Dans le cadre de cette thèse, nous rechercherons comment éliminer les opérations de non-valeur-ajoutée dans la fabrication des pièces en matériaux composites incluant la fixation des puces RFID directement dans les pièces en matériaux composites utilisées dans les industries aéronautiques et spatiales. Nous proposerons une nouvelle méthode innovante. Cette méthode industrielle utilise la technologie RFID pour aider éliminer les étapes de non-valeur-ajoutée qui empêchent des améliorations opérationnelles. En plus d’aider à éliminer des opérations de non-valeur-ajoutée, cette technologie peut permettre d’augmenter la communication transverse entre des processus opérationnels. L'utilisation appropriée de technologie RFID peut aussi aider à augmenter la visibilité des produits, des données et des outils dans la fabrication. Les étapes de contrôle inutiles qui induisent des délais de processus plus importants et des coûts additionnels plus élevés peuvent automatiquement être éliminées. De plus, cette méthode permet d’assurer une macro et micro traçabilité. La technologie RFID marche très bien tant avec la fibre de verre qu'avec les composés de fibre de carbone industriels. L’intégration de ces aides technologiques dans les pièces composites permet de créer des matériaux "intelligents" et de communiquer avec d'autres systèmes industriels qui sont voisins, ou dans un autre pays via le logiciel. Et cette capacité peut aider à réduire la documentation et améliorer la traçabilité pendant les phases industrielles transverses de l'entreprise. Les Informations peuvent être stockées sur la puce à l’avance ou bien après chaque processus. Ceci permet aussi d’élaborer de nouveaux processus et des occasions de traitement de la part de la société pour les parties qui sont en service. De cette façon, la puce peut permettre une communication entre le fabricant et le client. Les informations sur l'Étiquette RFID permettent aux pièces d'être gérées plus rapidement et à distance pendant tout le cycle de vie de la pièce. Les informations enregistrées sur la puce pendant la fabrication de la pièce composite peuvent même être lues, avec un ajout d’information, pendant que la pièce est en service. La méthode que nous proposons est la fixation la puce RFID dans les pièces en matériaux composites. Le dépistage et le contrôle automatiques de ces parties permettra à nos processus industriels d'être plus efficaces et visibles pendant la fabrication, aussi bien que le support après la livraison du produit. Dans un proche avenir, des entreprises nationales et internationales transformeront leur ingénierie et procédés de fabrication en appliquant cette méthode novatrice qui accélère les cycles de vie, maximise l'efficacité et élimine des étapes inutiles dans le processus. En conséquence, ces entreprises seront dans une bien meilleure position pour maximiser leur productivité et des nouvelles occasions de produit/marché aussi bien que la documentation de produit efficace et les processus de production aideront des entreprise ou les clients à abaisser leurs coûts d'exploitation, à augmenter la productivité des salariés, à améliorer la conformité, le délai de diminution et à faire des progrès plus rapides dans le domaine de la durabilité. En résumé, le fait de diminuer le délai de livraison à chaque étape dans le processus "On-Target" soutiendra) grandement la performance de " On-Cost" et " On-Quality". En utilisant cette méthode, les fabricants deviendront capables de diminuer considérablement leurs coûts, d’améliorer de façon significative les améliorations de processus, d’augmenter l’innovation à chaque étape du processus et de lancer dans l’entreprise des actions qui lui conféreront une vaste excellence opérationnelle. / The main objective of this thesis is to improve the traditional manufacturing processes in the company and to replace the traditional manufacturing methodology by new method in order to improve the manufacturing efficiency (time, cost, quality, safety of the products etc.). In the frame of this thesis, we will focus on how to eliminate the non-value added operations in the manufacturing by the embedding RFID tags directly in the composite parts used in aerospace companies. We will propose a new innovative state of the art composite manufacturing method that uses RFID technology to help eliminate non-value added manual steps that impede operational improvements. This technology can help to eliminate non-value added operations and increase the communication across operational processes. The appropriate use of RFID technology can also help increase the visibility of the products, data, and tools in manufacturing. The unnecessary control steps which induce higher process lead-times and higher additional costs can automatically be eliminated. The macro and micro traceability of processes and products (such as the part information, lifecycle, movement history and location) can all be automated and digitized with less manual intervention and less paper documentation. Carefully using this technology across our production processes, we can rapidly transform operational processes and improve their accuracy, control and efficiency. This is a lean, innovative and value adding innovative approach that significantly increases the visibility and monitoring of processes. RFID technology works very well with both glass and carbon fibre composites’ manufacturing. This technology helps makes the composite parts “smart” and communicate with other manufacturing systems that are nearby or in another country via software. And this capability can help reduce documentation and improve traceability during the manufacturing phases and across the company. Information can be stored on the tag before and/or after each process. This also enables new process and company service opportunities for parts that are in-service. In this way, the tag can enable a communication between the manufacturer and customer. The information on the RFID Tag enables the parts to be managed faster and remotely across the full lifecycle of the part. The information recorded on the RFID Tag during the manufacturing of the composite parts can even be read and more information can be read during in-service. This information can create an advantage for any modification of the parts, repair, and maintenance in the future. In this way, RFID based processes can reduce unnecessary steps across the whole supply chain and reduce the high workload of manual processes and documentation. Furthermore, costs can be minimized due to increased visibility and elimination of unnecessary steps across processes. Using RFID technology by direct embedding of the RFID Tag in the composite parts intends to measure and reduce “Process Variation”. The idea here is not to move the tasks, but to optimize and eliminating the non-value added tasks by using RFID based production method “embedding of RFID Tag in Composite parts”. The method that we propose is embedding the RFID tag in the composite parts. Automatically tracking and monitoring these parts will enable our industrial processes to be more efficient and visible during manufacturing as well as in service-processes that occur after delivery of the product. As mentioned previously, the intention here to enable our composite parts to be “smart” so they can be communicated to automatically across their lifecycle. This will help create an industrial "Internet of Things”. [...]

A measurement method for characterizing RFID chip has been proposed that can measure the approximate Read/Write threshold power and impedance of RFID strap with minimum operating procedures; furthermore, the complicated RF facilities are not required. Obtaining the specifications of RFID strap allows designers to estimate maximum read range of designed RFID tag in advance. Therefore, the implemented cost and design cycle times can be reduced substantially. For the verification of the final match condition of assembled RFID tag, a direct measurement technique has been developed, which not only can verify the final impedance match condition of the assembled RFID tags, but can also be used to identify the resistance and reactance mismatch condition between the RFID chip and antenna. The measurement data obtained from the verification method can also be used to estimate the assembly error introduced by different mounting methods. The use of the corrected circuit model of the RFID chip impedance, which includes the assembly error, helps improve the accuracy of the RFID tag design. In the RFID metal tag design, a series of low profile and miniature RFID tags, which is directly attached on metallic objects, has been developed. A series of low cost and easily produced RFID tag antenna structures also has been realized for RFID application on hanging metallic tag, which makes the RFID solution well suited for metallic tag of labeling system that requires integration of RFID technology. The attached RFID metal tag and the metallic RFID hanging tag cover most of the RFID application on steel products in the steel industry.

La technologie d'identification par radiofréquence (RFID) a eu un essor très important ces dernières années notamment grâce à sa configuration polyvalente et aux innombrables possibilités d'intégration offertes par cette technologie notamment avec l'apparition d'un nouveau contexte applicatif celui des objets connectés. Depuis quelques années, des applications de la RFID UHF en champ proche ont été notamment développées afin de surmonter les problèmes liés à la dégradation de lecture des tags lorsqu'ils sont placés dans des milieux fortement perturbateurs. Les travaux de recherche présentés dans cette thèse s'intéressent à l'étude de la technologie RFID UHF en zones de champ proche et de champ lointain. Les études portent plus particulièrement sur la conception d'antennes lecteur et d'antennes tag ainsi que sur les méthodes de caractérisation des systèmes RFID en zones de champ proche et de champ lointain. Une étude sur les caractéristiques des champs rayonnées par une antenne est réalisée afin de souligner les critères les plus pertinents en vue de concevoir des antennes pour les lecteurs RFID, performantes en zone de champ proche. A partir de l'état de l'art sur les antennes tags et les méthodologies de conception classiques, une nouvelle approche de conception est développée qui vise à améliorer la conception d'antennes tags en intégrant une vision appropriée pour tenir compte du niveau de puissance espéré dans une application donnée. Enfin avec pour objectif la caractérisation des tags RFID UHF, d'une part une approche est proposée permettant l'identification de familles de tags, et d'autre part, une procédure innovante pour la mesure de l'efficacité du transfert de puissance est proposée et validée expérimentalement. / The Radiofrequency Identification technology (RFID) has had a huge growth these last years, due to its versatility and the uncountable possibilities to integrate this technology in many different application (tracking and inventory of goods, access control, supply chain, etc.), and in particular the brand new context of internet of things projects. For some years, the near field UHF RFID applications has been developed in order to overcome the problems related to degradations of tag's read range when needing to use it in a perturbing environment. The research work presented in this thesis come as a study of the UHF RFID in near field and far field zones. This study focus more particularly on the design of reader and tag antennas and on the characterization method in near field and far field zones. A study on the characteristics of fields outgoing from an antenna has been made, in order to underline the important criteria for the design of performant UHF RFID reader antennas in near field zone. From the state of art about tag antennas design and classical methodologies, we propose a new approach that aims improving the design of tag antennas in a more suitable point of view that is getting the expected power level in a given application. Finally, with an objective to characterize UHF RFID tags, we first propose a new approach enabling the identification of tag families, and then propose a new innovating power transfer efficiency measurement procedure, that has been validated experimentally.