe dans un contexte IEMI, pour estimer la probabilité d’occurrence d’événements d’interférences extrêmes. Elles ont permis de dégager des tendances similaires, quant à l’importance de certains paramètres d’entrée incertains sur les événements rares. Les deux méthodes, bien appliquées, pourraient constituer un apport considérable en matière de conception CEM<br>The proliferation of electronic and radio frequency transmitters makes more complicated the system design process on the EMC point of view. This process should lead to limit the risk of interferences or defects to lowest level particularly in the context of intentional electromagnetic interferences (IEMI). Therefore, these EMC defects have to be anticipated during the design stage. However, due to the dispersion of the values taken by some parameters of the system, the deterministic modeling presents some difficulties to identify the involved risk. The poor knowledge of the uncertainties effect associated with the system, leads then to take important design margins at the price of additional costs of manufacturing. For this reason, it has become important to take into account the impact of uncertainties of the various constituent parameters of a system (at the design stage). These parameters are essentially geometric (e.g. position of wirings) or electromagnetic (e.g. intrinsic characteristics of materials) ones. They influence by nature the EMC performance of this system. This thesis work deals with the analysis of the propagation of uncertainties of these parameters on EMC model outputs. It aims at quantifying in a probabilistic form, the default risk of a system containing numerous uncertain parameters. This type of statistical analysis should also allow through sensitivity analyses, design strategies of “reliable” systems or at lower cost. In the context of targeted applications, the so-called “reliability approaches” and the “controlled stratification” method have been identified as interesting from the point of view of the analysis of extreme events. Firstly, we are dedicated to the transposition of reliability methods in an EMC context. These techniques are used to quantify the probability of failure of a system, defined as the probability of exceeding a threshold of risk. They inform through a local sensitivity analysis, on the key parameters to adjust. Secondly, we have focused our work on the controlled stratification method, not yet applied in EMC as far as we know. The objective of this approach is to estimate an extreme quantile of the interest response of a rigorous model, using of a much cheaper simple model in terms of computation time. This process allows to speed up the identification of extreme observations required for the estimation of the researched quantile. Both techniques have been applied on a complex problem in an IEMI context, to estimate the probability of occurrence of extreme interference events. They have revealed similar trends as regards to the importance of some uncertain input parameters on rare events. Both methods, properly applied, could provide a significant contribution in terms of EMC design strategy

Les communications sans fil sont essentielles pour les nouveaux systèmes des transports. Ainsi, ces communications sans fil doivent être capables d'opérer sans interruption quelque soit l'environnement électromagnétique (EM) dans lequel elles se trouvent. Pour cette raison, nous nous étudions comment certains environnements EM affectent les systèmes de communication. Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés aux trains à grande vitesse. Dans ce secteur, on peut trouver des interférences EM intentionnelles (IEMI) et des interférences EM non intentionnelles (EMI). Nous avons considéré comme EMI les signaux interférences électromagnétiques transitoires produites par les pertes de contact entre la caténaire et le pantographe. Pour les IEMI, nous avons utilisé des signaux d'interférence générés par des brouilleurs. Nous avons étudié la vulnérabilité du réseau de communication IEEE 802.11n face à ces différents types d'interférences. Par la suite nous avons identifié le mécanisme d'accès au canal comme un point potentiellement vulnérable aux deux types d'interférences. En effet, une interférence de faible puissance peut faire croire que le canal est occupé, empêchant toute communication. Concernant les IEMI, nous avons remarqué que la période de balayage de la bande de fréquence du signal du brouillage est un paramètre important pour que celui-ci soit efficace. Pour les signaux EMI, nous avons identifié la période DIFS comme étant un autre paramètre vulnérable de la norme, car à partir d'un certain niveau de puissance d'interférence et dès que l'intervalle de répétition entre les transitoires est inférieur au DIFS, la communication est systématiquement interrompue<br>Wireless communications are essential for new transportation systems. Thus, these wireless communications must be able to operate without interruption, regardless of the electromagnetic (EM) environment. For this reason, we study how some EM environments affect communication systems. In this thesis, we are particularly interested in the transportation sector, especially high speed trains. In this sector, both unintentional EM interferences (EMI) and intentional EM interferences (IEMI) can be found. We considered unintentional EM interferences (EMI), such as transient EM interference signals produced by contact losses between the catenary and the pantograph. For intentional EM interferences (IEMI) we used interference signals as those generated by low power commercial jammers. We have studied the vulnerability of the IEEE 802.11n communication network facing these different interference types. We identified the channel access mechanism as a vulnerable feature of IEEE 802.11n. As a matter of fact, in the presence of low power interferences, the channel can be considered busy by the channel access mechanism, preventing any communication. With regard to the IEMI, we have noticed that the sweep period of the frequency band of the jamming signal is an important parameter on the jamming performance. For transient EM interference signals, we identified the DIFS period as another vulnerable parameter of the standard. Indeed, when the repetition interval between transients is lower than DIFS period, with a certain interference power level, the communication is systematically interrupted

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 manuscrit<br>With 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

Ces dernières années, nombreux travaux dont l’objectif est de conduire à l’interopérabilité ferroviaire ont permis l’émergence d’un système paneuropéen de contrôle-commande ferroviaire. Ce système exploite des radiocommunications sol-trains fonctionnant selon le protocole GSM-R (Global System for Mobile communications – Railways. La bonne marche de l’exploitation ferroviaire dépend, pour une part, du bon acheminement des données entre sol et trains. Il s’avère donc nécessaire d’assurer un fonctionnement efficace de cette radio sol-trains en dépit de perturbations électromagnétiques intentionnelles ou non intentionnelles qui pourraient la perturber. Ce travail de thèse s’intéresse à cette seconde catégorie de perturbations. Nous développons des méthodes de détection de brouilleurs électromagnétiques afin de mettre en oeuvre rapidement des contre-mesures efficaces contre ces brouillages, à différents niveaux de l’architecture radio. Nous mettons en oeuvre un système de détection supervisé permettant de détecter la présence de signaux de brouillage intentionnels, voire de les reconnaître. Fondé sur l’analyse des signaux échangés, nous développons et évaluons deux méthodes distinctes. L’une exploite les signaux en quadrature mis en évidence par le récepteur dans le canal de communication employé. L’autre méthode considère la densité spectrale de puissance des signaux recueillis dans une bande de fréquence plus large, centrée dans la gamme allouée aux communications GSM-R, et s’étendant de part et d’autre de celle-ci. Ces méthodes sont successivement évaluées par simulation, sur des données issues d’un banc de mesure puis, sur un site ferroviaire réel<br>In recent years, numerous studies whose ultimate goal is to drive the railway interoperability have allowed the emergence of a pan-European train control system. This system uses ground-to-train radio operating on the GSM-R (Global System for Mobile communications - Railways) protocol, currently being deployed on a large scale along railway lines. The smooth running of railway operations depends, in part, of the proper routing of radio communications between trains and ground. Therefore, it is necessary to ensure the effective operation of this ground to train link in presence of intentional or unintentional electromagnetic interference that could disrupt communication. This thesis focuses on this second category of disturbances. We develop methods for detecting electromagnetic interference superimposing their signals to GSM-R signals. Then, this detection will promptly set off effective countermeasures against such interference at different levels of the radio architecture, the physical layer, the higher protocol layers. We implement a supervised detection system to detect the presence of jamming signals and, for potentially to recognize them. Based on the analysis of signals exchanged, we develop and evaluate two methods. One considers the quadrature signals recovered by the receiver in the used communication channel. The second method exploits the power spectral density of the signals collected in a wider frequency band, centered in the range allocated to the GSM-R communications and extending on either side thereof. These methods are successively evaluated by simulation, on data obtained using a test bench, and on a real railway site