Contexte
Ces dernières années, les objets connectés se sont immiscés dans la vie quotidienne et des textiles connectés commencent à être proposés sur le marché. D’autres produits, dits textiles intelligents, comportant des capteurs et modules d’électroniques embarquées se sont aussi développés en s’orientant vers le marché professionnel (vêtements militaires ou de sécurité) et vers les domaines de la santé et du sport. A titre d’exemple, Google avec Levi’s ont annoncé la commercialisation en 2017 d’une veste en jean connectée. Cependant, la fiabilité des textiles intelligents reste discutable en particulier à cause de problèmes liés à la connectivité et à l’alimentation des modules électroniques.
Parmi différentes solutions, la communication sans fil peut être envisagée pour traiter le problème de connectivité. Les modules électroniques composent alors un réseau sans fil localisé autour du corps humain (Wireless Body Area Network – WBAN) dont les données peuvent être collectées par un smartphone. Ce dernier peut être ensuite utilisé comme passerelle pour transmettre les données collectées vers l’extérieur (Internet).
Afin de limiter les interactions des ondes avec le corps humain et d’améliorer le bilan de transmission, il est préférable de privilégier la transmission des données le long du corps plutôt qu’à travers le corps. Une autre solution est d’envisager le guidage d’ondes de surface sur des textiles métallisés ou structurés s’inspirant des recherches menées sur les métamatériaux.
Résumé
Le sujet de thèse s’inscrit dans la thématique des réseaux autour du corps humain et des textiles intelligents. Il a pour objectif de concevoir des textiles structurés innovants permettant d’améliorer la transmission de données par le guidage d’ondes de surface entre un capteur intégré au textile et un smartphone. Différentes structurations textiles seront envisagées en s’inspirant du domaine des métamatériaux tels que les conducteurs magnétiques artificiels (AMC) ou les métamatériaux obtenus par l’entrelacement de fils conducteurs tissés, ou encore en utilisant la corrugation d’un plan de masse fabriqué en textiles. Par compatibilité avec les technologies disponibles dans les smartphones actuelles, la transmission de données sera envisagée dans la bande Instrumentale Scientifique et Médicale (ISM) autour de 2.45 GHz.
La thèse comportera une phase de simulations des structures sur des logiciels commerciaux (HFSS, CST), la fabrication des textiles structurés, et enfin leurs caractérisations électromagnétiques. Pour ces dernières, le (la) candidat(e) devra développer un banc de caractérisations du guidage d’ondes de surface en s’appuyant sur des travaux menés à l’Université de Exeter.
Ces travaux de thèse s’inscrivent dans le projet de recherche CONTEXT (2017-2020) financé par l’Agence Nationale de la Recherche dans lequel deux autres partenaires sont impliqués : le GEMTEX de Roubaix et le LEAT de Nice. Dans ce cadre, les textiles structurés seront fabriqués au GEMTEX, laboratoire facilement accessible par les transports en commun de la métropole Lille-Roubaix-Tourcoing. Enfin, le (la) candidat(e) sera aussi amené(e) à fabriquer le cas échéant des antennes textiles issues des travaux du LEAT dans le cadre du projet CONTEXT.

Début de thèse prévu : décembre 2017 – janvier 2018
Co-encadrant : Ludovic BURGNIES

Contact : ludovic.burgnies univ-lille.fr