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LE CRISTAL PHOTONIQUE REND L'ANTENNE PLUS SÉLECTIVE

Hassan Meddah

Publié le

Grâce à un cristal enrobant l'antenne, des chercheurs ont conçu des émetteurs capables de rayonner dans une direction précise.

Emettre uniquement là où c'est nécessaire, le pari est en train d'être gagné. Pour y parvenir, les laboratoires de l'Institut d'électronique fondamentale d'Orsay et l'IETR 2 de Rennes associés à France Télécom et à la PME Advanten ont conçu un nouveau type d'émetteur.

Celui-ci est constitué d'une antenne enrobée par un matériau aux propriétés très particulières : un cristal photonique métallique et contrôlable. Il s'agit d'un matériau obtenu par l'empilement périodique tridimensionnel d'un même motif de matière. Résultat : l'onde électromagnétique incidente est totalement réfléchie pour peu que sa longueur d'onde soit inférieure ou égale à la dimension du motif du cristal. Au contraire, pour laisser s'échapper l'onde en différents points du matériau, on modifie alors les propriétés de propagation du cristal en insérant des défauts dans ce cristal, contrôlés à l'aide des courants électriques. « En maîtrisant le courant électrique grâce à des diodes électroniques, on peut rendre le matériau transparent ou réfléchissant », explique André de Lustrac, responsable de l'équipe « cristaux photoniques et méta-matériaux » à l'IEF d'Orsay et professeur à Paris X.

Un premier prototype a été mis au point par la PME Advanten, spécialisée dans la conception et la réalisation de systèmes radio. En forme de cylindre, il est constitué d'une mousse présentant des trous réguliers. « La périphérie de chaque trou, de 1 à 2 millimètres de diamètre, est en fait métallisée. Deux couches successives de trous se trouvent reliées par une couche de diodes. Le procédé de réalisation des trous est déjà industrialisé », explique Jean-Pierre Daniel, son directeur scientifique. Ce qui débouche sur une antenne très compacte de 25 centimètres de hauteur pour un diamètre de 22 centimètres.

Emettre jusqu'à un angle de 30°

L'utilisation d'un matériau constitué de 4 couches cylindriques concentriques améliore le bilan énergétique de l'émission. « Nous cherchons avant tout des antennes reconfigurables. En fonction du trafic, on peut adapter le nombre et la largeur des faisceaux », explique Philippe Ratajczak, ingénieur chercheur à France Télécom, qui participe au projet. L'antenne est ainsi capable d'émettre sur un secteur angulaire de 30°.

André de Lustrac estime que l'on peut encore plus loin. « Avec des motifs encore plus petits appelés méta-matériaux, on peut imaginer des antennes avec des épaisseurs de l'ordre centimètre, voire du millimètre ! », précise-t-il. Les antennes seront alors invisibles ou presque.

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