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Électronique
/ 13-04-2023
Herry Gaëtan
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Ce travail de thèse porte sur l'étude et le développement d'un procédé d'intégration de jauges de contrainte sur et dans les matériaux complexes, basé sur l'impression par transfert, aussi appelé "Transfer Printing". La première partie de ce travail a consisté à définir l'environnement dans lequel le sujet s'inscrit afin de comprendre les enjeux qui poussent à développer de nouveaux procédés de fabrication non-conventionnels d'électronique. Dans un deuxième temps, des jauges de contrainte piézorésistives en silicium microcristallin dopé ont été réalisées sur un premier substrat adapté à leur fabrication, pour être ensuite transférées sur de la fibre de verre dans le but d'être utilisée en tant que renfort d'une future pièce composite. Afin de présenter le procédé dans une démarche applicative, nous nous sommes intéressés à la surveillance de l'intégrité des structures ; le SHM (Structural Health Monitoring), notamment pour la mesure de déformation dans les matériaux composites. La pièce composite instrumentée et ses capteurs ont été caractérisés sous des tests en flexion, en traction et en température. Dans une dernière partie nous présentons une étude prospective sur l'impression hydrographique d'électronique ; aussi appelé "Water Transfer Printing", où des questions plus générales sur le domaine de l'électronique transférées ont pu être soulevées.
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Électronique
/ 01-12-2022
Cane Romain
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Cette thèse porte sur l’étude et la conception d’antennes réseaux transmetteurs à reconfiguration de faisceau par voie optique. Un réseau transmetteur se compose d’une ou plusieurs sources focales éclairant un réseau planaire constitué de cellules élémentaires dont le contrôle de la phase en transmission permet de collimater le faisceau incident dans la direction souhaitée. Nous y menons l’étude théorique d’un semi-conducteur intrinsèque soumis à une injection forte de porteurs de charge puis étudions l’intégration d’un élément actif piloté à l’aide d’un signal laser à 1550 nm, permettant de contrôler le déphasage induit par une cellule élémentaire. Plusieurs cellules élémentaires intégrant des photo-commutateurs composés de germanium intrinsèque sont alors réalisées en bande X et en bande Ka. L’impact du contrôle optique est ensuite caractérisé expérimentalement en bande X. Un système de contrôle est développé afin de permettre l’intégration de telles cellules élémentaires dans un réseau transmetteur. Enfin, un réseau transmetteur mono-polarisation est développé en bande X et deux réseaux double-polarisation entrelacés, mono-bande et double-bande, sont simulés en bande Ka.
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Électronique
/ 29-11-2022
Ziane Massinissa
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Le besoin croissant d’un haut débit de communications mobiles a conduit au développement des réseaux mobiles cellulaires hétérogènes 5G censés exploiter les ondes millimétriques. Les appareils sans fil, tels que les smartphones, sont destinés à être utilisés à proximité du corps humain et doivent respecter les limites d'exposition. Dans la gamme 6-300 GHz, la densité de puissance absorbée (DPA) est utilisée comme grandeur dosimétrique principale. Lorsqu'une antenne est située à proximité de la peau humaine, des interactions en champ proche se produisent et modifient le champ incident le corps humain par rapport au rayonnement en espace libre. L'impact des interactions antenne/corps sur l'DPA à 60 GHz a été analysé par des formulations analytiques, simulations numériques et mesures expérimentales. Les résultats ont montré que ces interactions entraînent une augmentation de la DPA (augmentation jusqu'à 103 %). Deux nouvelles techniques d'évaluation expérimentale de la DPA tenant compte du couplage antenne/corps ont été introduites. Une 1ére méthode basé sur la mesure du champ électrique transmis à travers le modèle de peau pour calculer la DPA. La 2éme exploite l’élévation de température induite par l’absorption du champ électromagnétique pour retrouver la DPA.
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Signal, image, vision
/ 15-11-2022
Alameddine Jihan
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Le partitionnement d'un ensemble de données de grande taille, où le nombre de classes, d'échantillons d'apprentissage et d'autres connaissances a priori ne sont pas disponibles, pose un défi considérable. Ainsi, la conception de méthodes de partitionnement fiables, où toutes les décisions sont prises uniquement sur la base du tableau de données croisant objets/attributs est un problème complexe. Pour apporter une solution à ce problème, nous nous intéressons dans la cadre de cette thèse au développement de méthodes de partitionnement non supervisées et non paramétriques adaptées aux données de grande taille quel que soit le domaine applicatif. La première partie consacrée aux travaux de l’état de l’art présente d’abord les principaux critères d’évaluation d’une partition et donne ensuite une synthèse des principales méthodes de partitionnement mettant en évidence leurs avantages et leurs limites. La seconde partie présente les trois approches de partitionnement non supervisées développées. Pour confirmer leur caractère général, elles ont été appliquées à trois domaines : l’environnement, la reconnaissance des visages avec expressions et la médecine, avec des données acquises par des capteurs différents. Les évaluations montrent le succès des méthodes développées au vue de la pertinence des résultats. En effet, sans aucune intervention de l'utilisateur, les performances sont meilleures que celles des méthodes semi-supervisées et non supervisées les plus efficaces de l’état de l’art.
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Électronique
/ 08-11-2022
Causse Alexandre
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Ce travail présente une études des antennes magnétoélectriques mises en cavité. Les axes développés sont la miniaturisation et l’élargissement de bande passante de ce type d’antenne pour l’intégration sur des porteurs planaires et cylindriques soumis à de fortes accélérations. Les bandes visées pour l’étude sont les bandes GNSS (1,164 - 1,610 GHz) et les antennes développées sont à polarisation linéaire et circulaire. En effet les signaux envoyés par les satellites sont à polarisation circulaire main droite mais les environnements d’utilisation (en altitude) ne présentent pas de problématiques de multitrajets ce qui autorise une antenne polarisée linéairement. Plusieurs techniques sont présentées pour améliorer les performances des antennes avec un placement spécifique de la sonde d’excitation, des modifications de celle-ci, l’ajout d’éléments parasites, la conformation, l’utilisation de matériaux diélectriques de permittivité différente entre autres. Plusieurs prototypes ont été fabriqués et mesurés afin de valider es résultats obtenus en simulation avec généralement une bonne correspondance entre les deux. De plus des matériaux diélectriques réalisés en utilisant des techniques additives ont été utilisés afin de permettre un niveau important de détail et une reproductibilité, ainsi qu’une facilité et une rapidité de réalisation.
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Electronique
/ 28-10-2022
El Habchi Nguyen Sarah
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L’utilisation de matériaux organiques permet la conception de différents dispositifs électroniques à basse température et sur différents types de substrats. Les transistors à effet de champ organiques (OFETs) en font partie, leurs performances électriques encourageantes permettent la réalisation de circuits intégrés. Cependant, ces performances et la stabilité électrique et à l’air des OFETs nécessitent encore des améliorations. Cette thèse s’inscrit dans ce contexte et se compose de deux volets principaux : 1) la réalisation d’OFETs sur substrat rigide à très basse température et 2) le transfert technologique vers des OFETs sur substrat flexible biosourcé afin d’envisager de nouvelles applications bas coûts, portables et voire même viser une électronique verte et écoresponsable. Pour le premier volet, les objectifs étaient les suivants : 1) l’optimisation, la caractérisation électrique d’OFETs de type N et l’analyse de leurs performances électriques, 2) l’étude de leur stabilité électrique sous l’effet d’une polarisation continue de longue durée et 3) l’amélioration de la stabilité à l’environnement ambiant de ces OFETs. Pour le second volet, différents objectifs ont été visés : 1) l’optimisation d’un film à base d’agar pour la fabrication d’un substrat biosourcé, 2) assurer la résistance du film aux différentes étapes de fabrication de l’OFET et 3) étudier la faisabilité de l’OFET à base d’agar, évaluer sa stabilité électrique et comparer ses performances à celles d’un OFET sur verre. Les résultats obtenus sont très encourageants et ont démontré la faisabilité d’OFET fabriqué sur ces substrats biosourcés flexibles avec une mobilité d'effet de champ µFElin = 7.10-2 cm2/V.s, une tension de seuil VTH = 7 V, et un rapport de courant IDON/ IDOFF = 7.103.
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Électronique
/ 02-09-2022
Lo Mor Diama
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Ces travaux concernent l’imagerie ISAR en 3D de cibles mobiles non-coopératives avec une boite chaotique volumique, qui permet, à l'aide de fonctions de transfert décorrélées, d’encoder les signaux mesurés par plusieurs antennes en une voie de réception unique. Le décodage fait appel à des techniques d'inversion pour reconstruire les signaux mesurés, qui sont ensuite utilisés pour estimer la position et vitesse des différents diffuseurs constituant un objet. Ce travail utilise des réseaux d'antennes horizontaux et verticaux afin d'estimer les dimensions de l'objet imagé ainsi que la position 3D des diffuseurs principaux qui le constituent.
Les résultats obtenus par simulation ou à l'aide de données réelles ont montré que le dispositif compressif, qui permet, au prix d'une légère détérioration du signal, de simplifie considérablement le processus et le système d'acquisition, n'affecte pas la résolution de l'image reconstruite, mais induit l'apparition de lobes secondaires qui modifient le rapport signal à bruit au sein des images, et donc la qualité des paramètres estimés.
Les résultats expérimentaux obtenus avec trois antennes en configuration de réseau en L, connectées à une cavité métallique, montrent une très bonne reconstruction des objets observés. Cette étude démontre que les approches compressives matérielles représentent des solutions prometteuses, élégantes et peu coûteuses pour surmonter les problèmes de mise en œuvre, matérielle et logicielle de réseaux multi-antennes pour des applications d'imagerie avancée.
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Électronique
/ 08-07-2022
Benserhir Yousra
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L'un des principaux défis de la santé publique est la prévention de la contamination bactérienne par des techniques de détection rapides, hautement sensibles et spécifiques. L'un des principaux défis de la santé publique est la prévention de la contamination bactérienne par des techniques de détection rapides, très sensibles et spécifiques. Le développement de de capteurs bactériens très sensibles pour la détection d'Escherichia coli basés sur des réseaux de nanofils a été réalisé dans ce travail. L'intérêt de ces nano-objets réside dans une grande surface de contact permettant des interactions potentiellement importantes avec les bactéries. L'intérêt de ces nano-objets réside dans une grande surface de contact permettant des interactions potentiellement importantes avec les bactéries. Leur présence induit une modification de l'interaction électrique à travers le réseau de nanofils de silicium et constitue la base du développement de systèmes de nanofils de silicium. pour le développement de résistances électriques basées sur des nanofils de silicium agissant comme des capteurs de bactéries. La haute spécificité de ces capteurs est assurée par la fonctionnalisation chimique des nanofils, qui permet la liaison de molécules spécifiques. Ceci permet la liaison d'anticorps spécifiques (anti-LPS) pour cibler E. coli.Le capteur développé dans ce travail est une résistance électrique dont les électrodes sont électriquement interconnectées par un réseau dense de nanofils de silicium. Ces nanofils sont synthétisés par le procédé Solid Liquid Vapour directement sur les électrodes de silicium polycristallin fortement dopées, en utilisant l'or comme catalyseur et le silane comme gaz précurseur. Leur fonctionnalisation est réalisée par le dépôt de deux couches chimiques APTES et glutaraldéhyde pour la détection spécifique des bactéries E. coli. . La détection de la bactérie est obtenue par la mesure du courant traversant le capteur. L'analyse des résultats est soutenue par une analyse de fluorescence. Dans ce travail, la faisabilité de la détection pour différentes concentrations d'E. coli est démontrée. Les mesures électriques ont permis une détection linéaire des concentrations bactériennes dans la gamme 102-108 CFU/mL avec une sensibilité élevée de 83 µA par décennie de CFU/mL et une détection spécifique. Les résultats rapportés dans cette étude montrent la preuve de concept d'un capteur à base de nanofils de silicium pour la détection directe et spécifique d'E. coli par des mesures électriques. Ce dispositif biocapteur a ainsi démontré son grand potentiel en tant qu'outil alternatif pour de futures applications, pour détection bactérienne en temps réel, miniaturisable et à faible coût, compatible avec la technologie conventionnelle du silicium
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Télécommunications
/ 07-07-2022
Aqlan Basem Mohammed Qasem
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Les activités présentées dans cette thèse portent sur l'étude et le développement d'antennes à ondes submillimétriques à gain élevé pour les communications sans fil à courte portée. Les prototypes proposés, basés sur une structure simplifiée et entièrement métallique, sont particulièrement adaptés aux systèmes de communication sans fil 6G nécessitant des antennes à faible coût avec de bonnes performances. La première partie de la thèse porte sur le développement d'antennes à haut gain polarisées circulairement et linéairement basées sur différentes technologies. Six antennes ont été conçues et fabriquées démontrant le potentiel des prototypes pour la bande 300 GHz. Une large bande passante et un gain élevé des diagrammes de rayonnement sont obtenus. Enfin, les implémentations et la conception d'antennes multifaisceaux (MBA) à large bande, à faible pertes et à large couverture sont proposées et étudiées. Les MBA sont basés sur des lentilles de Lüneburg à guide d'ondes à plaques parallèles (PPW) entièrement métalliques avec des structures périodiques. La première mise en œuvre consiste en des cylindres métalliques périodiques d'épaisseurs différentes. L'épaisseur du cylindre imite l'indice de réfraction équivalent de la loi de Lunebourg. La deuxième implémentation correspond à l’utilisation de cylindres métalliques de tailles uniformes. Les entrefers de la plaque supérieure PPW contrôlent l'indice de réfraction équivalent de la loi de Lunebourg. Les deux implémentations ont montré de bonnes performances avec une large couverture de ± 65 ° et de faibles pertes de balayage.
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Électronique
/ 28-06-2022
Koutsos Orestis
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Le développement des communications sans fil à haut débit à des fréquences sub-THz est une solution prometteuse pour la croissance continue du trafic de données. À ces fréquences, le principal défi consiste à atténuer les pertes de propagation accrues en réalisant des antennes à gain élevé, efficaces et à large bande. Cependant, les contraintes de fabrication limitent souvent les performances de l'antenne, résultant ainsi en technologies coûteuses avec une résolution plus élevée. Les antennes à réseaux transmetteurs sont des candidats appropriés, combinant les avantages des architectures alimentées spatialement avec des processus de fabrication planaires. Dans cette contribution, une approche synthétique pour l'analyse et la synthèse des réseaux transmetteurs passifs (faisceaux fixes) à 300 GHz est développée. La méthode proposée permet une conception rentable, tout en ciblant les performances maximales réalisables. Différents prototypes ont été fabriqués, en utilisant un circuit imprimé standard ou un procédé de lithographie au quartz. Les résultats expérimentaux ont démontré un gain élevé, jusqu'à 43,2 dBi, une efficacité d'ouverture très élevée, jusqu'à 48,6%, et des performances à large bande, jusqu'à plus de 30% de la bande passante relative, dans différents prototypes. Une méthode numérique basée sur l'optique physique pour les futures conceptions des réseaux transmetteurs à profil bas a été développée, comme alternative au modèle d'approche de lancer de rayons.
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