Etude de méthodes de caractérisation diélectrique des matériaux et conception de nouvelles procédures de calcul

Abstract

Le but de ce travail est l‟étude des techniques de caractérisation électrique et magnétique des matériaux comme la détermination de la permittivité complexe et la perméabilité. En premier lieu, nous avons étudié quelques méthodes non résonantes existant dans la littérature, ce qui nous a permis à identifier les sources de l'ambigüité. Ensuite, nous avons proposé deux méthodes de calcul, la première est basée sur une combinaison des paramètres de répartition de deux échantillons identiques mais de longueurs différentes alors que la deuxième consiste à trouver un vecteur initial pour la résolution de l'équation transcendante. Finalement, la simulation et quelques mesures ont montré que nos résultats sont en bon accord avec ceux déjà publiés. Ce travail comporte les chapitres suivants: Dans le premier chapitre, nous présentons les principes généraux de la caractérisation diélectrique des matériaux et la problématique générée par cette même caractérisation. Nous y trouvons les méthodes de mesure résonnantes et non résonnantes ainsi que les procédures de calcul développées par les chercheurs. Le deuxième chapitre est consacré à l'étude de la propagation des ondes dans les guides (rectangulaire et coaxial). Nous y introduisons une analyse des champs électromagnétiques dans trois couches superposées et constituées de deux matériaux différents afin d'évaluer les coefficients de transmission et de réflexion. C'est à partir de ces coefficients que nous pouvons déduire les paramètres électriques (permittivité et perméabilité) d'un matériau. Dans le troisième chapitre, nous décrivons quelques techniques de mesure des coefficients de transmission et de réflexion dans le domaine des micro-ondes, recourant soit à la ligne de mesure et le té magique, soit à l'analyseur de réseaux automatique. Dans le quatrième chapitre, nous présentons quatre approches proposées dans la littérature pour l'évaluation des caractéristiques électriques des matériaux. Au cinquième chapitre, nous proposons deux nouvelles méthodes (ou procédures) pour la détermination de la permittivité complexe d'un matériau non magnétique. La mise en oeuvre de ces méthodes est effectuée sous MATLAB. Pour tester et valider ces méthodes, nous confrontons les résultats obtenus par notre méthode à ceux déjà publiés dans les revues spécialisées dans ce domaine. Le sixième chapitre est consacré à la mesure des propriétés diélectriques du mortier et d'un certain type de fromage. Nous clôturons nos travaux par une conclusion générale.