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| Composites chargés en fibres longues de carbone pour l'absorption en basses fréquences (Composites loaded with long carbon fibers for absorption at low frequencies) Breiss, Hanadi - (2022-03-25) / Universite de Rennes 1, Université libanaise - Composites chargés en fibres longues de carbone pour l'absorption en basses fréquences
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Langue : Français Directeur(s) de thèse: Sharaiha, Ala; Benzerga, Ratiba Discipline : Électronique Laboratoire : IETR Ecole Doctorale : MATHSTIC Classification : Sciences de l'ingénieur Mots-clés : Fibre de carbone, absorption microonde, mousse époxy, silicone, composites
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Résumé : Les travaux de cette thèse portent sur l’élaboration et la caractérisation de composites chargés en fibres de carbone pour une utilisation autant qu’absorbants électromagnétiques. Une optimisation d’un absorbant, développé par l’équipe, à base de mousse époxy chargé avec des fibres longues de carbone a d’abord été menée. Une nouvelle technique d’élaboration a été proposée pour améliorer l’homogénéité et réduire la densité de cet absorbant. Plusieurs composites chargés avec différents taux (entre 0,0125 et 10 %m.) de fibres de carbone de différentes longueurs (100µm, 3 mm, 6 mm et 12mm) ont été réalisés et caractérisés. Les résultats montrent une influence de la longueur des fibres sur la gamme de fréquence d’absorption. Plusieurs prototypes d’absorbants (pyramidal et plans à multicouches) ont également été réalisés et caractérisés ; leurs mesures confirment que les fibres courtes et longues présentent, respectivement, une forte absorption en hautes et basses fréquences. De plus, un absorbant léger (0,07 g.cm-3), compact (90 mm) et très faiblement chargé (< 0,075 %m.) en fibres longues de carbone (12 mm) a été réalisé. Celui-ci montre une très bonne performance d’absorption Γ < -12 dB sur [2-18 GHz], comparable à un matériau du commerce plus épais (125 mm). Finalement, nous avons dirigé nos recherches vers la réalisation de nouveaux composites structurés et compacts à base de silicone (résine et mousse). Des bonnes performances d’absorption, Γ < -10 dB sur [4-18 GHz] et Γ < -20 dB sur [5,2-18 GHz], sont obtenues pour une structure absorbante à base de mousse de silicone de 16 mm d’épaisseur et chargé avec 2 %m. de FCs de 12 mm. Abstract : The works of this thesis focus on the elaboration and characterization of the composite materials charged with carbon fibers to be used as electromagnetic absorbents. The optimization of an absorbent, developed by our team, based on epoxy foam loaded with long carbon fibers was first carried out. A new processing technique has been proposed to improve the homogeneity and reduce the density of this absorbent. Several composite materials loaded with different rates (between 0.0125 and 10% m.) of carbon fibers with different lengths (100 μm, 3 mm, 6 mm and 12 mm) were carried out and characterized. The results show an influence of fiber length on the absorption frequency range. Several prototypes of absorbents (pyramidal and multilayer planes) were also carried out and characterized; their measurements confirm that the short and long fibers have, respectively, a strong absorption in high and low frequencies. Furthermore, a lightweight absorbent (0.07 g.cm-3), compact (90 mm) and very lightly loaded (<0.075% m.) with long carbon fibers (12 mm) was carried out. This shows a very good absorption performance Γ <-12 dB on the band [2-18 GHz], comparable to a thicker commercial material (125 mm). Finally, we directed our research towards the production of new structured and compact composite materials based on silicone (resin and foam). Good absorption performance, Γ <-10 dB on [4-18 GHz] and Γ <-20 dB on [5.2-18 GHz], are obtained for a 16 mm thickness absorbent with a structure based on silicone foam loaded with 2 % m. of carbon fibers of 12 mm length. | |||