Diffusion des ondes électromagnétiques par un film diélectrique rugueux hétérogène : étude expérimentale et modélisation

par Olivier Calvo-Perez

Thèse de doctorat en Energétique

Sous la direction de Jean-Jacques Greffet.


  • Résumé

    Nous étudions la diffusion des ondes électromagnétiques par un film rugueux hétérogène. Nous étendons la méthodes de champ moyen MFT (mean-field theory) au cas des surfaces bidimensionnelles (problème tridimensionnel). Dans la mesuer où les contrastes diéléctriques demeurent faibles (<4), ce formalisme permet de modéliser de la même façon rugosité de surface et hétérogénéités en volume. Dans un premier temps, nous présentons la MFT en considérant le cas d'une surface de rugosité aléatoire séparant deux milieux homogènes smi-infinis. Afin d'estimer le domaine de validité de notre approche, des comparaisons sont effectuées avec des simulations numériques exactes reposant sur une méthode intégrale surfacique. Les surfaces sont alors monodimensionnelles. Nous étudions également des surfaces bidimensionnelles en nous comparant avec un modèle perturbatif et une simulation numérique exacte. Nous analysons ensuite les mécanismes physiques qui pilotent la forme du lobe de diffusion d'une surface. Nous reprenons les mêmes arguments pour étudier dans le chapitre 2 un film rugueux déposé sur un miroir. Le chapitre 3 est consacré à la détermination du milieu effectif associé à une surface aléatoire lorsque la longueur d'onde tend vers l'infini. On montre que le milieu effectif est anisotrope en polarisation p. Nous proposons alors une reformulation de la MFT. Dans le chapitre 4, nous présentons des comparaisons entre la méthode MFT et de mesures de réflectivité. Les échantillons modèles sont diélectriques et bidimensionnels. La procédure utilisée pour réaliser ces échantillons permet d'imposer une statistique Gaussienne. Nous abordons ensuite le cas d'un film rugueux hétérogène. Le formalisme adopté montre qu'il es possible de séparer l'intensité diffusée en deux termes, l'un relatif à la diffusion de surface et l'autre à la diffusion de volume. Nous présentons des comparaisons avec quelques simulations numériques (une méthode différentielle et deux méthodes intégrales). Enfin, dans la dernière partie, nous appliquons le formalisme au calcul du coefficient d'extinction d'une suspension de petites particules diélectriques. Cette approche permet de prendre en compte la diffusion dépendante.

  • Titre traduit

    Electromagnetic waves scattering by rough inhomogeneous dielectric film : experimental and theoretical study


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Informations

  • Détails : 1 vol. (VI-247 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 137 réf.

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  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TH 59532
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