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Capteurs passifs à transduction électromagnétique pour la mesure sans fil de la pression
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Jatlaoui, Mohamed Mehdi |
| Copyright Year | 2009 |
| Abstract | Depuis quelques annees on assiste a la proliferation de capteurs (pression, acceleration, temperature) autonomes sans fil qui s'appuient sur la disponibilite d'une part d'elements sensibles petits et performants et d'autre part sur de nouveaux circuits electroniques de communication a faible cout entre 300MHz et 3GHz. Ces composants repondent a la demande croissante pour des reseaux de capteurs communicants autonomes pour des applications distribuees de surveillance, d'analyse ou encore de diagnostic. Cependant, le developpement de ces reseaux de capteurs communicants sans fil a mis en evidence une limitation intrinseque de l'utilisation de la plupart des cellules de mesures existantes liee a l'autonomie energetique du systeme. La majorite des recherches visant a augmenter l'autonomie des capteurs se focalisent d'une part sur la reduction de la consommation des cellules sensibles et des circuits electroniques et d'autre part sur la disponibilite de l'energie embarquee. Bien que seduisantes, toutes ces solutions potentielles presentent des inconvenients majeurs tels que la complexite des dispositifs a mettre en œuvre, des faibles courants disponibles ou encore une quantite d'energie stockee peu importante. Dans le cadre de cette these, on s'est interesse au cas particulier des capteurs de pression et on a adopte une toute autre approche. En effet, l'objectif de ce travail consiste a repenser completement le principe de fonctionnement du capteur en developpant un nouveau mode de transduction completement passif qui ne necessite pas d'energie embarquee et qui peut etre interroge a grande distance (plusieurs metres a quelques dizaines de metres) par radar. Ce mode baptise `transduction electromagnetique' est base sur la modification de la frequence de resonance d'une fonction hyperfrequence par la grandeur a mesurer. Cette methode originale de transduction convertit l'effet d'un gradient de pression en un decalage en frequence. Dans une premiere etape, une validation theorique, par modelisation electromagnetique, du principe de fonctionnement est presentee. Ensuite, le dimensionnement de la cellule de mesure est realise en tenant compte, d'une part de l'aspect electromagnetique lie au circuit resonant, et d'autre part de l'aspect mecanique relatif aux contraintes technologiques pour les structures avec membrane silicium. Par la suite, des simulations electromagnetiques simplifiees ainsi que des simulations tenant compte de la deformation reelle de la membrane ont ete realisees pour valider, par simulation, le decalage en frequence et ainsi valider le principe de fonctionnement du capteur. L'etape suivante a permis d'identifier les procedes technologiques en salle blanche qui ont permis de realiser les premiers prototypes du capteur. Une fois les cellules de mesures fabriquees, des mesures RF ont ete realisees et viennent confirmer les resultats de simulations. Ensuite, en utilisant un banc de mesure specialement dedie a ce type de capteurs, des mesures RF combinees avec des mesures en pression ont ete menees pour la caracterisation en pression des prototypes et pour en extraire la sensibilite. Enfin, des perspectives sont ouvertes sur les aspects sans-fil et interrogation Radar du capteur. |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00559628/document |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
