Caractérisation et modélisation de ces matériaux
Matériaux composites en électromagnétisme - Introduction

• Pour tous ces matériaux composites, les constantes de propagation complexes, la permittivité et la perméabilité effectives des milieux hétérogènes ou encore la réflexion, la transmission et la mesure d'impédance doivent être connues. La mesure des coefficients d'absorption, de réflexion et de transmission, en fonction de la fréquence et de la bande de fréquences, de la polarisation, de l'angle d'incidence, donne des informations très importantes sur les propriétés de ces matériaux. Cela permet de les classer en milieux transparents, à pertes ou absorbants.

Des travaux de recherche ont été faits dans le monde entier pour essayer de modéliser les propriétés électromagnétiques des milieux composites, pour valider ces modèles par des mesures sur des échantillons représentatifs d'un milieu futur et pour réaliser les premières applications.

Au regard des ondes électromagnétiques, les matériaux composites chargés peuvent être considérés comme des milieux aléatoires discrets, consistant en une distribution de diffuseurs électromagnétiques enfermés dans un milieu homogène, comme une résine de base (les diffuseurs sont équivalents à des petites antennes intégrées dans un milieu). La taille, la forme, et la fraction volumique de chaque constituant ont des effets majeurs sur les propriétés de permittivité et de perméabilité complexes des mélanges. Quand la fréquence de l'onde électromagnétique croît et que la taille des inclusions augmente, des effets de diffraction s'ajoutent aux propriétés diélectriques des milieux composites, effets qu'il convient de prendre en compte pour connaître les propriétés globales de ces milieux et pour déterminer les domaines d'application des milieux créés.

Les chercheurs ont essayé d'analyser les phénomènes de transport électrique dans les milieux composites et d'examiner les théories des milieux effectifs des divers mélanges. Toutes ces études sont orientées vers la définition des lois de mélange qui permettent de déduire les propriétés effectives des milieux, comme la permittivité et la perméabilité complexes des milieux composites.

Pour les matériaux structurés composés d'un assemblage 1D, 2D ou 3D, de circuits électroniques périodiques ou distribués aléatoires, les modélisations...