L’objectif est de développer un système d’émetteur-récepteur, pour en démontrer la reconfigurabilité totale ou partielle (fréquence, couverture, puissance) et son intégration 3D. Le démonstrateur sera intégré en trois dimensions par le biais d’une approche de conception globale et exploitera des technologies de fabrication additive ainsi que des matériaux de haute performance. Ces travaux, axés sur l’optimisation des performances des systèmes, seront réalisés en tenant compte des technologies disponibles jusqu’à 100 GHz.

Les enjeux sont la co-conception et la co-intégration technologique de circuits et d’antennes, pour optimiser les performances RF et énergétiques du système reconfigurable et sa conformation sur un objet hôte (drone, satellite, véhicule, mobilier urbain, etc.).

Des solutions originales sont développées, basées sur les technologies de fabrication additive multi-matériaux (céramique/métal) en 3D développées par l’IRCER et prenant en compte l’ensemble de la chaîne numérique (modélisation et analyse géométrique, simulation avant fabrication finale). Cela permet d’intégrer des fonctions passives à faibles pertes et, pour certaines, accordables (matériaux fonctionnels ou composants agiles), de garantir un rayonnement de l’énergie avec un gain et une efficacité maximum, de transférer, d’interconnecter et d’encapsuler des circuits RF intégrés, en minimisant les pertes et, pour les circuits actifs, de permettre l’évacuation de la chaleur dissipée.

L’objectif est de relever des obstacles technologiques identifiés pour la réalisation de systèmes de communication au-delà de 100 GHz qui tirent parti des compétences de l’IRCER dans le développement de procédés de dépôt de matériaux et de couches minces et dans le domaine des caractérisations multi-échelles des matériaux, et d’XLIM pour la conception et l’optimisation de démonstrateurs fonctionnels.

Les équipes travaillent sur la conception de nouveaux interrupteurs utilisant des matériaux à propriétés accordables, en particulier de nouveaux matériaux à changement de phase ou à transition de phase, étudié depuis plusieurs années dans le cadre du LABEX Σ-LIM.

À titre d’exemple, il est possible de réaliser des composants bistables à fort contraste électrique, avec des applications à des longueurs d’onde millimétriques et donc à des fréquences plus élevées.

Les circuits passifs utiliseront des technologies de micro-fabrication en 3D en couche mince avec une précision qui permet de fabriquer des composants tels que des filtres ou des réseaux d’antennes sans réglage en post-production, et d’intégrer des puces actives dans la structure finale.

Enfin, les équipes travaillent également sur le développement des circuits accordables au-delà de 100 GHz en utilisant des micro/nanotechnologies et circuits à base de silicium, en s’appuyant sur les compétences disponibles dans la conception de dispositifs innovants et le développement de procédés pour la fabrication de matériaux nanostructurés et leur caractérisation.

Dans le contexte des milliards de nœuds IdO statiques et mobiles qui détectent des données et exécutent des actions, l’objectif est de mettre en place un banc d’essai transversal pour assurer :

• La gestion intelligente des réseaux

La gestion du réseau intelligent utilisera les systèmes et ensembles « front-end » développés dans les défis 1 et 2 en combinaison avec des techniques développées à XLIM comme l’accès multiple massif, le codage de réseau mobile, etc.

• La protection et la traçabilité des informations échangées

La protection et la traçabilité des informations échangées s’appuieront sur la proposition de cryptographie post-quantique développée à XLIM.

• La protection physique du nœud

La protection physique des nœuds sera développée à la fois à l’IRCER et à XLIM puisque l’objectif est de sécuriser les nœuds depuis le niveau du silicium jusqu’à leur conditionnement.

• L’interopérabilité avec les solutions existantes et futures

L’interopérabilité sera principalement assurée à XLIM puisque l’objectif est de proposer des passerelles transparentes entre les différents protocoles de communication ainsi que pour leur sécurité.

Ce défi est en interface avec second défi « Énergie et surveillance avancée » du flagship « Faire plus avec moins d’énergie » puisque les solutions proposées permettront également une gestion plus intelligente de l’énergie pour la communication et la sécurisation des données.