Sujet : Composites chargés en fibres longues de carbone pour l’absorption en basses fréquences
Mots clés : Composite absorbant ; basses fréquences ; fibres longues de carbone ; absorbants pyramidales, planaires ; multicouches.

Lieu de la thèse : IETR, Equipe FunMAT, site de Saint-Brieuc.

Projet de thèse :
Le but de cette thèse est l’élaboration de nouveaux absorbants pour la protection contre les ondes électromagnétiques (EM) dans la gamme basse des hyperfréquences. Aujourd’hui, plusieurs formes d’absorbants à base d’une mousse polyuréthane (appelée PU) et de poudre très fine de carbone, sont utilisées dans les chambres anéchoiques. Ces matériaux sont, d’une part, pointés du doigt par les normes REACH qui visent à interdire leur utilisation dans les prochaines années, mais d’autre part, souffrent de leurs faibles performances en basses fréquences. Actuellement, et afin d’assurer un niveau d’absorption efficace en basses fréquences, ces absorbants commerciaux doivent présenter des dimensions élevées (hauteur de  1 m) ; l’idée serait donc de réduire la compacité de ces absorbants.
Nos travaux antérieurs ont montré le potentiel d’absorption d’une composition innovante, associant une mousse époxy rigide et des fibres longues (7µm de diamètre et 3 mm de long) de carbone. Le facteur de forme (rapport entre longueur et diamètre) important des fibres, contrairement aux particules sphériques, procure au composite des pertes diélectriques importantes tout en gardant une permittivité faible (grâce au faible pourcentage de fibres de carbone utilisé). Ce composite a été exploité pour réaliser des absorbants pyramidaux et a montré des performances comparables, voire meilleures pour certaines fréquences, que celles des matériaux du commerce. De plus, nos travaux ont montré que plus la longueur des fibres augmente, plus l’absorption des ondes se décale vers les basses fréquences.
L’objectif de cette nouvelle thèse sera d’optimiser les performances d’absorption de ce nouveau matériau pour des fréquences inférieures à 2 GHz. Pour cela, de nouveaux composites à base de mousse époxy chargée avec différents pourcentages de fibres très longues de carbone (de 6 à 12 mm) seront étudiés. Une nouvelle technique de dispersion, par une sonde à ultrasons, des fibres dans le composite sera utilisée afin d’assurer l’homogénéité des matériaux obtenus. Ces composites, une fois optimisés, seront associés à différentes formes d’absorbants électromagnétiques (pyramidale, planaire, et multicouches…) en prenant en considération le compromis performances /compacité essentiel pour envisager leur application autant qu’absorbant, entre autre, pour les chambres anéchoïques, mais également pour d’autres domaines d’applications des absorbants.
Concernant le déroulement de cette thèse, les travaux débuteront par une étude bibliographique sur le domaine des absorbants électromagnétiques et les méthodes de caractérisations hyperfréquences. Par la suite, le(a) doctorant(e) entamera l’élaboration, la caractérisation (physico-chimique et diélectrique) et l’optimisation des différents matériaux absorbants. Ces derniers, une fois optimisés, seront utilisés pour réaliser des prototypes d’absorbants EM, de différentes formes. Les performances de ces absorbants seront caractérisées, en chambre anéchoïque, pour les différents angles d’incidence et les différentes polarisations des ondes EM.

Mme Benzerga Ratiba
MCF
ratiba.benzerga@univ-rennes1.fr


Le(a) candidat(e) devrait être issu d’un MASTER recherche ou d’une école d’ingénieur (ou équivalent). Il devrait avoir un profil «Matériaux», de préférence avec un cursus « Physique des matériaux ». Le(a) candidat(e) devrait avoir des connaissances sur les matériaux polymères ainsi que sur les caractérisations physico-chimiques de ces matériaux. Des connaissances du domaine électronique ou radiofréquence serait un plus.

Contacts : Ratiba BENZERGA : Mail : ratiba.benzerga@univ-rennes1.fr Tél. : 02 96 60 96 61