Les systèmes de communication sans fil sont devenus omniprésents dans les domaines civils et militaires où ils supportent des services essentiels. La protection de ces systèmes contre des agressions électromagnétiques intentionnelles ou non est donc un enjeu majeur. Or l’évolution de ces systèmes vers des technologies planaires combinée au développement de sources électromagnétiques de forte puissance font qu’il n’existe pas, à ce jour, de dispositif de protection totalement efficace.
Le projet ASTRID initial, ANR-15-ASTR-0020, a démontré que l’association en série de deux dispositifs de protection de type planaire, l’un à base de plasma gazeux et l’autre à base de diode, pouvait s’avérer être très efficace contre des agressions de forte puissance. La démonstration a cependant été réalisée avec des éléments disjoints dans un environnement non autonome de laboratoire.
Ce projet propose de gagner en maturité en levant deux verrous : 1, co-intégrer les deux dispositifs de protection sur un seul circuit planaire de dimensions décimétriques et 2, encapsuler le dispositif pour le rendre plus autonome. Le volume et la masse du nouveau dispositif, constitué essentiellement de céramique, doivent le rendre compatible avec un environnement opérationnel.

Le projet se déroulera en trois phases :

• La première consistera au pré-dimensionnement du dispositif de protection pour répondre au changement d’échelle entre le dispositif issu du projet initial et le nouveau dispositif à taille réduite. La réalisation de cette tâche s’appuiera sur les outils numériques développés au cours du précédent projet et sur des expériences en environnement de laboratoire.
• La seconde phase conduira au développement du dispositif de protection plasma encapsulé en cavité céramique et à l’étude de la co-intégration de ce dernier avec une diode. Le dispositif final de protection plasma/diode en cavité céramique sera réalisé puis testé durant la troisième phase pour valider l’objectif final du projet. Tous les dispositifs seront testés avec des agressions représentatives de signaux réels grâce aux moyens d’essais disponibles au CEA Gramat. Afin de prendre en compte le caractère exploratoire de la conception en céramique, une voie de repli est envisagée. Moins risquée car les procédés de fabrication sont déjà maitrisés, elle mènera au développement d’un dispositif similaire mais en cavité métallique. Bien que plus massive et moins compacte, cette technologie devrait néanmoins permettre de démontrer de façon opérationnelle une protection aujourd’hui inexistante à ces niveaux d’agression.
• En parallèle de ces tâches techniques et expérimentales, viendra se greffer une tâche plus exploratoire dont les objectifs principaux seront d’identifier des voies d’optimisation et d’étudier de nouveaux concepts prometteurs pour de futurs développements. Ces travaux plus amonts seront basés sur des études numériques et théoriques mais pourront également faire l’objet d’une caractérisation expérimentale en laboratoire.

Le regroupement de l’expertise des laboratoires toulousains en microondes et plasmas, le LAPLACE de l’UPS et le DEOS de l’ISAE-SUPAERO, et de celle du CEA Gramat dans l’agression et la protection électromagnétique, tous trois présents dans le projet initial, se trouve à présent renforcé par l’appoint de la PME ANYWAVES qui développe une filière technologique prometteuse pour la conception de dispositifs micro-ondes par impression 3D céramique.

À l’issue de ce projet, un prototype intégré aura été testé dans des conditions représentatives d’un environnement opérationnel. Les partenaires seront ainsi en capacité d’accompagner le transfert industriel afin d’élaborer, dans le domaine de la défense et dans celui des applications stratégiques civiles, des dispositifs de protection performants en regard des agressions électromagnétiques les plus puissantes.