Réalisation et caractérisation de structure composite ployaniline-polyuréthane dans le domaine micro-ondes modélisation et optimisation de blindage électromagnétique multicouche en utilisant un algorithme génétique

Abstract

L’objectif de cette thèse est de réaliser et caractériser une structure composite à base d’alliages de polyaniline-polyuréthane dans le domaine micro-onde pour la modélisation et l’optimisation de blindages électromagnétiques multicouches. A partir de l’eméraldine base (état isolant de PAni), nous avons effectué un dopage protonique par CSA dans DCAA avec succès : une conductivité maximale stable de 11500 S/m a été obtenue. Les mélanges de PAni-PU avec différentes concentrations de PAni ont présenté un faible de seuil de percolation (< 0,2 %). Les films tricouches de PAni/PU avec Kapton ont été élaborés. L’observation à l’échelle micrométrique des films a montré une bonne interaction entre PAni et PU pour les films monocouches, et une bonne adhérence entre PAni/PU et Kapton pour les films tricouches. Les caractérisations électromagnétiques des films ont été effectuées dans les bandes : 100 MHz- 5 GHz et 8 GHz – 18 GHz. Elles nous ont montré que la conductivité ne dépendait pas de la fréquence pour les bons conducteurs. L’hypothèse d’un bon conducteur a été vérifiée : s/we0 >> e, donc e était négligeable dans les calculs de SE. Nous avons développé les programmes de modélisation de SE à l’aide du formalisme matriciel. Nous obtenons un bon accord entre les mesures et les modélisations de SE. En utilisant un Algorithme Génétique (AG), une structure tricouche a été optimisée pour répondre aux besoins industriels (SE > 40 dB) ou militaires (SE > 80 dB) de blindage électromagnétique. Une épaisseur totale de 260 µm a été trouvée pour une structure tricouche, avec des SE supérieures à 40 dB à partir de 50 MHz. Pour SE > 80 dB à 8 GHz, le calcul a donné une épaisseur totale de 500 µm. 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 l’AG pour optimiser des matériaux tant sur le plan du blindage électromagnétique que sur l’absorption micro-onde.