Brevet FR3152662A1 — publié le 20250307

Ce dispositif d’absorption (2) d’ondes électromagnétiques est muni intérieurement : - d’un premier compartiment (4) et d’un deuxième compartiment (6) juxtaposés et isolés électriquement l’un de l’autre, - d’une pluralité de corps solides (14) logés dans le premier compartiment (4), chaque corps solide (14) étant formé d’un matériau isolant électrique (16) enrobé d’un matériau conducteur électrique (18), et - d’au moins une couche de tissu à compatibilité électromagnétique (20) logée dans le deuxième compartiment (6). Figure pour l’abrégé : Fig 1 Dispositif d’absorption d’ondes électromagnétiques et salle faradisée comprenant un tel dispositif L’invention a pour domaine technique l’absorption d’ondes électromagnétiques. Techniques antérieures L’utilisation d’appareils émetteurs d’ondes électromagnétiques dans de nombreux domaines d’applications, en particulier dans la santé, l’aviation ou les télécommunications, crée le besoin d’isoler certains objets de certains rayonnement électromagnétiques non désirés présents dans leur environnement. Par exemple, il pourrait être souhaitable d’isoler certaines parties du corps d’un patient du rayonnement électromagnétique émis par un appareil médical comme un scanner ou d’isoler certains objets pour qu’ils ne perturbent pas d’autres objets comme des appareils de mesure. Il peut également être utile de former une enceinte apte à isoler certains objets pour qu’ils ne soient pas perturbés par des rayonnements électromagnétiques environnants, par exemple pour mesurer des perturbations électroniques induites par un équipement en réduisant le bruit électromagnétique provenant d’autres sources. Généralement, une telle enceinte n’est pas mobile. Ce sont les objets à isoler qui doivent être mobiles pour être placés à l’intérieur d’une telle enceinte. La présente invention vise à proposer une solution d’absorption d’ondes adaptée à de nombreuses applications, adaptée à de nombreux environnements intérieurs et extérieurs, efficace sur une large bande de fréquences, facile à transporter et à installer. L’invention concerne un dispositif d’absorption d’ondes électromagnétiques muni intérieurement : - d’un premier compartiment et d’un deuxième compartiment juxtaposés et isolés électriquement l’un de l’autre, - d’une pluralité de corps solides logés dans le premier compartiment, chaque corps solide étant formé d’un matériau isolant électrique enrobé d’un matériau conducteur électrique, et - d’au moins une couche de tissu à compatibilité électromagnétique logée dans le deuxième compartiment. Les corps solides sont individualisables. Le tissu à compatibilité électromagnétique est un matériau utilisé pour créer des revêtements ou des enveloppes aidant à atténuer les interférences électromagnétiques, par exemple en bloquant ou réfléchissant certaines ondes électromagnétiques. Le tissu à compatibilité électromagnétique comprend, par exemple, des fils d’un matériau conducteur électrique dans la trame du tissu, ou un matériau absorbant, tel qu’un matériau carbone ou tel que de la ferrite, convertissant l’énergie électromagnétique en chaleur. Les corps solides logés dans le premier compartiment et ladite couche de tissu à compatibilité électromagnétique logée dans le deuxième compartiment permettent d’absorber efficacement les ondes électromagnétiques sur une large bande spectrale, les ondes électromagnétiques incidentes étant réfléchies par les corps solides et absorbées par ladite couche de tissu à compatibilité électromagnétique. Au moins le premier compartiment peut être étanche aux fluides. Le deuxième compartiment peut également être étanche aux fluides. Le dispositif d’absorption peut en outre comprendre au moins un orifice en communication fluidique avec le premier compartiment, et au moins un moyen de fermeture pour fermer de façon étanche aux fluides ledit orifice. L’orifice du dispositif d’absorption est apte à coopérer avec un moyen de mise sous vide pour mettre sous vide le premier compartiment du dispositif d’absorption. Lorsque le premier compartiment du dispositif d’absorption est mis sous vide, la compacité des corps solides augmente, améliorant l’efficacité d’absorption des ondes électromagnétiques du dispositif d’absorption et ce dans une large bande spectrale, par exemple de 3 à 18 GHz. De plus, le premier compartiment du dispositif d’absorption mis sous vide est davantage rigide. Le dispositif d’absorption peut en outre comprendre une paroi interne séparant les premier et deuxième compartiments. Ainsi, les premier et deuxième compartiments sont isolés l’un de l’autre par cette paroi, en particulier un fluide ne peut pas circuler entre les premier et deuxième compartiments. Ladite paroi interne peut être formée en polyuréthane. Ainsi, ladite paroi interne est résistante, flexible et légère. Ladite paroi participe également aux propriétés isolantes du dispositif d’absorption, le polyuréthane ayant des propriétés d’isolation acoustique. Les premier et deuxième compartiments peuvent chacun comprendre au moins une paroi en polyuréthane supplémentaire. Ainsi, le dispositif d’absorption est adapté à des environnements extérieurs. Le polyuréthane peut être résistant aux intempéries, aux rayons UV et aux variations de température. Ledit matériau isolant électrique des corps solides peut comprendre du polystyrène. Ainsi, le dispositif d’absorption est de masse réduite et facile à transporter. Ledit matériau conducteur électrique des corps solides peut comprendre du noir de carbone ou du graphite. Le dispositif d’absorption peut comprendre au moins deux couches de tissu à compatibilité électromagnétique logées dans le deuxième compartiment. En particulier, le dispositif d’absorption comprenant deux ou trois couches de tissu à compatibilité électromagnétique logées dans le deuxième compartiment est efficace pour absorber des ondes électromagnétiques tout en conservant une masse réduite. Les couches de tissu à compatibilité électromagnétique peuvent être en appui les unes contre les autres. Ledit matériau conducteur électrique de chaque corps solide peut représenter entre 1% et 3% de la masse dudit corps solide. En particulier, le pourcentage de la masse du corps solide dudit matériau conducteur électrique permet de modifier les propriétés d’absorption d’ondes électromagnétiques du dispositif d’absorption. La plus grande dimension des corps solides peut être comprise entre 5 millimètres et 35 millimètres, en particulier entre 5 millimètres et 25 millimètres, notamment entre 10 millimètres et 20 millimètres. Les corps solides peuvent être agencés en au moins deux couches superposées. Augmenter le nombre de couches superposées permet d’améliorer l’efficacité d’absorption du dispositif d’absorption. Les corps solides peuvent être de forme sphérique. Ainsi, la compacité des corps solides dans le premier compartiment est élevée. Le diamètre des corps solides de forme sphérique peut être identique ou au contraire varier d’un corps solide à un autre. Dans ce deuxième cas, la compacité des corps solides dans le premier compartiment peut être augmentée. La présente invention concerne également une salle faradisée comprenant au moins un dispositif d’absorption tel que défini précédemment. La salle faradisée peut comprendre une structure gonflable. Ledit dispositif d’absorption peut être monté sur la structure gonflable. Ainsi, la salle faradisée est légère, facile à transporter et à installer. La présente invention sera mieux comprise à l’étude de la description détaillée de modes de réalisation, pris à titre d’exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés sur lesquels : FIG. 1 est une vue schématique en coupe d’un dispositif d’absorption selon un exemple de réalisation de l’invention ; FIG. 2 est un exemple de mesure d’un coefficient de réflexion en dB effectué en incidence normale sur un dispositif d’absorption selon un exemple de réalisation de l’invention ; FIG. 3 est un exemple de structure gonflable d’une salle faradisée selon un exemple de réalisation de l’invention ; et FIG. 4 est un exemple de salle faradisée selon un exemple de réalisation de l’invention. Description détaillée La FIG. 1 représente schématiquement un dispositif d’absorption 2 d’ondes électromagnétiques, se présentant ici sous la forme d’un panneau, comprenant intérieurement un premier compartiment 4 et un deuxième compartiment 6 juxtaposé au premier compartiment 4. Sur la figure, les premier et deuxième compartiments 4, 6 sont disposés l’un en dessous de l’autre. Le dispositif d’absorption 2 comprend une paroi interne 8, par exemple en polyuréthane, séparant les premier et deuxième compartiments 4, 6 afin de les isoler l’un de l’autre. Le dispositif d’absorption 2 comprend, par exemple, une paroi supérieure 10 formée d’un matériau polyuréthane et délimitant conjointement avec la paroi interne 8 du dispositif d’absorption 2 le premier compartiment 4. Les parois supérieure 10 et interne 8 du dispositif d’absorption 2 peuvent être assemblées entre elles par une soudure haute fréquence afin de rendre étanche aux fluides le premier compartiment 4. Le dispositif d’absorption 2 comprend, par exemple, une paroi inférieure 12 formée d’un matériau polyuréthane et délimitant conjointement avec la paroi interne 8 du dispositif d’absorption 2 le deuxième compartiment 6. Les parois inférieure 12 et interne 8 du dispositif d’absorption 2 peuvent être assemblées entre elles par une soudure haute fréquence afin de rendre étanche aux fluides le deuxième compartiment 6. Le dispositif d’absorption 2 comprend une pluralité de corps solides 14 logés dans le premier compartiment 4. Chaque corps solide 14 est ici de forme sphérique. Alternativement les corps solides 14 peuvent être de la forme d’un cube, d’un parallélépipède, ou d’un cylindre. Tous les corps solides 14 sont ici de diamètre constant, par exemple des corps solides 14 de la forme de sphères de seize millimètres de diamètre, avec une tolérance de plus ou moins un millimètre. Alternativement, les corps solides 14 peuvent être de différentes dimensions. Par exemple, la plus grande dimension des corps solides 14 peut être comprise entre 5 millimètres et 35 millimètres, plus précisément entre 5 millimètres et 25 millimètres, encore plus précisément entre 10 millimètres et 20 millimètres. Chaque corps solide 14 est formé d’un matériau isolant électrique 16, par exemple du polystyrène, enrobé d’un matériau conducteur électrique 18, par exemple du noir de carbone ou du graphite. Le dispositif d’absorption 2 comprend encore deux couches de tissu à compatibilité électromagnétique 20 logées dans le deuxième compartiment 6. Alternativement le dispositif d’absorption 2 peut comprendre une seule couche de tissu à compatibilité électromagnétique 20 logée dans le deuxième compartiment 6. En variante, le dispositif d’absorption 2 peut comprendre plus de deux couches de tissu à compatibilité électromagnétique 20 logées dans le deuxième compartiment 6, par exemple trois couches de tissu à compatibilité électromagnétique 20 logées dans le deuxième compartiment 6. Le dispositif d’absorption 2 comprend en outre une valve 22 à dépression montée de façon étanche aux fluides au travers d’un trou 23 formé ici dans la paroi supérieure 10. La valve 22 à dépression est fixée à la périphérie de ce trou 23 par tout moyen approprié, par exemple une soudure, une brasure, une colle ou par l'intermédiaire d’un joint d'étanchéité. La valve 22 à dépression délimite intérieurement un orifice 24 qui communique avec le premier compartiment 4. La valve 22 à dépression 22 est pourvue d’un moyen de fermeture 25 pour fermer de façon étanche l’orifice 24. Dans l’exemple de réalisation illustré, le moyen de fermeture 25 comprend un clapet d'anti-retour monté dans l’orifice 24. La valve 22 à dépression est destinée à être reliée à un moyen de mise sous vide extérieur au dispositif d’absorption 2, par exemple une pompe, pour mettre le premier compartiment 4 à une pression inférieure à la pression atmosphérique, par exemple une pression inférieure de 0.2 à 0.3 bar par rapport à la pression atmosphérique. Le vide relatif ainsi obtenu dans le premier compartiment 4 est maintenu sous l’effet du moyen de fermeture 25. Ainsi, le dispositif d’absorption 2 est dans un état dit « sous vide », lui conférant une plus grande efficacité d’absorption sur une large bande spectrale. Dans l’exemple de réalisation illustré, la valve 22 à dépression délimite l’orifice 24 en communication fluidique avec le premier compartiment 4 et comprend le moyen de fermeture 25. En variante, il est possible de prévoir d’autres moyens, par exemple un orifice pourrait être formé dans la paroi supérieure 10 pour communiquer fluidiquement avec le premier compartiment 4, et être fermé par un bouchon. Les corps solides 14 du dispositif d’absorption 2 sont ici agencés dans le premier compartiment 4 en deux couches superposées. Lorsque le premier compartiment 4 est mis sous vide, la compacité des corps solides 14 du dispositif d’absorption 2 dans le premier compartiment 4 augmente. Par exemple, lorsque le premier compartiment 4 est mis sous vide, les corps solides 14 de forme sphérique s’agencent de sorte que chaque corps solide 14 de forme sphérique de la première couche superposée est au contact de quatre corps solides 14 de forme sphérique de la deuxième couche superposée. Alternativement, les corps solides 14 peuvent être agencés selon une seule couche dans le premier compartiment 4. En variante, les corps solides 14 peuvent être agencés selon plus de deux couches superposées dans le premier compartiment 4. La FIG. 2 représente des mesures de coefficient de réflexion en décibels effectuées sur un dispositif d’absorption 2 d’onde électromagnétiques en incidence normale et en double polarisation linéaire, verticale et horizontale. Les mesures ont été effectuées pour des fréquences allant de 4 gigahertz à 18 gigahertz, correspondant en particulier au domaine hyperfréquence. Alternativement, le dispositif d’absorption 2 peut permettre d’absorber des ondes électromagnétiques dans d’autres domaines de fréquence, par exemple dans le domaine infrarouge, notamment jusqu’à 400 térahertz. Les mesures ont été effectuées pour quatre types de corps solides 14 différents. La courbe 26 en trait épais et continu correspond à des corps solides 14 sphériques chacun composé d’un matériau isolant électrique 16 en polystyrène enrobé d’un matériau conducteur électrique 18 en graphite représentant 1% de la masse du corps solide 14, les corps solides 14 sphériques ayant chacun un diamètre de 11 millimètres avec une tolérance de plus ou moins un millimètre. La courbe 28 en trait épais et discontinu correspond à des corps solides 14 sphériques chacun composé d’un matériau isolant électrique 16 en polystyrène enrobé d’un matériau conducteur électrique 18 en graphite représentant 3% de la masse du corps solide 14, les corps solides 14 sphériques ayant chacun un diamètre de 11 millimètres avec une tolérance de plus ou moins un millimètre. La courbe 30 en trait fin et continu correspond à des corps solides 14 sphériques chacun composé d’un matériau isolant électrique 16 en polystyrène enrobé d’un matériau conducteur électrique 18 en noir de carbone représentant 1% de la masse du corps solide 14, les corps solides 14 sphériques ayant chacun un diamètre de 8 millimètres avec une tolérance de plus ou moins un millimètre. La courbe 32 en trait fin et discontinu correspond à des corps solides 14 sphériques chacun composé d’un matériau isolant électrique 16 en polystyrène enrobé d’un matériau conducteur électrique 18 en noir de carbone représentant 3% de la masse du corps solide 14, les corps solides 14 sphériques ayant chacun un diamètre de 16 millimètres avec une tolérance de plus ou moins un millimètre. Comme représenté sur la FIG. 2 , chacun de ces quatre dispositifs d’absorption 2 permet d’absorber les ondes électromagnétiques de fréquences comprises entre 4 gigahertz et 18 gigahertz. En particulier, les dispositifs d’absorption 2 comprenant des corps solides 14 sphériques composés d’un matériau isolant électrique 16 en polystyrène enrobé d’un matériau conducteur électrique 18 en graphite absorbent majoritairement les ondes électromagnétiques de fréquences comprises entre 4 gigahertz et 7 gigahertz et entre 15 gigahertz et 18 gigahertz. Les dispositifs d’absorption 2 comprenant des corps solides 14 sphériques composés d’un matériau isolant électrique 16 en polystyrène enrobé d’un matériau conducteur électrique 18 en noir de carbone absorbent sur une plus large bande de fréquences. Le dispositif d’absorption 2 comprenant des corps solides 14 sphériques composés d’un matériau isolant électrique 16 en polystyrène enrobé d’un matériau conducteur électrique 18 en noir de carbone représentant 1% de la masse des corps solides 14 permet d’obtenir encore une meilleure performance de réflexion électromagnétique, avec un coefficient de réflexion en décibels proche de -6dB sur une large bande de fréquences. La FIG. 3 représente une structure gonflable 34 comprenant une pluralité de mâts 36 ou pieds, un toit 38, et une pluralité de lisses 40, chacun formé d’un élément allongé de révolution gonflable à air captif ou boudin gonflable. La structure gonflable 34 comprend ici six mâts 36, chaque mât 36 étant formé d’un élément allongé agencé verticalement, et deux lisses 40 s’étendant chacune horizontalement au travers d’une rangée de mâts 36 de la structure gonflable 34 afin de renforcer la structure gonflable 34. Le toit 38 de la structure gonflable 34 comprend ici un cadre 42 supporté par les mâts 36 de la structure gonflable 34 et formé d’une pluralité d’élément allongés agencés horizontalement, ici au nombre de quatre, et une pluralité de traverses 44 agencées horizontalement, ici au nombre de trois, s’étendant à l’intérieur du cadre 42 du toit 38 afin de renforcer la structure gonflable 34. Chaque élément allongé de révolution gonflable à air captif se présente ici sous la forme d’un élément allongé cylindrique à section circulaire. Chaque élément allongé de révolution gonflable à air captif étant composé d’une pluralité de chambres à air internes et d’une enveloppe externe à l’intérieur de laquelle sont logées les chambres à air internes. L’enveloppe externe des éléments allongés de révolution gonflable à air captif est formée d’un tissu, par exemple de DACRON®. Chaque chambre à air interne des éléments allongés de révolution gonflable à air captif est formée d’un matériau extensible, par exemple de polyuréthane. Les chambres à air internes forment l’ossature des éléments allongés de révolution gonflable à air captif. Chaque élément allongé de révolution gonflable à air captif comprend un ou plusieurs points de gonflage (non représentés), en particulier une valve de gonflage permettant de gonfler simultanément les chambres à air internes de l’élément allongé ou plusieurs valves de gonflages permettant de gonfler indépendamment les chambres à air internes de l’élément allongé, de sorte que chaque élément allongé de révolution gonflable à air captif peut être gonflé indépendamment des autres éléments allongés de révolution gonflable à air captif. La FIG. 4 représente une salle faradisée 46 comprenant la structure gonflable 34 et une pluralité de dispositifs d’absorption 2 d’onde électromagnétiques montés sur le toit 38 et sur plusieurs parois latérales de la structure gonflable 34. De préférence, les dispositifs d’absorption 2 sont agencés de manière continue sur la structure gonflable 34, en particulier de sorte que les corps solides 14 sont agencés du côté intérieur de la salle faradisée 46 et de sorte que les couche de tissu à compatibilité électromagnétique 20 sont agencées du côté extérieur de la salle faradisée 46. Dispositif d’absorption (2) d’ondes électromagnétiques, caractérisé en ce qu’il est muni intérieurement : - d’un premier compartiment (4) et d’un deuxième compartiment (6) juxtaposés et isolés électriquement l’un de l’autre, - d’une pluralité de corps solides (14) logés dans le premier compartiment (4), chaque corps solide (14) étant formé d’un matériau isolant électrique (16) enrobé d’un matériau conducteur électrique (18), et - d’au moins une couche de tissu à compatibilité électromagnétique (20) logée dans le deuxième compartiment (6). Dispositif (2) d’absorption selon la revendication 1, dans lequel au moins le premier compartiment (4) est étanche aux fluides, le dispositif d’absorption (2) comprenant en outre au moins un orifice (24) en communication fluidique avec le premier compartiment (4) et au moins un moyen de fermeture (25) pour fermer de façon étanche aux fluides ledit orifice (24). Dispositif (2) d’absorption selon l’une des revendications 1 et 2, comprenant en outre une paroi interne (8) séparant les premier et deuxième compartiments (4, 6). Dispositif (2) d’absorption d’onde selon la revendication 3, dans lequel ladite paroi interne (8) est formée en polyuréthane. Dispositif d’absorption (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les premier et deuxième compartiments (4, 6) comprennent chacun au moins une paroi en polyuréthane. Dispositif d’absorption (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit matériau isolant électrique (16) des corps solides (14) comprend du polystyrène. Dispositif d’absorption (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit matériau conducteur électrique (18) des corps solides (14) comprend du noir de carbone ou du graphite. Dispositif d’absorption (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant au moins deux couches de tissu à compatibilité électromagnétique (20) logées dans le deuxième compartiment (6). Dispositif d’absorption (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit matériau conducteur électrique (18) de chaque corps solide (14) représente entre 1% et 3% de la masse dudit corps solide (14). Dispositif d’absorption (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la plus grande dimension des corps solides (14) est comprise entre 5 millimètres et 35 millimètres, en particulier entre 5 millimètres et 25 millimètres, notamment entre 10 millimètres et 20 millimètres. Dispositif d’absorption (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les corps solides (14) sont agencés en au moins deux couches superposées. Dispositif d’absorption (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les corps solides (14) sont de forme sphérique. Salle faradisée (46) comprenant une structure gonflable (34) et au moins un dispositif d’absorption (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes monté sur la structure gonflable (34).