Métamatériaux portables pour la manipulation des ondes électromagnétiques // Wearable metamaterials for electromagnetic wave manipulation

L'objectif de la thèse sera d'étudier par la simulation et expérimentalement le fonctionnement de
métamatériaux intégrables sur les textiles pour des applications en détection ou furtivité des personnes
(usagers vulnérables de la route ou fantassins) par les radars. Des techniques de conception de
métasurfaces pour la redirection de faisceau ou la réduction de SER utilisent principalement le
déphasage introduit par les cellules élémentaires qui sont ensuite réparties périodiquement,
aléatoirement, ou de manière hyperuniforme. La phase de la réflexion des résonateurs sera donc
particulièrement étudiée pour envisager ce type d'application. D'un autre côté, le module de la réflexion
pourra aussi être étudié pour obtenir une absorption des ondes par les métasurfaces.
Dans un premier temps, un fonctionnement autour de 60 GHz (bande 57-71 GHz libre pour les
dispositifs à courte portée, décision de l'arcep 2021-1589) sera visée notamment pour permettre la
caractérisation électromagnétique des structures. Néanmoins, la bande pourra être adaptée selon les
résultats de simulation et les dispositifs expérimentaux disponibles au laboratoire pour pouvoir aboutir
à la caractérisation des échantillons fabriqués. Dans ce cadre, des échantillons avec un nombre réduit de
résonateurs répartis périodiquement seront fabriqués puis caractérisés afin de valider les résultats de
simulation. Ces résultats expérimentaux préliminaires auront pour vocation de prouver leur
fonctionnement avant de poursuivre sur la conception, la fabrication, et la validation expérimentale des
métasurfaces plus compliquées visant les applications de protection et de furtivité des personnes par
des vêtements intelligents.
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The objective of the thesis is to study by means of simulation and experiments textile-integrated
metamaterials for applications devoted to the detection or stealth of people (vulnerable road users or
infantry) by radar. Design of metasurfaces for beam redirection or RCS reduction is supported by the
reflection phase shift introduced by elementary cells, which are then distributed periodically, randomly,
or hyperuniformly. Therefore, the reflection phase of the resonators will be first studied to consider this
type of application. Furthermore, the reflection magnitude will be also investigated to achieve wave
absorption by the metasurfaces.
At first, operation at 60 GHz will be targeted in order to be able to measure the electromagnetic
performance of the structures. However, the band might be adjusted based on simulation results and the
experimental equipment available in the laboratory to allow characterization of the fabricated samples.
In this context, samples with a limited number of periodically distributed resonators will be fabricated
and then characterized to validate the simulation results. These preliminary experimental results will
serve to demonstrate functionality before proceeding with the design, fabrication, and experimental
validation of more complex metasurfaces with applications in personal protection and stealth using
smart clothing.
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Début de la thèse : 01/10/2026

Enseignement supérieur

Université de Lille

632 ENGSYS Sciences de l'ingénierie et des systèmes

Compétences en propagation des ondes électromagnétiques. Intérêt pour les approches expérimentales
Skills in electromagnetic waves propagation Interested in experimental approaches