Modélisation numérique électromagnétique

Deux présentations scientifiques relatives à des travaux de l'équipe PIM sur la modélisation numérique électromagnétique, seront présentées à IMT Atlantique en salle C02-113 le 9 mars à 14H30.

Dispositifs Multi-Accès pour le Raccordement de Maillages non Structurés en Calcul Electromagnétique par la TLM à l’aide de topologies basées sur les C-Matrices

Présenté par Michel Ney (Lab-STICC/SYPH/PIM) en collaboration avec A. IJJEH, M. CUEILLE, J.-L. DUBARD, Université Côte d'Azur, CNRS, LEAT.

Cette présentation a pour sujet le problème du maillage irrégulier non structuré pour le calcul électromagnétique dans le domaine temporel, plus particulièrement par la méthode TLM (« Transmission-Line Matrix »). Le maillage par blocs illustre cette technique pour lequel des zones adjacentes comportant des cellules de taille différente doivent être connectées sans générer des erreurs additionnelles à travers les interfaces. La méthode TLM remplace le domaine de calcul par un réseau de lignes interconnectées dans lequel des tensions se propagent et permettent le calcul des champs à chaque pas temporel à toutes les interconnexions. Par conséquent, une première idée est d’utiliser des transformateurs idéaux pour connecter les différentes zones maillées pour l’échange des tensions à travers les interfaces. En effet, ces dispositifs sont sans pertes et non dispersifs. Cependant, il existe différents types de connexion et des résultats récents ont montré qu’ils ne donnaient pas les mêmes précisions. Poursuivant l’analyse en appliquant la théorie des dispositifs multi-accès, il a été montré que la matrice de dispersion du dispositif pour l’échange des tensions constitués de transformateurs connectés ne remplissaient pas toutes les propriétés requises, à savoir les accès adaptés. La théorie des systèmes montre qu’il existe des matrices ayant toutes les propriétés désirées appelées « C-Matrix ». Elle peuvent être générées sans procéder à une synthèse de circuits interconnectés. Ces matrices sont alors insérée dans l’algorithme TLM et permet l’échange des tensions avec une erreur négligeable. Des simulations montrent des comparaisons avec les approches de type transformateur. L’inconvénient de l’approche « C-Matrix » est que ces dernières ne peuvent être générées que pour des rapports de maille impaires. Cependant, les matrices ayant des valeurs propres sur le cercle unitaire, la stabilité à long terme devrait être assurée avec un pas temporel unique. Des études en cours concernent l’extension à un rapport arbitraire et l’étude de la stabilité lorsque les pas temporels locaux sont utilisés.

Modélisations de systèmes quasi-optiques à des fréquences sub-millimétriques

Présenté par Gregory Gaudin (Lab-STICC/SYPH/PIM)

L’objectif est de présenter succinctement les travaux de thèse de doctorat, réalisée en collaboration avec l’entreprise Terakalis à Montpellier. Les travaux s’articulent autour du contrôle non destructif et de l’imagerie THz, ainsi que de la caractérisation de matériaux dans les bandes millimétriques et submillimétriques. Le banc de caractérisation d'IMT Atlantique sera ainsi modélisé et servira à l’acquisition de données expérimentales, notamment à l’aide d’un robot collaboratif (Cobot). La taille des systèmes quasi-optiques est conséquente comparée aux longueurs d’onde sub-millimétriques. Les outils de simulation traditionnels deviennent limités en terme de performances et temps de calcul, notamment dans un objectif de conception de système. Une méthode de simulation est dérivée des travaux de chercheurs de l’Université Paul Sabatier (Toulouse III). Elle permet de décomposer un champ électromagnétique arbitraire en un ensemble de faisceaux gaussiens. Ces faisceaux peuvent ensuite être suivis à travers un système quasi-optique composé de lentilles et/ou de miroirs. Leur recomposition permet de déterminer le champ électromagnétique en chaque point de l’espace. Ces simulations permettront de déterminer des configurations optimales pour le banc de mesure et ainsi encore améliorer la qualité des caractérisations de mat´eriaux. Elles permettront également de concevoir les fonctions nécessaires à un dispositif d’imagerie THz multi-sources dédié au contrôle non destructif.