Alok POKHAREL : "Analyse par des méthodes de “reverse engineering” de résonateurs piézoélectriques hautes performances et modélisation du bruit"

Travaux de thèse d'Alok POKHAREL : "Analyse par des méthodes de “reverse engineering” de résonateurs piézoélectriques hautes performances et modélisation du bruit"

La soutenance est publique. Étant donné les mesures sanitaires actuellement en vigueur, le port du masque (non fourni) est obligatoire pour toutes les personnes souhaitant y assister et maintenir une bonne distance sociale tout en étant assis à l'intérieur de l'amphithéâtre.

Résumé : Les résonateurs à ondes acoustiques de volume (BAW) ont été étudiés dans le domaine temps-fréquence à FEMTO-ST depuis longtemps et ont montré un rôle essentiel dans de nombreuses applications métrologiques telles que dans les dispositifs de positionnement comme GPS, Glonass, Galileo, etc. Ce travail de thèse présente la technique passive utilisée pour des mesures du bruit de phase dans les résonateurs BAW à quartz. Les résonateurs BAW de hautes performances ont été fabriqués par plusieurs fabricants européens et fournis par le CNES pour une étude de “reverse engineering” durant cette thèse. Le manuscrit commence par rappeler les bases de cristallographie du quartz, de piézoélectricité et de caractérisation du bruit dans les résonateurs ultrastables. La deuxième partie du travail donne des détails sur la mesure de bruit dans les résonateurs par une technique de suppression de porteuse et sur une adaptation pour les résonateurs LGT d’impédance très faible (<10 ohms). La troisième partie concerne l’interprétation avec le modèle de Steven-Tiersten des résultats de mesures du bruit de phase à différentes températures et leur classification en fonction du bruit. Une simulation par méthode d’éléments finis (FEM) permet de comparer ces résultats avec la théorie de Steven-Tiersten. La quatrième partie, présente un test de modélisation du bruit de phase à l'aide d’un modèle d’intermittence. Des comparaisons de nos résultats avec la distribution de Mittag-Leffler ainsi que des distributions stables semblent indiquer un rejet du modèle d’intermittence en loi de puissance, dans notre cas. Enfin, le travail de “reverse engineering” est réalisé en démontant les résonateurs pour l'analyse des défauts par diffraction des rayons X et diffusion laser. Le démontage du résonateur a révélé des imperfections macroscopiques. Les résultats préliminaires de diffraction des rayons X montrent la présence de dislocations qui pourraient être une cause de bruit de phase dans les résonateurs. Ceci devra être confirmé sur d’autres résonateurs.

Composition du jury :

M. Fabrice STHAL, Professeur des Universités, ENSMM, Directeur de thèse
M. Olivier LLOPIS, Directeur de recherche, LAAS-CNRS, Rapporteur
M. Sergio CILIBERTO, Directeur de recherche, Laboratoire de Physique de ENSL, Rapporteur
M. Michel PRIGENT, Professeur des Universités, IUT du Limousin - Dept GEII, Examinateur
M. Nicolas VOROBYEV, Ingénieur, CNES, Examinateur
M. Michel DEVEL, Professeur des Universités, ENSMM, Examinateur
M. Joël IMBAUD, Maître de conférences, Institut FEMTO-ST, ENSMM, Co-directeur de thèse

Localisation : Amphithéâtre Pierre Mesnage, ENSSM, 26, rue de l’Epitaphe, Besançon