Sébastien AUBERT : "Étude d’un résonateur phononique à onde de surface pour des applications de capteurs de température et de déformation"

Travaux de thèse de Sébastien Aubert :"Étude d’un résonateur phononique à onde de surface pour des applications de capteurs de température et de déformation"

Résumé :

Les résonateurs à ondes acoustiques de surface peuvent être utilisés en tant que capteur pour la mesure de température et de contrainte. La fonction capteur s’appuie sur l’exploitation de la variation de fréquence des résonateurs qui dépend de la variation de la grandeur mesurée. La technologie employée actuellement, à miroirs de Bragg, montre ses limites en termes de performances aux fréquences élevées (supérieures à 1 GHz). L’objectif de ces travaux fut ainsi d’étudier les possibilités et performances des cristaux phononiques. Cette technologie désigne l’ensemble des matériaux possédant des structures arrangées périodiquement permettant de contrôler la propagation des ondes élastiques. Elle constitue une alternative potentielle aux miroirs de Bragg dans un résonateur, offrant un confinement spatial omnidirectionnel et un degré supplémentaire d’optimisation. Une structure phononique à réseau carré de piliers a été numériquement et expérimentalement étudiée. Par combinaison de résonances locales et de réflexions multiples de Bragg, des bandes interdites ont pu être ouvertes et exploitées. La fréquence d’étude a été choisie à environ 450 MHz, en utilisant l’electroformage nickel pour la fabrication des piliers. Dans cette gamme de fréquence, il a été mis en évidence des bandes interdites par le biais de caractérisations large bande. Un résonateur phononique a pu être conçu, fabriqué, et caractérisé par des mesures électriques et optiques. Un facteur de qualité d’environ 950 a été obtenu avec une réflexion quasi-totale de l’onde incidente atteinte en moins de dix périodes. Les mesures ont pu être confronté aux simulations, ce qui a notamment permis d’expliquer les phénomènes observés et les mécanismes mis en jeu.

Composition du jury :

 Emmanuel Le Clésio, Raporteur, Professeur des universités à l'université de Montpellier

 Abdelkrim Talbi, Raporteur, Maitre de Conférences à l'école Centrale de Lille

-Sarah Benchabane, Examinatrice, Chargé de recherche CNRS à l'institut Femto-st

Omar Elmazria, Examinateur, professeur des universités à l'université de Lorraine

 Abdelkrim Khelif, Directeur de thèse, Directeur de recherche CNRS à l'institut Femto-st

Luc Chommeloux, Encadrant industriel, Directeur développement produits à SENSeOR SAS

Localisation : Amphithéâtre JJ Gagnepain - Bâtiment TEMIS - 15B, Avenue des Montboucons à Besançon