Développement de radars ULB (Ultra Large Bande) d’imagerie MIMO (Multiple Input Multiple Output). Application à la caractérisation non destructive d’ouvrages d’art.

Sujets de thèse

Intitulé de la thèse
Développement de radars ULB (Ultra Large Bande) d’imagerie MIMO (Multiple Input Multiple Output). Application à la caractérisation non destructive d’ouvrages d’art.
Publication du sujet sur le site de l’ABG : OUI
Nature du financement : Financement institutionnel, Contrat Doctoral, Financement régional, Contrats université sur projets,)
Domaine de compétences principal (pour l’ABG) : Sciences pour l’Ingénieur
Domaine de compétences secondaire (pour l’ABG) : Informatique, électronique
Spécialité de doctorat : Electronique des hautes fréquences, Photonique et Systèmes

Lieu de travail
Laboratoire XLIM – Antenne de Brive La Gaillarde
Date Limite de candidature : 01/09/12
Laboratoire d’accueil : XLIM/OSA

Introduction
Une altération prématurée de la structure porteuse d’un ouvrage d’art (barrage, pont, tunnel) pose un problème de sécurité du bien mais surtout des personnes qui sont amenées à l’utiliser. Plusieurs techniques destructives ou non destructives ont été mises au point afin d’évaluer l’usure de l’ouvrage. La durée d’acquisition par les techniques usuelles étant très longue pour analyser une zone de grande dimension, le développement d’un radar d’imagerie sur la base d’un réseau d’antennes MIMO (Multiple Input Multiple Output) possédant une très large bande passante (0,3 – 8GHz) et donc un encombrement réduit devrait répondre à cette problématique.

Présentation de l’équipe de recherche
Le département OSA (Ondes et Systèmes Associés) du laboratoire XLIM regroupe des activités dans les domaines:
– Antennes multifonctions,
– Compatibilité Électromagnétique,
– Réseaux sans fils,
– Ondes et santé,
– Dispositifs impulsionnels ultra large bande.
Le domaine dispositifs impulsionnels ultra large bande est celui dans lequel la thèse est proposée.

Résumé de la thèse en français
Parmi les méthodes non destructives d’imagerie de matériaux, on trouve celles basées sur l’usage de radars constitués d’une antenne d’émission générant des impulsions de très courte durée et d’une antenne de réception enregistrant les échos successifs provenant des différents composants de la structure à étudier. Le système MIMO, comportant plusieurs antennes radar, que l’on se propose de d’étudier, devra permettre de limiter sensiblement le temps d’acquisition.
Un algorithme d’imagerie adapté à la réception multi-antennaire devra être développé. L’étude théorique menée par des outils de simulation électromagnétique sera validée par des essais expérimentaux.

Résumé de la thèse en anglais
Among the non-destructive methods of imaging of materials, we find those based on the use of radars constituted by an emitting antenna generating very short pulses and receiving antenna registering the successive echos resulting from various components of the structure to be studied. The MIMO system, containing several radar antennas, which we suggest of studying, will have to allow to limit appreciably the acquisition time. An imaging algorithm adapted to the reception multi-antennas must be developed. The theoretical study led by tools of electromagnetic simulation will be validated by experimentations.

Description complète du sujet de thèse
La thèse a pour objectif de concevoir un réseau d’antennes dans un domaine de fréquences suffisamment élevé pour que l’encombrement reste correct. Ce réseau devra conduire à une imagerie haute résolution. Les différentes étapes du travail seront:
– Etude bibliographique sur les différents moyens destructifs et non destructifs de surveillance des ouvrages d’art,
– Etude bibliographique approfondie sur l’utilisation des radars dans ce contexte,
– Etude bibliographique sur l’imagerie MIMO,
– Mise en évidence de l’intérêt d’une technique radar MIMO pour la caractérisation de surfaces importantes,
– Conception d’un radar d’imagerie MIMO pour la scrutation non destructive,
– Simulation électromagnétique (CST) pour la conception sachant que les antennes fonctionneront dans leur zone de champ proche,
– Développement d’algorithmes d’imagerie et choix de la méthode la mieux adaptée,
– Validation expérimentale.

Objectifs scientifiques de la thèse
– Développer des techniques d’imagerie MIMO et les comparer à la technique SAR (Synthetic Aperture Radar),
– Améliorer la résolution dans l’auscultation d’ouvrages d’art

Compétences à l’issue de la thèse
– Compétences dans les domaine des radars impulsionnels large bande, des systèmes MIMO, du SAR et de l’imagerie,
– Compétences en simulation électromagnétique,
– Compétences en métrologie impulsionnelle.

Mots clés (séparés par des virgules)
Multiples entrées multiples sorties (MIMO), Radar à synthèse d’ouverture (SAR), Ultra-Large Bande (UWB), Radar de sol (GPR), Antennes, Simulation électromagnétique
Conditions restrictive de candidature (nationalité, âge, …) : NON

Expérience/profil souhaité(e)
– Hyperfréquences,
– Antennes,
– Traitement du signal,
– MATLAB.

Modalité de dépôt des candidatures
Dépôt d’un curriculum vitae et d’une lettre de motivation par voie électronique aux directeur et co-directeur de thèse

Directeur de thèse
Michèle LALANDE
Adresse mail du directeur de thèse : michele.lalande@unilim.fr
Téléphone Directeur de thèse : 05 55 86 73 21

Co-directeur de thèse
Noël FEIX
Adresse mail du co-directeur de thèse : noel.feix@unilim.fr
Téléphone co-Directeur de thèse : 05 55 86 73 19
Thématique LABEX concernée : Thème 5: Sécurité

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