Thèse soutenue

Modélisation et traitement du signal d'une cellule électroacoustique pulsée pour l'étude de la charge des diélectriques spatiaux
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Auteur / Autrice : Aurélien Pujol
Direction : Laurent BerquezFulbert Baudoin
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie Electrique
Date : Soutenance le 04/02/2021
Etablissement(s) : Toulouse 3
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Génie électrique, électronique, télécommunications et santé : du système au nanosystème (Toulouse)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Plasma et Conversion d'Energie (Toulouse ; 2007-....)

Résumé

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Cette thèse s'inscrit dans le contexte de la fiabilité des satellites soumis à un environnement spatial. En effet, les satellites sont constitués de matériaux diélectriques qui sous certaines conditions peuvent se charger de particules électriques environnantes (électrons et ions). L'accumulation locale de ces particules constitue la charge d'espace qui tend à modifier les propriétés chimiques, mécaniques et électriques des matériaux diélectriques. Ces modifications sont à l'origine de phénomènes physiques qui peuvent endommager des éléments du satellite et rendre obsolètes certaines de ses fonctions comme lors de décharges électrostatiques (DES). Dans le but d'éviter de tels scénarios, le Centre national d'études spatiales (CNES) et le Laboratoire plasma et conversion d'énergie (LAPLACE) cherchent à caractériser les matériaux diélectriques utilisés en environnement spatial à l'aide, notamment, de techniques de mesure capable de sonder la charge en temps et en espace. La méthode PEA, ou Pulsed Electro-Acoustic method, fait partie de ces techniques de mesure. L'objectif de cette thèse est d'optimiser le traitement de données d'un banc de mesure PEA afin d'estimer au mieux la répartition spatio-temporelle de la charge dans un échantillon diélectrique. Pour ce faire, une méthode originale, basée sur un modèle PSpice optimisé du banc de mesure PEA, a été développée permettant de caractériser une fonction de transfert du banc de mesure. A l'aide d'une technique de régularisation de type Tikhonov, les résultats montrent que les charges retrouvées lors d'une étape de calibration sont en parfaite adéquation avec les charges réellement imposées. Ce nouveau traitement développé lors de cette thèse permettra d'étudier des échantillons : (i) qui présentent une atténuation et une dispersion des ondes acoustiques importantes ; (ii) multicouches ; (iii) dont les charges sont localisées proches de la surface irradiée ; (iv) trop fin (de quelques dizaines de microns).