Étude des chambres réverbérantes à brassage de modes en ondes millimétriques : application à l’étude des interactions ondes-vivant

De nos jours, on assiste a l'emergence massive de nouveaux systemes electroniques exploitant des frequences de plus en plus elevees, particulierement en ondes millimetriques (30-300 GHz). Il apparait de ce fait un besoin potentiel de developpement de nouveaux moyens d'essai appropries dans le domaine millimetrique. En particulier, l'etude de la biocompatibilite de ces systemes est clairement identifiee comme une priorite de recherche en electromagnetisme. Dans ce contexte, l'objectif de cette these consiste a concevoir et a evaluer les proprietes d'une chambre reverberante a brassage de modes (CRBM) en bande Ka (26,5-40 GHz), en bande U (40-60 GHz) et en bande V (50-75 GHz). L'application visee dans cette these concerne la mise en place d'outils dosimetriques par camera infrarouge en chambre reverberante et la realisation d'essais preliminaires sur des fantomes dielectriques a 60 GHz. Dans un premier temps, nous avons analyse numeriquement le comportement statistique du champ electrique dans une cavite pre-dimensionnee. Les simulations sont realisees a l'aide d'un outil interne de modelisation du comportement d'une CRBM base sur la theorie des images. A l'aide du test d'ajustement statistique d'Anderson-Darling, nous avons montre que le comportement de la chambre en ondes millimetriques est en adequation avec le modele de Hill (champ statistiquement homogene et isotrope dans le volume de l'enceinte) . Dans un second temps, nous avons realise un prototype de chambre reverberante de dimensions internes : 42,3 x 41,2 x 38,3 cm3 . Un processus de brassage par saut de frequence est utilise pour l'obtention de l'uniformite statistique de la densite de puissance. La chambre est equipee d'un systeme de positionnement fin et precis permettant l'echantillonnage spatial de la puissance sur un axe a l'interieur de la chambre. Les acces millimetriques ont egalement ete etudies de sorte a reduire d'eventuelles fuites significatives. Les liaisons entre la source millimetrique et l'antenne d'emission d'une part et celles entre l'antenne de reception et l'analyseur de spectre d'autre part sont assurees par des guides d'onde. Nous avons egalement mis en place l'ensemble des equipements necessaires pour le fonctionnement de la chambre (source, analyseur de spectre, melangeur). La chambre est caracterisee dans la bande 58,5-61,5 GHz. Les resultats obtenus sont satisfaisants en termes de coefficient de qualite et de comportement statistique de la puissance mesuree dans un volume de test donne. Dans un troisieme temps, nous avons modelise puis realise une interface integree sur une des parois de la chambre pour la mesure de temperature par camera infrarouge. Des mesures preliminaires sont realisees sur un fantome constitue essentiellement d'eau. Les resultats experimentaux et theoriques de l'evaluation du gradient de la temperature sur le fantome sont tres proches. Ceci confirme que la chambre reverberante ainsi concue permet de soumettre l'objet sous test a une illumination statistiquement uniforme et calibree en puissance. Un tel dispositif est un atout precieux pour des tests de compatibilite electromagnetique d'equipements electroniques dans la bande 26,5-75 GHz. Cette CRBM pourrait egalement permettre de real iser des essais preliminaires dans le cadre de l'etude des interactions des ondes avec la matiere vivante en millimetrique.