Microwave absorbing materials based on epoxy foam loaded with long carbon fibers

Ce travail de thèse porte sur la conception, la réalisation et la mesure d’absorbants microondes. Plusieurs types d’absorbant ont été étudiés dans la bande de fréquence allant de 0.75 GHz à 18 GHz. Il s’agit tout d’abord d’absorbants planaires à multicouches élaborés à partir de mousses époxy chargées avec différents pourcentages massiques (entre 0.0125 et 10 %) de fibres de carbone ayant des longueurs entre 100 µm et 12 mm. La performance d’absorption des multicouches a été optimisée, tout en réduisant leur compacité, grâce à un code MATLAB et à l’utilisation d’un l’algorithme génétique. La composition et l’épaisseur de chaque couche ont ainsi pu être optimisées, et ont conduit à la réalisation de plusieurs prototypes performants (absorption > 90%) de faibles épaisseurs (entre 50 mm et 98 mm), très faiblement chargés ( 90%) of low thicknesses (between 50 mm and 98 mm), very lightly loads (<0.075% fiber), and with very low density (0.06 g.cm-3). Second, metamaterial (MM) absorbers have been studied. A new multi-resonant geometry (called Vshape), presenting several absorption peaks on the studied frequency band, has been proposed; an analytical calculation of the reflection coefficient, using the extracted effective properties, was implemented. The simulation, measurement as well as analytical calculation of this MM show very consistent results thus validating our models. Finally, a hybrid absorber, combining a thin layer of epoxy foam loaded with carbon fibers to the metamaterial, was proposed to broaden its bandwidth. Thus, a planar ultra-wide-band absorber (with a reflection coefficient <-10 dB between 2.6-18 GHz) could thus be obtained. This absorber shows the best compromise between thickness/absorption band/absorption frequency presented to date in the literature