Cet article est la version actualisée de l’article E1165 intitulé « Matériaux composites en électromagnétisme. Matériaux chargés, matériaux électroniques et métamatériaux » rédigé par Alain PRIOU et paru en 2009.
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Matériaux composites en électromagnétisme - IntroductionARCHIVE | Réf : E1165 v1
Auteur(s) : Alain PRIOU
Date de publication : 10 mai 2009
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Cet article est la version actualisée de l’article E1165 intitulé « Matériaux composites en électromagnétisme. Matériaux chargés, matériaux électroniques et métamatériaux » rédigé par Alain PRIOU et paru en 2009.
Cet article présente des matériaux composites électromagnétiques à structures aléatoires et les différentes méthodes de modélisation qui s’appliquent à ces matériaux en fonction de leur composition. Ensuite sont abordés les matériaux artificiels à structure périodique, les métamatériaux, ainsi que les cristaux photoniques en commençant par les matériaux bidimensionnels, les surfaces sélectives en fréquence, les surfaces à haute impédance et les métasurfaces, puis les structures tridimensionnelles.
This article presents electromagnetic composite materials with random structures and the different modeling methods that apply to them, according to their composition. Artificial materials with a periodic structure, metamaterials, and photonic crystals are then considered, beginning with two-dimensional materials, frequency-selective surfaces, high-impedance surfaces, and metasurfaces. Lastly, three-dimensional structures are presented. To conclude, some applications of these materials are presented.
Alain PRIOU : Professeur des universités - Directeur du Groupe d'électromagnétisme appliqué - Université Paris Ouest Nanterre-La Défense
À partir des lois de Faraday et d'Ampère pour la magnétostatique et l'électrostatique, Maxwell a établi, en 1873, les équations dites de Maxwell qui sont une extension à l'espace et au temps des lois précédentes. Ces lois ont été vérifiées par Hertz en 1888 et, en 1905, A. Einstein, dans sa théorie de la relativité, montre toute l'élégance et la rigueur de la théorie de Maxwell.
Après avoir rappelé les lois de Maxwell avec les grandeurs fondamentales et la modélisation de couches homogènes, nous présenterons l'analogie entre les matériaux et les circuits électroniques, ce qui nous conduira à définir deux concepts de réalisation de matériaux pour l'électromagnétisme. Le premier, ou approche matériau, se rapporte à la réalisation de matériaux composites issus de mélanges de divers éléments et qui contiennent les paramètres constitutifs ε et µ, positifs ou négatifs ou positif/négatif ou négatif/positif. Le second concept, ou approche structurée qui consiste à la mise en réseau périodique d'inclusions ou d'agrégats (diélectriques, conducteurs ou métalliques). Cette dernière approche permettra de définir et de réaliser des matériaux électroniques et des métamatériaux à propriétés remarquables qui n'existent pas dans la nature. Dans chaque cas, nous aborderons les aspects de la modélisation et donnerons les applications spécifiques et principales en hyperfréquence.
Les matériaux composites en électromagnétisme font l'objet de plusieurs articles :
Matériaux composites en électromagnétisme- Matériaux chargés, matériaux électroniques et métamatériauxE1165 : Matériaux chargés, matériaux électroniques et métamatériaux
E1166 Matériaux absorbants radar
E1167 Caractérisation des matériaux composites
Les sujets ne sont pas indépendants les uns des autres. Le lecteur devra assez souvent se reporter aux autres articles.
matériau composite | métamatériau | métasurface | surfaces sélectives en fréquence | surface à haute impédance
composite material | metamaterial | metasurface | frequency selective surface | high impedance surface
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INTRODUCTION
1 - NOTIONS D'ÉLECTROMAGNÉTISME
2 - ANALOGIE MATÉRIAUX ET CIRCUITS ÉLECTRONIQUES. APPROCHE DES MÉTAMATÉRIAUX
3 - MODÉLISATION DES MÉLANGES COMPOSITES
4 - CIRCUITS ÉLECTRONIQUES ET MÉTAMATÉRIAUX
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