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Présentation HDR LOUIS - ESIGELEC

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Habilitation à dirigerdes recherchesCompatibilité électromagnétiqueDes moyens d’essais à la modélisation de composantsélectroniquesAnne Louis1


Sommaire• Curriculum Vitae• Activités pédagogiques• Responsabilités administratives et collectives• Activités de recherche• Perspectives14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 2


CURRICULUM VITAEPrincipales dates1995 DEA Electronique (Université de Limoges)1998 Doctorat en hyperfréquences (Université de Limoges)1999 Enseignant-chercheur à l’<strong>ESIGELEC</strong>2000 Responsable du Laboratoire de télécommunicationshyperfréquences de l’<strong>ESIGELEC</strong>2001 Participation à la création de l’IRSEEM2003 Responsable du pôle Electronique et Systèmesde l’IRSEEM et de la dominante ISET del’<strong>ESIGELEC</strong>14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 3


Sommaire• Curriculum Vitae• Activités pédagogiques• Responsabilités administratives et collectives• Activités de recherche• Perspectives14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 4


Activités pédagogiques• Domaines enseignés• Electromagnétisme, CEM• Electronique, hyperfréquences•IUT de Limoges (Mesures Physiques)•Vacataire•ATER•<strong>ESIGELEC</strong>•Enseignant-chercheur14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 5


Principales contributions• Création d’un cours d’hyperfréquences• Création d’un cours de simulation électromagnétique• Participation dans deux DNM de l’Université de Rouen• Participation à la mise en place du Mastère spécialiséMSIP (ENSI CAEN, NXP, <strong>ESIGELEC</strong>, ESIEE,ENSEIRB, ISEN, POLYTECH-NANTES)14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 6


Sommaire• Curriculum Vitae• Activités pédagogiques• Responsabilités administratives et collectives• Activités de recherche• Perspectives14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 7


Responsabilités administratives et collectives• 2000 – 2006 - Responsable du laboratoire detélécommunications hyperfréquences del’<strong>ESIGELEC</strong>• 2003 – 2006 - Responsable de la dominante ISET(Ingénierie des Systèmes Electroniques deTélécommunications)• 2003 - Responsable du pôle Electronique etSystèmes de l’IRSEEM14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 8


Laboratoire de TélécommunicationsHyperfréquences• Laboratoire dédié dominante ISET• Principales contributions• Création de Travaux Pratiques basés sur :• ADS de Agilent Technologies• HFSS de Ansoft• Création de Travaux Pratiques basés sur :• Analyseur vectoriel• Analyseur de spectre• Création de sujets pour des bureaux d’études14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 9


Responsabilités administratives et collectives• 2000 – 2006 - Responsable du laboratoire detélécommunications hyperfréquences del’<strong>ESIGELEC</strong>• 2003 – 2006 - Responsable de la dominante ISET(Ingénierie des Systèmes Electroniques deTélécommunications)• 2003 - Responsable du pôle Electronique etSystèmes de l’IRSEEM14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 10


Dominante ISET• Constitution du comité de pilotage• Industriels : Thales Air Defence, EADS, ALCATELSPACE• Universitaires : SUPELEC, Université de Limoges,Université Paris VI• Mise en place des enseignements• Télécommunications• Hyperfréquences• CEM• Création du cursus bilingue14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 11


Responsabilités administratives et collectives• 2000 – 2006 - Responsable du laboratoire detélécommunications hyperfréquences del’<strong>ESIGELEC</strong>• 2003 – 2006 - Responsable de la dominante ISET(Ingénierie des Systèmes Electroniques deTélécommunications)• 2003 - Responsable du pôle Electronique etSystèmes de l’IRSEEM14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 12


Equipe Electronique et Systèmes• Constitution de l’équipe• En 2003• 6 enseignants/chercheurs• 6 doctorants• 7 stagiaires• 1 technicien• Thèmes de recherche• En 2006• 11 enseignants/chercheurs• 12 doctorants• 2 post-doctorants• 9 stagiaires• 1 technicien• 2 professeurs associésCompatibilitéélectromagnétiqueCEM SystèmesPlateaux de mesureset d’investigationsCEM composants14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 13


Responsabilités administratives et collectives• Participation à la conception de la conférenceICONIC (Rouen, 2003)• Organisation de la conférence 2EMC (Rouen, 2005)• Organisation de COSTs• Participation à des réseaux nationaux• Chef de Projet de programmes R&D de la filièreNormandie AéroEspace (NAE)• Responsable d’un programme européen INTERREG• Elaboration de projets dans le cadre des pôles decompétitivité MOV’EO, AEROSPACE VALLEY14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 14


Sommaire• Curriculum Vitae• Activités pédagogiques• Responsabilités administratives et collectives• Activités de recherche• Introduction• Approche fonctionnelle• Approche électromagnétique• Moyens d’essais mis en oeuvre• Modélisation de composants• Conclusion et perspectives• Perspectives14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 15


Introduction• Contexte• Niveaux d’intégration des dispositifs électroniques dansles systèmes embarqués de plus en plus élevés• Complexité croissante des topologies des fonctionsélectroniques• Diversité des fréquences des signaux• Objectifs• Réduction des coûts de conception et de développementNécessité d’utiliser des outils de CAO14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 16


IntroductionModèles CEM decomposants actifsCAOélectriqueSchéma électriqueéquivalentCAOélectromagnétiqueConception defonctionsélectroniquesImpact et influencede la topologiepropre : structurespassives 3DPrise en compte dupackagingConception defiltres actifsplanairesImpact CEMConnecteursCâblesImpact thermiqueChauffagemicroondeCavités14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 17


Sommaire• Curriculum Vitae• Activités pédagogiques• Responsabilités administratives et collectives• Activités de recherche• Introduction• Approche fonctionnelle• Approche électromagnétique• Moyens d’essais mis en oeuvre• Modélisation de composants• Conclusion et perspectives• Perspectives14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 18


Intérêt du filtrage actif• Réduction du poids et de l’encombrement desystèmes électroniques• Compatibilité avec les technologies planaires etmonolithiques• Compensation des pertes d’insertion• Réglage électrique ou optique des performancesde filtrage14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 19


Démarche de conception• Choix des composants passifs et actifs• Définition des limites de validité• Précision des modèles• Simulation de la fonction électronique• Détermination de sa réponse• Etude de sensibilité• Dessin du masque• Mesure des paramètres du circuit14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 20


Réalisation d’un amplificateur déphaseurmonolithiqueR 2Etape d’optimisationL 4Varactor• Objectifs principauxEntréeL 1L 2TECL 3VaractorTECSortie• Déphasage plat sur toute la bande defonctionnement• Gain plat sur toute la bande defonctionnementCR 1Topologie finale• Moyens• On définit trois tensions de polarisationφ(°)100.0φ(°)100.060.020.0Déphasage 1 (°)Déphasage 2 (°)60.020.0Déphasage 1 (°)Déphasage 2 (°)-20.02.5 Fréquence 0.5 GHz/div5.0-20.02.5 Fréquence 0.5 GHz/div 5.0SimulationsMesuresDessin de masque14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 21


Bilan• Apports des outils de CAO électriques• Prise en compte des aspects électriques des composants• Conception de fonctions électroniques• Limites des outils de CAO électriques• Pas de prise en compte des couplages électromagnétiques entre fonctions• Pas de modèles électriques de structures complexesNécessité d’utiliser des logiciels électromagnétiques 3D14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 22


Sommaire• Curriculum Vitae• Activités pédagogiques• Responsabilités administratives et collectives• Activités de recherche• Introduction• Approche fonctionnelle• Approche électromagnétique• Impact de la topologie• Impact du packaging• Moyens d’essais mis en oeuvre• Modélisation de composants• Conclusion et perspectives• Perspectives14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 23


Approche électromagnétique• Contexte :Intégration du Centre Régional de Ressources Electroniques (C2RE)Moyens d’essais CEM dédiés aux aspects normatifs• Objectif :Mise en place d’une plate-forme de modélisationEvaluation des codes de calculUtilisation de logiciels commerciauxDéveloppement de cette activité dans le cadre de thèses etde projets de recherche partenariale14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 24


Impact de la topologieObjectif : quantifier l’impact des propriétés intrinsèques sur lefonctionnement du circuit Nécessité d’avoir desschémas électriques équivalentsDémarche• Analyse géométrique et physique de la structure réelle• Recherche d’une structure équivalente• Validation de la structure choisie• Simulations électromagnétiques et électriques• Validation du modèle14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 25


Impact CEM : Caractérisation de câblesTéflonAirGap d’airStructure réelleStructure simplifiéeSimulationélectromagnétiqueSimulation électriqueExtraction des paramètres Ss11 en dB0-1 0-20Fréquences de résonance1 3 5 7 9-30-40-50mS-60-70Schéma équivalent-80-90-1 00Simulations électromagnétiquesSimulations TouchstoneValidation du modèle14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 26


Impact thermique : chauffage microondeMesure depuissanceCharge à eauCheminéeCheminéehuileGuide d’ondesPistonMagnétronCirculateurStructure réelle : Générateur etapplicateur microonde au LRCPPiston d’accordSourceStructure simuléeThèse Caroline BONNETRépartition de la températureRépartition du champ électrique14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 27


Impact du packagingObjectif : quantifier l’impact des rayonnementsélectromagnétiques sur le fonctionnement des dispositifsApplication : détermination des modes decavités dans les modules radar117mm71mmSuppression de ces modes dans la bande defonctionnement• Modification des dimensions du boîtier• Ajout de plotsMode2 (3.32 GHz)colonettes métalliquesMode 2 (4.14 GHz)Thèse Christian ARCAMBAL14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 28


Apports des outils de simulation• CAO électrique• Conception de nouvelles structures• Caractérisation des aspects électriques linéaires et non linéaires• CAO électromagnétique• Prise en compte des effets électromagnétiques• Modélisation de structures passives 3DDifficultés de caractériser les phénomènes électromagnétiquesliés aux éléments actifsDifficultés de prendre en compte les aspects CEMMise en place d’un banc de diagnostic CEM innovant :Le banc de mesures champs proches14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 29


Techniques de mesure champ proche• Banc de mesures développé dans le cadre de la filière NormandieAéroEspace• Partenaires industriels : Thales Air Defence, Deutsch CompagnieConception dubancIngénierieLogicielBibliographieSimulationIntégrationmatérielChoix de la méthodede mesuresDéveloppementdes sondes de mesuresProgramme Filière Normandie AéroEspace/Soutien Thales Air Defence14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 30


Banc de mesures champs proches :Emission rayonnéeObjectif : Evaluation des niveaux d’émission rayonnéeAnalyseur despectreGénérateurzzSondeyxy2 rotationsCircuit testéRobot 5 axesSynoptique• 5 axes : x,y,z + 2 rotations (caractérisation de câbles et connecteurs)• Précision: x,y,z = 10 µm, rotations = 0.009°• Course utile: 200*100*60 cmProgramme Filière Normandie AéroEspace/Soutien Thales Air Defence - Thèse David BAUDRY14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 31x


Les sondes de mesuresSondes de mesureschamp électriqueSondes de mesureschamp magnétiqueSondes de mesuresmixtesCâble coaxialDipôle électrique∆coupleurhybride 180°Boucle magnétiquecoupleurhybride 180°câble coaxialcâble coaxialcâble coaxialdipôleboucleboucleProgramme Filière Normandie AéroEspace/Soutien Thales Air Defence - Thèse David BAUDRY – Thèse Lakhdar BOUCHELOUK14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 32


Cartographies de champsCartographie de la composante Ey du champ électriqueDifférence de niveaux et de profilsBesoin de caractériser les sondesMéthodes de caractérisation des sondes• Détermination du facteur d’antenne• Détermination de la réponse de la sondeProgramme Filière Normandie AéroEspace/Soutien Thales Air Defence - Thèse David BAUDRY – Thèse Lakhdar BOUCHELOUK14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 33


Caractérisation des sondes de mesuresApproche expérimentaleFacteur d’antenneApproche théoriqueE E i: champ incident tangentieliAF(f ) =V V : tension mesurée à la sortiede la sondeZ aBalunI’ IA BV’ Z’ 0 V Z V = E h Li eff C DCalcul de la réponse de la sonde à l’aide du spectre d’ondesplanesProgramme Filière Normandie AéroEspace/Soutien Thales Air Defence - Thèse David BAUDRY – Thèse Lakhdar BOUCHELOUK14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 34


Exemple d’application du spectre d’ondesplanes10.9Réponse spatiale du monopoleSonde à 1mmSonde à 5mmCoupe transversale0.80.70.6Coupe transversaleS(y)0.50.40.30.20.16050Ligne microrubanCorrection des mesures à 1mmChamp Ez corrigéChamp Ez réelChamp Ez mesuréRéponse de la sondeCoupleur hybride400-0.04 -0.03 -0.02 -0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04y-m-Ez-dBV/m-3020100-0.04 -0.03 -0.02 -0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04y-m-Thèse Lakhdar BOUCHELOUK14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 35


Programme APMEN : Active Probes forMeasurement of Electromagnetic Near FieldObjectif : Développer des sondes actives de mesures champs proches• Programme européen INTERREG III• Partenaire : University of KentIRSEEMUniversity of Kent• Intégration des sondes demesure sur le banc de mesureschamps proches• Développement de méthodesde post traitement• Développement d’un nouveaubanc de mesure dédiécomposants• Développement des pucesactives MMIC• Intégration des puces dans lessondes14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 36


Banc de mesures champs proches :Immunité rayonnéeObjectif : Localisation des composants sensiblesà des perturbations extérieures∆ƒ(kHz)∆ƒ(kHz)PCSynthétiseurAmplificateurPositionneurDispositif de détectiondu dysfonctionnementCarte ISondeAlimentationCarte IIDSTMoyen : Adaptation du banc de mesures champsproches pour effectuer des tests en immunité• Etude de deux versions d’un émetteur RF• Perturbation locale à l’aide d’une sonde dechamp électrique• Dysfonctionnement se traduisant par undécalage de la fréquence de fonctionnementMastère recherche Bouchra Tissafi Idrissi14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 37


Bilan• Application des techniques de mesures champsproches : diagnostic CEM des systèmesélectroniques• Identification des zones de fort champ• Identification des phénomènes de couplage• Localisation des composants susceptibles• Développement de sondes de mesures• Sondes de champ électrique• Sondes de champ magnétique• Méthodes de calibrage14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 38


CEM des composantsAugmentation de la complexité et du niveau d’intégration descircuits électroniquesObjectif : Disposer de modèles de composants CEM pour alimenter lesplates-formes de simulationsProgramme Filière Normandie AéroEspace (2004-2007)/Soutien Thales Air Defence14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 39


Aspects CEM• Les quatre axes de la CEM• Emission conduite• Modèle ICEM en cours de normalisation (IEC 62433-2)• Emission rayonnée• Immunité conduite• Immunité rayonnéeImmunité rayonnéeEmission rayonnéeImmunité conduiteEmission conduiteProgramme Filière Normandie AéroEspace (2004-2007)/Soutien Thales Air Defence14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 40


Programme CEM des composants• Programme développé dans le cadre de la filière NormandieAérosEspace• Partenaire industriel : Thales Air DefenceCEM descomposantsD. BaudryE. GaboriaudImmunitéM. KadiB. MazariC. ArcambalD. BaudryEmissionB. MazariImmunité conduiteI. Chahine (Doctorant)Immunité rayonnéeS. Atrous (Doctorant)Emissionsconduite/rayonnéeY. Vives (Doctorante)Banc DPIPlateau de mesureschamp procheProgramme Filière Normandie AéroEspace (2004-2007)/Soutien Thales Air Defence14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 41


Aspects CEM•Les quatre axes de la CEM• Emission conduite• Modèle ICEM en cours de normalisation (IEC 62014-3)•Emission rayonnée•Immunité conduite•Immunité rayonnéeImmunité rayonnéeEmission rayonnéeImmunité conduiteEmission conduiteProgramme Filière Normandie AéroEspace (2004-2007)/Soutien Thales Air Defence14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 42


Emission rayonnée :Méthodologie d’extraction de modèlesObjectif du modèle: être applicable àtous les composantsyMesure descomposantes deH à h=h 1Création dumodèlexChamprayonnéValidationdu modèleΔlθ 1θ 2 ouθ 3 θ 4S 1 S 2S 3S 4 S 5Simulation descomposantes de Hàh=h 1Composantà modéliserRéseau de dipôlesMoyen utilisé : Banc de mesures champsprochesSimulation àune hauteurh > h 1Programme Filière Normandie AéroEspace (2004-2007)/Soutien Thales Air Defence - Thèse Yolanda VIVES GILABERT14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 43


Emission rayonnée :Protocoles de mesuresQuartzSonde deréférenceAnalyseur deréseau vectorielQuartzSonde deréférenceHybrideAnalyseurde spectreMicrocontrôleurMicrocontrôleurSonde champmagnétiqueSonde demesurePCConfiguration 1PCConfiguration 2Hx mesuré à 4mm Hy mesuré à 4mm Hz mesuré à 4mm(dBA/m)-20-30-40-50Hx simulé 4mm Hy simulé 4mm Hz simulé 4mm-60(dBA/m)-20Programme Filière Normandie AéroEspace (2004-2007)/Soutien Thales Air Defence -Thèse Yolanda VIVES GILABERT14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 44-30-40-50-60


Conclusion et perspectives• Conclusions• Création d’un modèle 2D basé sur un réseau de dipôlesélectriques ou magnétiques• Élaboration de deux méthodes de mesure champ proche pourobtenir le champ magnétique en amplitude et phase• Caractérisation de dispositifs complexes• Perspectives• Amélioration du modèle 2D• Intégration des modèles dans des logicielsélectromagnétiquesProgramme Filière Normandie AéroEspace (2004-2007)/Soutien Thales Air Defence - Thèse Yolanda VIVES GILABERT14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 45


Aspects CEM•Les quatre axes de la CEM• Emission conduite• Modèle ICEM en cours de normalisation (IEC 62014-3)•Emission rayonnée•Immunité conduite•Immunité rayonnéeImmunité rayonnéeEmission rayonnéeImmunité conduiteEmission conduiteProgramme Filière Normandie AéroEspace (2004-2007)/Soutien Thales Air Defence14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 46


Immunité conduite :Banc DPIGénérateur RF +Amplificateur depuissancePuissanceWattmètreCoupleurPuissancetransmisePuissanceréfléchieTpolarisationGénérateur BFDSTOscilloscopePC de contrôleCarte d’acquisitionUSB-GPIB• Définition des critères de décision• Défaillance du composant• Définition d’un gabarit+/- X %Puissance en dBm403530252015105Courbe de susceptibilité d'un compteur binaire 4 bits (0 à 9)Forte susceptibilitéFaible susceptibilité01 10 100 1000Fréquence en MHzProgramme Filière Normandie AéroEspace (2004-2007)/Soutien Thales Air Defence - Thèse Imad CHAHINE14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 47


Immunité conduite :Approches de modélisationModèle électriqueEntréeCœur du circuitintégréSortieIBIS(modélisationdu packaging+protectionsESD )Charge variableen fonction dela fréquenceIBIS(modélisationdu packaging+protectionsESD )Nécessite la connaissance de données confidentiellessur la structure interne des circuits intégrésProgramme Filière Normandie AéroEspace (2004-2007)/Soutien Thales Air Defence - Thèse Imad CHAHINE14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 48


Immunité conduite :Approches de modélisationModèle mathématique basé sur les réseaux de neurones6NN & Measurements• Procédure de modélisation• Mesure à l’aide du banc DPI• Traitement des données• Approximation par approcheneuronale• Implémentation du modèleneuronal sous ADSOutput level (3.3V)54321MeasNN15 MHz 25 MHz 50 MHz00 500 1000 1500 2000 2500Number of points+25%-25%Faible susceptibilitéForte susceptibilitéProgramme Filière Normandie AéroEspace (2004-2007)/Soutien Thales Air Defence - Thèse Imad CHAHINE14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 49


Conclusions et perspectives• Conclusions• Mise en place du banc de mesure DPI• Développement d’un modèle mathématique basé sur lesréseaux de neurones• Perspectives• Application de l’approche neuronale à des circuits pluscomplexes• Amélioration de l’injection de puissance du banc DPIProgramme Filière Normandie AéroEspace (2004-2007)/Soutien Thales Air Defence - Thèse Imad CHAHINE14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 50


Aspects CEM•Les quatre axes de la CEM• Emission conduite• Modèle ICEM en cours de normalisation (IEC 62014-3)•Emission rayonnée•Immunité conduite•Immunité rayonnéeImmunité rayonnéeEmission rayonnéeImmunité conduiteEmission conduiteProgramme Filière Normandie AéroEspace (2004-2007)/Soutien Thales Air Defence14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 51


Immunité rayonnée :Choix du modèleEtude du couplage entre une ondeet une piste de circuit impriméOnde ElectromagnétiquewtV 1 V SV 2ZAV (0)L’ dxC’ dxV (L)ZBPistehε 0 ,µ 0ε 0 ε r ,µ 0SubstratPlan de masse0 xx+dx LModèle d’Agrawalx• Trois principaux modèles :• Modèle de Taylor• Modèle d’Agrawal• Modèle de RachidiExpression des courants et tensions induitsdans la ligne-10010 7 10 8 10 9Programme Filière Normandie AéroEspace (2004-2007)/Soutien Thales Air Defence - Thèse Sofiane ATROUS14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 52V0(db)0-10-20-30-40-50-60-70-80-90Frequence(HZ)Fréquence (Hz)-----Matlab-----HFSS


Conclusion et perspectives• Conclusions• Application du modèle d’Agrawal pour étudier lecouplage onde plane / piste d’un circuit imprimé• Perspectives• Application du modèle pour une onde nonuniforme• Validation du modèle par des mesuresProgramme Filière Normandie AéroEspace (2004-2007)/Soutien Thales Air Defence - Thèse Sofiane ATROUS14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 53


Sommaire• Curriculum Vitae• Activités pédagogiques• Responsabilités administratives et collectives• Activités de recherche• Introduction• Approche fonctionnelle• Approche électromagnétique• Techniques de mesures champs proches• Modélisation de composants• Conclusion et perspectives• Perspectives14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 54


Perspectives• Poursuivre le travail sur la modélisation descomposants• Transférer cette méthodologie aux composants depuissance ( MOV’EO, Carnot)• Développer une activité de simulation CEMglobale pour systèmes (MOV’EO, NAE)• Développer une activité CEM dédiéemicroélectronique (MIST, Carnot)14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 55


Perspectives• Poursuivre le travail sur la modélisation descomposants• Transférer cette méthodologie aux composants depuissance ( MOV’EO, Carnot)• Développer une activité de simulation CEMglobale pour systèmes (MOV’EO, NAE)• Développer une activité CEM dédiéemicroélectronique (MIST, Carnot)14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 56


MCEM (MOV’EO)• MCEM: Modélisation des Composants électroniques desEnvironnements Moteurs• Objectif: mise en place d’une méthodologie permettantd’extraire des modèles CEM de composants électroniques enmodes conduit et rayonné avec prise en compte de l’impact deseffets thermiques• Partenaires:• Grands groupes: ACOME, EADS-CCR, RENAULT,THALES, VALEO• Académiques: IRSEEM, CEGELY, SATIE• Durée : 3 ans• Budget : 2.58 M€14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 57


Perspectives• Poursuivre le travail sur la modélisation descomposants• Transférer cette méthodologie aux composants depuissance ( MOV’EO, Carnot)• Développer une activité de simulation CEMglobale pour systèmes (MOV’EO, NAE)• Développer une activité CEM dédiéemicroélectronique (MIST, Carnot)14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 58


PEPSCEM (MOV’EO)• Objectif: mise en place d’une plateforme logiciel pour lamodélisation en électronique et électronique de puissance dessystèmes complexes avec prise en compte de la CEM (conduitet rayonné)• Partenaires:• Grands groupes: RENAULT, VALEO, SCHNEIDER ELECTRIC,SCHNEIDER TOSHIBA, HISPANO-SUIZA (Groupe SAFRAN),THALES, PEUGEOT CITROËN AUTOMOBILES SA• PME: CEDRAT• EPIC: ONERA• Académiques: IRSEEM, CEGELY, LEG, SATIE• Durée : 3.5 ans• Budget : 4.186 M€14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 59


Perspectives• Poursuivre le travail sur la modélisation descomposants• Transférer cette méthodologie aux composants depuissance ( MOV’EO, Carnot)• Développer une activité de simulation CEMglobale pour systèmes (MOV’EO, NAE)• Développer une activité CEM dédiéemicroélectronique (MIST, Carnot)14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 60


MIST (CPER 2007-2013)• Objectif : reconnaissance et développement d’une plate-forme technologiquedans les domaines de la Microélectronique et de l’InstrumentationScientifique et Technique• Caractéristiques :• Développement d’un dispositif de mesure champ proche adapté à lamicroélectronique.• Application de la sonde atomique tomographique à laser femto-secondepour les secteurs des micro et nanoélectroniques.• Réalisation de sources laser ultra rapides délivrant une grande énergie• Développement de l’holographie numérique• Partenaires : le GPM, le CORIA, l’IRSEEM• Durée : 3 ans• Budget : 3.6 M€14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 61


RemerciementsUniversitairesJean Charles Bolomey (L2S, SUPELEC)Bernard Demoulin (TELICE/IEMN)Mhamed Drissi (IETR, INSA de Rennes)Cafer Ozkul (CORIA, Université de Rouen)Lionel Pichon (LGEP, Université Paris XI)Alain Reineix (XLIM, Université de Limoges)Mohamed Ramdani (ESEO)Etienne Sicard, Sonia Bendhia (LESIA, INSAde Toulouse)Membres de l’équipeChristian Arcambal Xavier GallenneYacine Azzouz Chantal HurardDavid Baudry Moncef KadiNabil Benjelloun Bélahcène MazariFabrice Duval Didier PrieurFrançois Fouquet Zoheir RiahEric Gaboriaud Christine TsafackRemerciementsIndustrielsPhilippe Eudeline, Michel Stanislawiak,Sylvain Alves (Thales Air Defence)Olivier Maurice (EADS CCR)François de Daran, Frédéric Lafon (VALEO)Docteurs et futurs docteursAubryCarolineFabriceFaycalImadIslemKahinaLakhdarRamiRiadSofianeYolandaYoussef14 Décembre 2006 <strong>HDR</strong> Anne <strong>LOUIS</strong> 62

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