Matériaux composites en électromagnétisme - Matériaux absorbants radar

Pes matériaux absorbants ont été créés en 1940 à la fois aux États-Unis et en Allemagne. Ils portent souvent le nom de RAM (Radar Absorbing Materials).

Le RAM optimal idéal ressemblerait à une peinture efficace pour toutes les polarisations sur une grande bande de fréquences et une grande plage d'incidences. Malheureusement, un tel matériau n'existe pas et la probabilité d'en voir apparaître un prototype est assez faible.

Pratiquement, le type d'absorbant le plus efficace dans une situation donnée est fortement dépendant de plusieurs paramètres (fréquence du radar, forme de l'onde émise, largeur de bande, forme de la cible, etc.).

Les exigences et les propriétés des absorbants sont déterminées par les considérations suivantes :

• fréquence de fonctionnement : l'absorbant est réalisé pour une absorption résonnante (à une seule fréquence ou pour de multiples fréquences discrètes) ou pour une application large bande ;

• milieu composite ou monolithique : l'absorbant est constitué par un matériau monolithique ou par une série de milieux discrets ;

• gamme d'absorption : fonction des pertes de transmission à travers les absorbants ;

• tenue en puissance : gouvernée par les gammes de dissipation thermique des matériaux absorbants ;

• considérations géométriques : épaisseur et surface nécessaires pour arriver aux niveaux d'absorption requis ;

• stabilité mécanique : fonction du vieillissement des matériaux, en tenant compte de la dégénérescence physique et thermique due à une exposition continue au rayonnement électromagnétique ;

• facilité de fabrication : faisabilité de mouler ou de former un absorbant sur une forme et une taille données ;

• considérations de poids : poids faible pour les applications aéroportées et aéronautiques (3 à 4 kg/m² est une valeur maximale) ;

• enfin, le dernier point est le coût de réalisation, de vente et d'installation du produit qui doit être le plus réduit possible ; pour exemple, nous évoquons la grande chambre anéchoïque de Boeing à Seattle qui permet de mesurer un Boeing 747, en entier, dont le coût hors matériel électronique dépasse 20 M€ (en 2009).

Le but de ce fascicule est de permettre au lecteur d'acquérir ou de préciser des connaissances sur les matériaux absorbants.

Nous allons examiner les divers types d'écrans plans à faible bande, les structures multicouches à très large bande, les écrans analogiques et les écrans sélectifs en fréquence. Nous intégrerons les concepts d'écran à base de milieux chiraux et terminerons cet article en donnant un exemple de structure absorbante à très large bande constituée par un nid d'abeilles.

Les matériaux composites en électromagnétisme font l'objet de plusieurs articles :

E1164 Introduction

E1165 Modélisation des composites, des matériaux électroniques et des métamatériaux

Matériaux composites en électromagnétisme- Matériaux absorbants radarE1166 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 fascicules.