Summary:

Les matériaux à changement de phase (PCM) sont largement utilisés du fait de leur forte chaleur latente de fusion pour des application de management thermique. Malgré cela, les PCM pâtissent de leur faible conductivité thermique qui limite la propagation de la chaleur autour de la source. Sans amélioration notable de la conductivité, la fusion n’a lieu qu’autour de la source de chaleur limitant grandement les performances du dispositif. Pour parer à cela, une multitude de renforts thermiques ont été développés et étudiés ces derniers années. Une revue de littérature détaille l’étude de ces différents renforts ainsi que de leur performances lorsqu’ils sont combinés aux PCM dans le premier chapitre de ce manuscrit. Le deuxième chapitre présente, lui, un nouveau renfort basé sur l’utilisation de lattices métalliques ainsi qu’un modèle permettant d’évaluer ses propriétés thermiques. Une comparaison avec des renforts existants, tels que des mousses métalliques, montre une augmentation des propriétés thermique allant jusqu’à 75%. Le chapitre suivant étudie l’utilisation d’un tel renfort pour le management thermique d’un cas concret, de façon théorique et expérimentale en présentant une série de paramètre permettant l’optimisation du dispositif. Lors de cette dernière apparait la nécessité d’utiliser un modèle dit

Abstract:

Phase change materials (PCM) are widely used due to their high latent heat of fusion for thermal management applications. Despite this, PCMs suffer from their low thermal conductivity which limits the propagation of heat around the source. Without a significant improvement in conductivity, melting only takes place around the heat source, greatly limiting the performance of the device. To counter this, a multitude of thermal reinforcements have been developed and studied in recent years. A literature review details the study of these different reinforcements and their performances when combined with PCMs in the first chapter of this manuscript. The second chapter presents a new reinforcement based on the use of metal lattices as well as a model to evaluate its thermal properties. A comparison with existing reinforcements, such as metallic foams, shows an increase in thermal properties of up to 75%. The following chapter studies the use of such a reinforcement for the thermal management of a concrete case, in a theoretical and experimental way by presenting a series of parameters allowing the optimization of the device. During the latter, the need to use a model called

Jury :

• Nathalie Rolland, Professeur, Université de Lille.
• Anne-Laure Billabert, Maître de conférences HDR, ESYCOME le Cnam Paris.
• Mohammed Himdi, Professeur, IETR Rennes.
• Stéphane Blin, Maître de conférences HDR, IES Montpellier.
• Rose-Marie Sauvage, Encadrant Direction Générale de l’Armement (DGA), Invité.
• Malek Zegaoui, Ingénieur de Recherche, CNRS, Invité.
• Guillaume Ducournau, Professeur, Université de Lille, Directeur de thèse.
• Mohammed Zaknoune, Directeur de Recherche, CNRS, Co-directeur de thèse.

Summary:

Les communications aux fréquences terahertz sont étudiées dans un contexte de transmissions en espace libre. L’objectif de la thèse est de proposer une étude comparative de différentes topologies d’électrodes supérieures appliquées aux photodiodes UTC ainsi qu’un module d’intégration de ces composants. Ces composants permettent de réaliser des liens de communications sans fils aux fréquences terahertz. Ce travail présente une étude théorique, numérique et expérimentale des photodiodes UTC réalisées. Une électrode supérieure dédiée avec différents motifs a été développée afin de limiter la dépendance à la polarisation optique de la structure et d’en augmenter la fiabilité dans un contexte de transmission de données vidéos aux fréquences terahertz. Un module d’intégration dédié, en guide WR-3, pour ces photodiodes, est étudié numériquement sous le logiciel CST ainsi qu’un package sur antenne et des lignes de transmission au récepteur. Enfin, les liens terahertz réalisés ont permis d’atteindre des distances jusqu’à 800 mètres en situation de transmission vidéo 4K en espace libre.

Abstract:

The terahertz frequency communications are studied in a context of free space transmissions. The objective of this thesis is to propose a comparative study of different topologies of top electrode applied to UTC photodiode and a module for packaging this type of components. Those components permit to produce wireless communications links at terahertz frequencies. This work presents a theoretical, numerical and experimental study of UTC photodiodes. The use of a dedicated top contact and the study of different patterns are developed in order to limit the optical polarization dependence of this structure, in order to increase the reliability in a context of data video transmission at terahertz frequencies. A dedicated WR-3 packaging module for these photodiodes is studied numerically under CST software and package on antennas and lines of transmission are studied in receiver. Finally, the terahertz links permits to reach 800 meters for a wireless transmission of 4K video.

Jury :

• Nathalie Rolland, Professeur, Université de Lille.
• Anne-Laure Billabert, Maître de conférences HDR, ESYCOME le Cnam Paris.
• Mohammed Himdi, Professeur, IETR Rennes.
• Stéphane Blin, Maître de conférences HDR, IES Montpellier.
• Rose-Marie Sauvage, Encadrant Direction Générale de l’Armement (DGA), Invité.
• Malek Zegaoui, Ingénieur de Recherche, CNRS, Invité.
• Guillaume Ducournau, Professeur, Université de Lille, Directeur de thèse.
• Mohammed Zaknoune, Directeur de Recherche, CNRS, Co-directeur de thèse.

Summary:

Les communications aux fréquences terahertz sont étudiées dans un contexte de transmissions en espace libre. L’objectif de la thèse est de proposer une étude comparative de différentes topologies d’électrodes supérieures appliquées aux photodiodes UTC ainsi qu’un module d’intégration de ces composants. Ces composants permettent de réaliser des liens de communications sans fils aux fréquences terahertz. Ce travail présente une étude théorique, numérique et expérimentale des photodiodes UTC réalisées. Une électrode supérieure dédiée avec différents motifs a été développée afin de limiter la dépendance à la polarisation optique de la structure et d’en augmenter la fiabilité dans un contexte de transmission de données vidéos aux fréquences terahertz. Un module d’intégration dédié, en guide WR-3, pour ces photodiodes, est étudié numériquement sous le logiciel CST ainsi qu’un package sur antenne et des lignes de transmission au récepteur. Enfin, les liens terahertz réalisés ont permis d’atteindre des distances jusqu’à 800 mètres en situation de transmission vidéo 4K en espace libre.

Abstract:

The terahertz frequency communications are studied in a context of free space transmissions. The objective of this thesis is to propose a comparative study of different topologies of top electrode applied to UTC photodiode and a module for packaging this type of components. Those components permit to produce wireless communications links at terahertz frequencies. This work presents a theoretical, numerical and experimental study of UTC photodiodes. The use of a dedicated top contact and the study of different patterns are developed in order to limit the optical polarization dependence of this structure, in order to increase the reliability in a context of data video transmission at terahertz frequencies. A dedicated WR-3 packaging module for these photodiodes is studied numerically under CST software and package on antennas and lines of transmission are studied in receiver. Finally, the terahertz links permits to reach 800 meters for a wireless transmission of 4K video.