Les connexions au réseau Ethernet deviennent de plus en plus nombreuse dans le domaine domestique. Dans ce travail, la transmission par le réseau électrique domestique est privilégiée. C'est le principe des courants porteurs en ligne (CPL). Ce concept permet d'obtenir des débits de transmission pouvant être supérieurs aux transmissions Wifi. Cependant les performances peuvent être dégradées par l'environnement électrique et électromagnétique de l'habitat domestique. Ce mémoire a pour objectif de modéliser l'environnement électrique domestique et le comportement des équipements qui y sont déployés. Les différents types de bruit présents dans l'environnement domestique ont été modélisés afin d'estimer leur influence sur la qualité de transmission CPL. Une modélisation des lignes électriques a été effectuée sous la forme de circuits électriques propices à l'intégration dans les outils de simulation numérique de type SPICE. La modélisation d'un câble à deux conducteurs a été étendue un à trois câble à conducteurs. La présence des appareils électriques a un impact important sur la communication CPL. Ce mémoire présente deux approches pour modéliser les effets induits. Les bruits impulsifs périodiques et apériodiques sont modélisés pour compléter l'outil d'analyse développé. / Ethernet network connections are becoming more numerous in the domestic domain. In this work, the transmission on the power grid is preferred. This is the principle of powerline communication (PLC). This concept allows for transmission rates that can be higher Wifi transmissions. However, the performance can be degraded by environmental electrical and electromagnetic domestic housing. This thesis aims to model the electrical house environment and behavior of equipment that are deployed. Different types of noise present in the domestic environment were modeled to estimate their influence on the transmission quality CPL. Modeling of power lines was realised in the form of electrical circuits suitable for integration into simulation SPICE tools. The modeling of a two-wire cable has been extended to a three-conductor cable. The presence of electrical equipment has a significant impact on the PLC communication. This thesis presents two approaches to model the effects induced. The periodic and aperiodic impulsive noise is modeled to complete the analysis tool developed.

Dans le cadre du déploiement de nouveaux systèmes de transmission basés sur les technologies xDSL (x Digital Subscriber Loop) et PLC (PowerLine Communication). Ces techniques, mises en oeuvre sur l'infrastructure existante (réseau téléphonique ou électrique) afin de transmettre des données haut débit, et offrent de nouveaux services avec un accès à l'information qui devient illimité. Cependant, cette augmentation des débits sur des voies de transmission de plus en plus variées, et l'utilisation de fréquences élevées exigent de sévères contraintes de compatibilité électromagnétique. Ces fréquences susceptibles d'engendrer des phénomènes d'interférences électromagnétiques associés aux caractéristiques des équipements déployés et des liens physiques utilisés. Il convient donc de prendre en compte ces problèmes d'émission électromagnétique lors du déploiement des services haut débit afin d'éviter d'éventuelles conséquences sur les systèmes radioélectriques, ou entre systèmes filaires hauts débits occupant les mêmes bandes de fréquences. Ce travail de thèse s'inscrit dans ce cadre général et est orienté vers le développement de méthodes prédictives en vue de les appliquer à des systèmes de transmission haut débit rencontrés dans le réseau d'accès. Il s'agit de sélectionner une théorie efficace, permettant de déterminer le rayonnement trouvé à proximité de lignes de télécommunications ou électriques, parcourues par des signaux de hautes fréquences. Le second axe de ce travail est consacré à la recherche de méthodes permettant de diminuer les émissions électromagnétiques de ces nouveaux services

Ce travail avait pour objectif d'aborder la problématique des dispositifs accordables en radiofréquence. Il a été mené au travers des conceptions et caractérisations de deux fonctions : un adaptateur d'impédance à 1 GHz et un filtre passe-bas contrôlé optiquement à 6 GHz.<br />L'adaptateur d'impédance accordable a été réalisé en technologie hybride : structure coplanaire et composants montés en surface. La topologie choisie est une structure en Π avec comme composant accordable un varactor en série avec une inductance. Les simulations et les mesures sont en très bon accord. L'adaptateur couvre largement l'abaque de Smith, les impédances variant entre 6 Ω et 1 kΩ en module, avec un accord en fréquence sur une bande relative de 50%.<br />La seconde étude a porté sur un filtre passe-bas à structure périodique. Après avoir étudié une variation périodique particulière de l'impédance caractéristique (en forme d'exponentielle de sinusoïde) grâce à la théorie des modes couplés, une étude des possibilités d'utilisation du contrôle optique dans cette structure a été menée et un prototype de filtre passe bas a été réalisé avec les moyens de la salle banche de l'IMEP-LAHC. L'accord en fréquence du filtre est fait par le contrôle optique de défauts dans le plan de masse. Ceci permet une variation théorique de la fréquence de coupure de 1 GHz.

Les connexions au réseau Ethernet deviennent de plus en plus nombreuse dans le domaine domestique. Dans ce travail, la transmission par le réseau électrique domestique est privilégiée. C'est le principe des courants porteurs en ligne (CPL). Ce concept permet d'obtenir des débits de transmission pouvant être supérieurs aux transmissions Wifi. Cependant les performances peuvent être dégradées par l'environnement électrique et électromagnétique de l'habitat domestique. Ce mémoire a pour objectif de modéliser l'environnement électrique domestique et le comportement des équipements qui y sont déployés. Les différents types de bruit présents dans l'environnement domestique ont été modélisés afin d'estimer leur influence sur la qualité de transmission CPL. Une modélisation des lignes électriques a été effectuée sous la forme de circuits électriques propices à l'intégration dans les outils de simulation numérique de type SPICE. La modélisation d'un câble à deux conducteurs a été étendue un à trois câble à conducteurs. La présence des appareils électriques a un impact important sur la communication CPL. Ce mémoire présente deux approches pour modéliser les effets induits. Les bruits impulsifs périodiques et apériodiques sont modélisés pour compléter l'outil d'analyse développé.

Le réseau électrique s'utilise aujourd'hui comme support de transmission des signaux Ethernet. C'est le concept des courants porteurs en ligne. Cette technique de transmission permet d'obtenir des débits supérieurs au Wifi. Cependant, la complexité des réseaux électriques et l'environnement électromagnétique domestique peuvent dégrader les performances de cette technologie. L'environnement électrique de l'habitat avec ses appareils électroménagers divers en font un milieu difficilement maitrisable. L'objectif est d'appréhender et de modéliser cet environnement et le comportement des équipements qui y sont déployés. Pour cela, ce mémoire présente plusieurs méthodes pour modéliser les lignes électriques dans l'habitat. Les modélisations existantes sont difficilement généralisables à un réseau électrique quelconque. Nous proposons une modélisation de type circuit électrique. Son intérêt réside dans la simplicité de l'outil de simulation d'un réseau électrique, réalisé par la mise en cascade de plusieurs blocs intégrés à la librairie SPICE. Les blocs SPICE proposés prennent en compte la dépendance fréquentielle des paramètres des quadripôles. Une étape de caractérisation expérimentale est développée pour implémenter ces blocs. Un réseau expérimental de test, constitué de différentes technologies de câble, a été caractérisé en termes de bruit, d'impédance et de pertes d'insertion. Le rayonnement émis lors d'une transmission CPL a aussi été mesuré.

Lors de cette thèse, on a développé un banc automatisé de relevé du diagramme de rayonnement particulièrement pour des antennes millimétriques avec faible directivité. On propose trois méthodes d'alimentation. La première méthode développée a été de concevoir une nouvelle sonde ayant un accès micro-coaxial de plus de 5cm afin de réduire la zone de masquage au minimum. Associée à une configuration de type flip-chip inversée, cette méthode a permis d'avoir une réduction de la zone de masquage de 80° à 20°. La deuxième méthode a été de concevoir une liaison souple par film souple de Kapton. Cette méthode présente l'avantage de placer une plus grande partie des connexions métalliques sous un plan de masse, mais nécessite une connexion optimale à la puce. Les résultats obtenus présentent une zone de masquage pratiquement inexistante, et sont conformes à l'état de l'art. La troisième méthode SER est basée sur la mesure de l'antenne sans placer de sondes ou de connecteurs spéciaux, mais en utilisant un système à charges connues. La simulation nous montre qu'il nous manque une dynamique par ces trois charges.

L'utilisation de câbles électriques et leurs longueurs dans certains systèmes électriques ont fortement augmenté au cours des dernières années. Or, la fiabilité de ces systèmes repose en partie sur la fiabilité des réseaux électriques. On constate en pratique qu'une part non négligeable des pannes et des dysfonctionnements de ces systèmes proviennent des défauts dans les liaisons filaires et non des équipements électriques. La connaissance de ces réseaux filaires et en particulier la détection de leurs défauts est donc importante. De nombreuses méthodes ont été développées pour tester l'état des câbles. Parmi ces méthodes on peut distinguer les méthodes de réflectométrie largement utilisées et facilement embarquables. Généralement ces méthodes sont très bien adaptées pour détecter et localiser les défauts francs mais les défauts non francs sont pratiquement transparents à ces méthodes car ils ont des conséquences électriques très faibles. Pour s'affranchir de ces limitations des améliorations en termes de mesure et traitement sont nécessaires. Dans cette thèse, trois nouvelles méthodes de diagnostic filaire ont été développées pour améliorer et faciliter la détection et la localisation de tous types de défauts filaires. Chacune des ces méthodes répond à un obstacle que nous avons rencontré pendant les trois années de recherche. Un premier obstacle concerne le phénomène de dispersion du signal dans les câbles qui rend la détection des défauts et du vieillissement des câbles très difficile. Un autre obstacle lié à la détection des défauts non-francs présente un enjeu actuel majeur du diagnostic filaire car leurs signatures sont très faibles et parfois noyées dans le bruit ou masquées par la proximité d'une autre impulsion d'amplitude plus importante. Les trois méthodes sont les suivantes : - La première méthode proposée, baptisée " corrélation adaptative " fournit un nouvel algorithme pour compenser la dispersion du signal. Elle permet de mieux localiser et mieux détecter les singularités sur des câbles de n'importe quelle longueur. - La deuxième méthode proposée, baptisée TRR (en anglais Time reversal Reflectometry) est basée sur le principe de la réflectométrie et du retournement temporel. Elle permet de caractériser le vieillissement des câbles électriques. - La troisième méthode proposée, baptisée RART (Réflectométrie associée à un processus de retournement temporel) est basée sur les principes de la réflectométrie et du retournement temporel et permet d'améliorer la détection des défauts électriques liés à une dégradation de l'isolant. Ces travaux de thèse ont montré les performances et la facilité de ces méthodes visant à assurer la sureté de fonctionnement des systèmes électriques que ce soit dans des moyens de transport, un bâtiment ou même des réseaux de communication.

La prédiction du couplage d’interférences électromagnétiques avec les systèmes électroniques sensibles situés dans des enceintes blindées est devenue une nécessité dans le domaine de la compatibilité électromagnétique (CEM) des systèmes complexes. L’étude du couplage d’un champ ÉM avec et à l’intérieur de l’enceinte d’un équipement électronique a été réalisée antérieurement en utilisant des méthodes numériques et analytiques. Le travail de recherche présenté tout au long de ce document de thèse à pour but d’apporter une contribution à une meilleure compréhension des modèles analytiques permettant d’évaluer rapidement les niveaux de couplages induits sur un équipement électronique, en représentant celui-ci sous forme d’une enceinte métallique qui contient des monopôles, des dipôles, des plans de masse représentatifs de cartes et des lignes de transmissions. Après avoir établi le modèle physique de la fonction de Green (FG) relative à une cavité rectangulaire, la première partie à été consacrée à l’étude du couplage ÉM à l’intérieur d’une enceinte métallique rectangulaire en employant les modèles ILCM (Intermediat Level Circuit Model). Dans la deuxième partie de ce document, nous avons exploité le modèle ILCM pour l’étude du couplage ÉM avec des structures filaires de petite dimension. Afin d’étudier le couplage ÉM avec une ligne de transmission (LT) située à l’intérieur de l’enceinte d’un équipement électronique, nous avons développé au cours de la dernière partie de ce manuscrit un nouveau modèle du couplage. Différentes configurations ont été analysées, les résultats obtenus par ces analyses ont été comparés et validés avec Temsi-FD et avec les mesures expérimentales. / He electromagnetic interferences (EMI) coupling inside metallic cavities that constitutes the shielding of electronic cards is an important problem in the electromagnetic compatibility (EMC) domain. The electromagnetic (EM) coupling with transmission lines (TL) or other objects located inside an enclosure has been investigated by different authors. Previous analyses have been made using numerical and analytical methods. The goal of the research work presented in this manuscript is to make a contribution to a better understanding of the analytical models allowing to predict the EM coupling level induced on an electronic device. After the establishment the physical model for the modal representation of the Green function (GF), the first part is devoted to analyse the EM coupling within enclosure by using the ILCM (Intermediat Level Circuit Model) technique. In the second part of this manuscript, we have exploited the ILCM model for predicting the EM coupling with elementary antennas fixed within enclosure. Finally, in the last part, a simple and efficient analytical model has been developed for the prediction of the electromagnetic (EM) field coupling with a lossless transmission line (TL) located in a rectangular enclosure. The analytical results have been successfully compared over a wide frequency band with Temsi-FD and experimental results.

Dans ce travail nous avons développé trois techniques pour la caractérisation électrique des matériaux pour les applications radiofréquences. La caractérisation électromagnétique de matériaux est une activité croissante avec de nombreuses applications industrielles tels que la microélectronique, l'aéronautique, la médecine, etc. Une monture coaxiale a été réalisée pour la caractérisation de matériaux mous et appliquée au gel fantôme dans une bande de fréquence allant jusqu'à 2GHz. Une méthode de deux lignes de transmission a été développée afin de s'affranchir de l'influence des discontinuités au niveau des connecteurs. Cette méthode a également été appliquée avec succès à la configuration microruban sur un substrat de type FR-4. Parmi les méthodes développées, les techniques affleurantes comme celles des sondes coaxiales en réflexion (S.C.R) et/ou en transmission (S.C.T) ont permis la caractérisation de la silice, de l'alumine 99,9% et du silicium. En utilisant un connecteur SMA, nous avons extrait une tangente de perte inférieure à 10-2 dans la bande allant de quelques MHz à 14GHz et des permittivités relatives jusqu'à 18GHz pour une erreur relative de 3%. L'utilisation de la sonde coaxiale en réflexion pour caractériser des matériaux bicouches a donné des résultats très satisfaisants. L'application aux substrats Silicium dopés a démontré la faisabilité de la caractérisation de substrats bicouches dans le cas où l'on connaît les paramètres électriques et l'épaisseur de l'une des couches. Enfin les simulations électromagnétiques ont montré qu'utiliser les connecteurs K serait une meilleure solution pour la montée en fréquence et la précision.

Dans le cadre des nouvelles applications dans la bande de fréquence millimétrique, une évaluation de la technologie CMOS 65nm SOI pour la conception de circuits est proposée. Cette évaluation s'articule autour de deux axes principaux. Tout d'abord les composants actifs et passifs spécifiques à la technologie font l'objet d'une étude en terme de performances et de modélisations. Ensuite la technologie est évaluée au travers l'exemple de circuits composant une chaîne de réception