Projet ANR-13-SECU-0004 – MILLIPRISM : Système d'imagerie radiométrique passif
Programme : Concepts, Systèmes et Outils pour la Sécurité Globale (CSOSG) 2013
Année de financement : 2013
Coordinateur du projet : Monsieur Jean-François LAMPIN (Institut d'Electronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie)
Partenaires : Institut d'Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie; Marchés, Organisations, Institutions et Stratégies d'Acteurs
Montant : 497719.0 euros
Durée : 42 mois
Résumé : Le consortium de recherche PRISM se compose d’un laboratoire de recherche académique ainsi que d’une entreprise. L’objectif est de développer conjointement une caméra radiométrique passive de petite dimension, légère et peu onéreuse. Ce type de caméra permet la détection d’objets cachés sous des vêtements,  des tissus, ou derrière n’importe quels types de papiers, de cartons, de plastiques, de bois, de plâtres ou de briques. Cette nouvelle technologie sera essentiellement dédiée à la protection des citoyens et des infrastructures. Un exemple concret concerne les portiques de contrôle d’aéroports. Pour ce type d’application, l’approche passive  proposée par la camera est un avantage, car la non émission d’ondes radiatives sera mieux perçue par la population.
La technologie actuelle repose sur une amplification faible bruit avant la détection à 90GHz. Ces amplificateurs présentent plusieurs inconvénients et la caméra gagnerait en coûts, en poids et en taille à ne pas les utiliser. L’objectif du projet PRISM est donc de remplacer le système de détection basé sur des LNA par un système de détection direct basé sur un détecteur ultrasensible.
Pour cela, deux types de détecteurs seront étudiés. Le premier sera une diode de détection thermoïonique non polarisée basé sur une hétérojonction et un gradient de matériaux semi-conducteurs III-V. son profil de dopage pourra facilement être modifié grâce à des variations d’épaisseurs et de compositions. Cette composition sera optimisée dans le but de maximiser la sensibilité de la diode à température ambiante, mais aussi à température cryogénique. Faire fonctionner la diode à température cryogénique est une solution efficace pour améliorer la sensibilité. Ceci sera faisable grâce au fait que la diode ne dissipe presque pas de puissance et qu’il existe déjà de petit système de refroidissement cryogénique.
Le second type de diode qui sera étudié repose sur l’effet avalanche.  Ces diodes reposent sur une jonction pn à gap étroit. Elles seront également optimisées pour fournir le maximum de sensibilité, pour les plus petites capacités et résistances de jonction possible.
Dans tous les cas, l’adaptation d’impédance du détecteur sera un point crucial et devra être aussi large que possible en termes de bande passante de façon à encore augmenter la sensibilité du détecteur. Ce circuit sera étudié pour chacune des diodes. L’augmentation de la fréquence de fonctionnement sera également étudié car ce paramètre permet d’augmenter la bande passante et donc de réduire la taille de l’optique de la camera.
L’amplificateur basse fréquence et faible bruit  qui suit le détecteur est aussi un point critique dans la réalisation du système. Il sera spécialement optimisé. Une des solutions pour réduire les effets causés par le bruit de cet amplificateur sera d’ajouter un circuit de modulation ainsi qu’une détection synchrone. Un nouveau circuit de modulation électronique sera donc proposé dans le but de réduire le bruit à une valeur proche du bruit émis par le détecteur.
Le consortium dispose d’une grande expérience dans le développement et la conception de composants semi-conducteurs hautes-fréquences ainsi que dans le design, la conception et l’intégration de circuit. Ce projet pourrait aboutir à la production d’un détecteur qui serait utilisé dans la prochaine génération de camera radiométrique passive. Grâce à leurs plus faible poids, prix et taillent elles pourraient être utilisée dans les aéroports, mais aussi sur des zone critique et des évènements ponctuels