FR3118563A3

FR3118563A3 - Panneaux anéchoïques gonflables

Info

Publication number: FR3118563A3
Application number: FR2014173A
Authority: FR
Inventors: Mimoun BENABDELKADER
Original assignee: Emitech
Current assignee: Emitech
Priority date: 2020-12-28
Filing date: 2020-12-28
Publication date: 2022-07-01
Anticipated expiration: 2030-12-28
Also published as: FR3118563B3

Abstract

L’invention concerne une structure gonflable dont la forme et les dimensions à un état gonflé forment un cône anéchoïque (11) ou un tronçon de cône anéchoïque ou un ensemble de cônes anéchoïques ou un ensemble de tronçons de cônes anéchoïques, la structure gonflable comprenant en outre au moins une couche absorbant des ondes électromagnétiques. Figure de l’abrégé : Figure 1a

Description

Panneaux anéchoïques gonflables

La présente invention concerne le domaine de l’étude des ondes électromagnétiques.

De nombreux appareils électriques et électroniques émettent un champ électromagnétique non souhaité. Ce champ électromagnétique peut perturber le fonctionnement d’autres appareils et ainsi entraîner différents problèmes de parasitage.

Dans ce contexte, les appareils sont testés pour identifier, mesurer et ensuite corriger de tels champs électromagnétiques non souhaités. Dans de nombreux pays et domaines techniques, le respect de certaines normes quant aux émissions électromagnétiques est une condition préalable à la commercialisation des appareils. Le respect de tels critères est abrégé « CEM » pour « Compatibilité Électro-Magnétique ».

Les essais sur les équipements électriques et électroniques sont généralement effectués dans des enceintes isolées de l’environnement extérieur de sorte qu’à l’intérieur de ces enceintes les perturbations électromagnétiques d’origine externe sont suffisamment réduites pour être considérées comme négligeables. Il est ainsi possible de mesurer les perturbations électromagnétiques induites par chaque équipement de manière précise réduisant le « bruit » électromagnétique provenant d’autre sources.

Toutefois, ces enceintes d’isolement sont couteuses, fragiles et très peu mobiles. Elles sont donc généralement attachées à un site de test. Ce sont les appareils à tester qui doivent être mobiles pour être placés à l’intérieur de telles enceintes fixes, ce qui limite les possibilités d’utilisation de telles enceintes.

Présentation de l’invention

Un premier objectif de la présente demande est donc de proposer une structure adaptée pour absorber une pluralité d’ondes électromagnétiques facilement montable et démontable.

Un deuxième objectif de la présente demande est de fournir une structure légère afin de la manipuler plus facilement.

Un troisième objectif de la présente demande est de fournir une structure peu coûteuse.

Un quatrième objectif de la présente demande est de fournir une structure peu encombrante.

À ces égards, l’invention propose une structure gonflable dont la forme et les dimensions à un état gonflé forment un cône anéchoïque ou un tronçon de cône anéchoïque ou un ensemble de cônes anéchoïques ou un ensemble de tronçons de cônes anéchoïques, la structure gonflable comprenant en outre au moins une couche absorbant des ondes électromagnétiques.

La structure gonflable selon l’invention est légère, facilement transportable en particulier à l’état dégonflé, peu encombrante, et aisément manipulable pour son montage et son démontage dans une enceinte anéchoïque.

Optionnellement, la structure comprend une partie gonflable, une couche absorbant des ondes électromagnétiques étant distincte de la partie gonflable et venant couvrir au moins en partie la partie gonflable à l’état gonflé. La couche absorbante permet de conférer ou d’améliorer les caractéristiques d’absorption des ondes électromagnétiques de la structure tout en étant facilement montable et démontable sur la partie gonflable. Cela facilite en outre l’entretien et les réparations éventuelles.

Optionnellement, une couche absorbant des ondes électromagnétiques est portée par une membrane déformable de la structure gonflable. Cela permet d’avoir une structure peu encombrante absorbant les ondes électromagnétiques.

Optionnellement, la structure gonflable comprend une membrane déformable comprenant un matériau plastique. Cela permet de réduire le coût de la structure gonflable.

Optionnellement, la couche absorbant des ondes électromagnétiques est un multicouche et comprend plusieurs couches superposées de matériaux absorbant des ondes électromagnétiques. Le multicouche permet d’améliorer les caractéristiques d’absorption des ondes électromagnétiques de la structure, notamment en élargissant le spectre d’absorption à différentes longueurs d’ondes.

Optionnellement, la structure gonflable comprend un socle formant base du cône, du tronçon de cône, de l’ensemble de cônes anéchoïques ou de l’ensemble de tronçons de cônes anéchoïques, ledit socle étant adapté pour être fixé à l’intérieur d’une enceinte. Cela facilite la fixation de la structure gonflable à un support.

Optionnellement, le socle comprend une structure et un matériau rendant plus rigide le socle que le reste de la structure gonflable. Cela permet un gonflement plus stable de la structure gonflable. Par exemple, le gonflage peut être mis en œuvre après que le socle eut été fixé à un support.

Optionnellement, la couche absorbant des ondes électromagnétiques comprend entre autres un matériau comprenant du polyuréthane chargé de carbone. Ces matériaux comprenant du polyuréthane chargé de carbone présentent des caractéristiques d’absorption électromagnétique élevées tout en étant déformable.

La présente invention présente également un panneau anéchoïque formé d’une structure gonflable ou d’un assemblage de plusieurs structures gonflables. Le panneau anéchoïque peut ainsi être aisément adapté aux dimensions de la paroi anéchoïque qu’il doit constituer.

Enfin, la présente invention présente une enceinte anéchoïque comprenant une pluralité de panneaux anéchoïques de sorte que ces derniers forment au moins partiellement des parois intérieures de l’enceinte.

D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :

Fig. 1a

représente une vue de côté d’un exemple de cône anéchoïque.

Fig. 1b

représente une vue d’un premier profil d’un second exemple de cône anéchoïque.

Fig. 1c

représente une vue d’un deuxième profil du second exemple de cône anéchoïque.

Fig. 1d

représente une vue du dessus d’un exemple de cône anéchoïque.

Fig. 2

représente un tronçon de cône anéchoïque.

Fig. 3

représente un ensemble de cônes anéchoïques.

Fig. 4

représente un exemple de support pour une structure gonflable.

La présente invention présente une structure gonflable dont la forme et les dimensions à l’état gonflé peuvent former, par exemple, les éléments suivants :
- un cône anéchoïque,
- un tronçon de cône anéchoïque,
- un ensemble de cônes anéchoïques, ou
- un ensemble de tronçons de cônes anéchoïques.

Par « cône anéchoïque », il est entendu dans la présente demande une forme géométrique connue de la personne du métier qui n’est pas nécessairement un cône au sens géométrique du terme. La forme géométrique représentée sur les figures se rapproche plutôt d’une pyramide à base 16 carrée ou rectangulaire et présentant quatre faces principales reliées les unes aux autres par des arrêtes. Un sommet de la pyramide 17, situé à l’opposé de la base 16, forme plutôt une arête qu’une pointe. Cette forme géométrique permet de réduire encore les réflexions d’ondes par rapport à une forme géométrique stricte de cône. L’usage du terme « cône » dans la présente demande est donc un abus de langage volontaire et conforme à la pratique dans le domaine considéré. Bien entendu, en variante, les cônes anéchoïques peuvent présenter une forme géométrique de cône.

Un exemple de cône anéchoïque 11 est représenté en figures 1. En particulier, la représente une vue en perspective d’un exemple de cône anéchoïque. La et la représentent respectivement une vue d’un premier et d’un deuxième profil d’un exemple de cône anéchoïque. La représente une vue du dessus d’un exemple de cône anéchoïque.

Par tronçon de cône anéchoïque, il est entendu dans la présente demande une portion d’un cône anéchoïque tel que défini ci-avant, dont le sommet 17, à l’opposé de la base 16, est tronqué. Autrement dit, le tronçon de cône anéchoïque présente une forme générale de tronc de pyramide, par exemple à base carrée ou rectangulaire. Un exemple de tronçon de cône anéchoïque 21 est représenté en .

Dans la suite, il sera fait référence à un cône (anéchoïque) ou à un ensemble de cônes (anéchoïques) pour présenter différents exemples. Les exemples présentés en rapport à un cône anéchoïque sont transposables à un tronçon de cône anéchoïque et vice versa. Ces exemples ne constituent en aucun cas une limitation de la structure gonflable présentée par la présente divulgation mais illustrent simplement des formes avantageuses que cette structure gonflable peut prendre.

Une longueur l_pd’une partie pyramidale du cône anéchoïque 11 (ou du tronçon de cône anéchoïque) correspond à une longueur d’une arrête entre deux faces principales voisines, c’est-à-dire entre un angle de la base 16 et le sommet 17 de la forme pyramidale, peut être comprise par exemple entre 25 millimètres et 1680 millimètres, et avantageusement entre 250 millimètres et 1050 millimètres. Le choix de la longueur l_ppermet de sélectionner les plages de fréquence des ondes électromagnétiques les mieux absorbées. Les plages de valeurs précitées correspondent à une gamme de fréquences des ondes électromagnétiques variant entre 25 MHz et 20 GHz. Bien entendu, la personne du métier pourra adapter la ou les plages de fréquences visées en adaptant les dimensions des cônes anéchoïques 11.

Par ailleurs, le fait que la section du sommet du tronçon de cône soit tronquée permet de réduire les réflexions des ondes électromagnétiques induites par le phénomène de diffraction de l’onde lorsqu’elle vient heurter une surface. À ce titre, le tronçon de cône anéchoïque 21 permet généralement une meilleure absorption des ondes électromagnétiques qu’un même cône anéchoïque non tronqué.

Par ensemble de cônes anéchoïques, il est entendu dans la présente demande le fait que la structure gonflable peut comprendre une pluralité de cônes anéchoïques 11, 21. Un exemple d’ensemble 31 de cônes anéchoïques 11 est représenté par la . En fonction des besoins et applications, les cônes anéchoïques peuvent donc former des structures unitaires à assembler les unes avec les autres ou bien être groupés en plusieurs cônes par structure.

Par ensemble de tronçons de cônes anéchoïques, il est entendu dans la présente demande le fait que la structure gonflable comprend une pluralité de tronçons 21 de cônes anéchoïques.

La structure gonflable peut comprendre une membrane déformable 13. La membrane déformable 13 peut être gonflée par un fluide de façon à former au moins en partie l’un des éléments cités ci-dessus à l’état gonflée. Le fluide peut être par exemple de l’air. La structure gonflable selon l’invention peut comprendre une valve 14, 44 pour passer d’un état gonflé à un état dégonflé et réciproquement. La valve 14, 44 est en communication fluidique avec l’espace intérieur de la membrane déformable 13 de sorte que lorsque de l’air est injecté dans le cône anéchoïque 11 par l’intermédiaire de la valve 14, 44, la membrane déformable 13 se gonfle et prend la forme opérationnelle du cône anéchoïque 11, 31 comme représenté sur les figures.

La structure gonflable à l’état dégonflé est de faible encombrement de sorte qu’elle est facilement transportable, notamment par comparaison avec des cônes anéchoïques pleins et/ou indéformables. La structure gonflable dans l’état gonflé ou dégonflé est par ailleurs de faible poids de sorte qu’elle est rendue facilement manipulable par exemple pour son montage et son démontage.

La structure gonflable peut par ailleurs comprendre un socle 12, 42 pour faciliter sa fixation sur un support 50 d’une enceinte anéchoïque. La structure gonflable vient alors habiller la face intérieure d’une paroi de l’enceinte ou même en former une partie. Par enceinte anéchoïque, la présente demande désigne une zone fermée telle qu’une pièce pouvant être agencée pour former une chambre anéchoïque ou une chambre semi anéchoïque par exemple. À l’état gonflés et montés des cônes anéchoïques 11, 21, 31, le socle 12, 42 vient s’appliquer sur le support 50 généralement plan, typiquement une paroi, tandis que le sommet 17 est orienté vers l’intérieur de l’enceinte.

Le socle 12 peut constituer un volume de base du cône anéchoïque 11. Le volume de base peut correspondre à une extension d’une surface de la base 16 du cône anéchoïque 11 de forme sensiblement carré ou rectangulaire. Autrement dit, la base 16 peut présenter une épaisseur non négligeable. La surface de la base peut ainsi comprendre un côté d’une longueur l_bcomprise par exemple entre 100 et 300 millimètres.

Le socle 12, 42 peut par exemple comprendre un élément mâle 15 protubérant adapté pour coopérer avec un logement femelle 51 formant cavité dans un support 50 tel qu’une face interne de l’enceinte anéchoïque, ou réciproquement. Les figures 1a à 1b et la montrent respectivement un exemple d’élément mâle 15 d’un cône anéchoïque 11 et un exemple de logement femelle 51 dans un support 50. La coopération de l’élément mâle 15 et du logement femelle 51 permet de fixer la structure gonflable sur une face interne de l’enceinte anéchoïque.

Avantageusement, l’élément mâle 15 protubérant présente la forme d’un parallélépipède de section carrée, c’est-à-dire présentant quatre côtés d’égales longueurs l_mp, tandis que le logement femelle 51 présente une forme correspondante. La longueur l_mppeut être par exemple comprise entre 60 et 100 millimètres. La hauteur h_mppeut par exemple être comprise entre 20 et 60 millimètres. La section carrée permet de prédéfinir quatre orientations possibles du cône anéchoïque 11 par rapport au support 50. Cela est particulièrement avantageux en combinaison avec un cône anéchoïque 11 dont la forme présente un unique plan de symétrie. Les exemples représentés aux figures 1a à 2 sont des exemples de telles formes présentant un unique plan de symétrie. Un opérateur peut alors choisir une orientation de chaque cône par rapport aux autres dans une enceinte anéchoïque lors de l’assemblage. Ainsi, il peut orienter les sommets 17 des cônes de manière identique les uns aux autres dans le plan principal parallèle au support 50, ou au contraire choisir de leur donner des orientations différentes les uns des autres. L’opérateur peut, par exemple, choisir de respecter un motif similaire à celui représenté en . En variante, l’élément mâle 15 et/ou le logement femelle 51 peut présenter des formes différentes, par exemple une section circulaire permettant d’orienter les cônes dans toutes les directions du plan principal parallèle au support 50.

Le socle 12, 42 peut également être fixé à un support 50, de préférence de manière réversible, par exemple par une colle ou un système d’attache à crochets et boucles. Bien entendu, une combinaison des moyens de fixations ci-dessus est envisageable pour s’adapter aux conditions d’utilisation.

Le socle 12, 42, ainsi que l’élément mâle 15 lorsqu’il est présent, peut être en matériau plastique rigide, au sens d’indéformable par comparaison avec la membrane déformable 13, pour permettre une meilleure tenue de la structure gonflable sur le support 50 et une meilleure tenue de la forme de la structure gonflable à l’état gonflée. La membrane déformable 13 peut être constituée de matériau plastique, plus souple que celui du socle 12, 42.

La valve 14, 44 peut être disposée sur le socle 12, 42 de la structure gonflable. Cela facilite le gonflement de la structure gonflable par exemple lorsque le socle 12, 42 est en matériau plastique rigide. En effet, dans cette configuration, le socle 12, 42, de par sa rigidité, réduit les mouvements de la structure gonflable entrainés par le gonflement. De ce fait, la buse d’une pompe insérée dans la valve pendant le gonflement est plus stable et risque moins d’être expulsée par les mouvements de la structure gonflable lors de son remplissage. De préférence, la valve 14, 44 est intégrée ou rétractable dans le socle 12, 42, de sorte que la valve 14, 44 ne fasse pas saillie de la forme générale de la structure gonflable.

La structure gonflable comprend en outre une couche absorbant les ondes électromagnétiques, formant de préférence au moins une surface externe de la structure et en particulier celles orientées vers l’intérieur de l’enceinte à l’état gonflé et installé. La structure gonflable, du fait de sa couche absorbante, peut être utilisée pour équiper une enceinte anéchoïque de façon à atténuer les réflexions des ondes électromagnétiques à l’intérieur de l’enceinte anéchoïque. La structure gonflable constitue par ailleurs un revêtement de chambre anéchoïque ou semi anéchoïque absorbant les ondes électromagnétiques.

Par ailleurs, une structure gonflable telle que définie ici peut être combinée avec une ou plusieurs autres structures gonflables telles que définies ici de façon à former des panneaux anéchoïques s’adaptant à toutes dimensions de chambres anéchoïques ou semi anéchoïques. La structure gonflable permet donc la création de panneaux anéchoïques de dimensions adaptables en fonction des dimensions de l’enceinte anéchoïque à équiper. De telles structures gonflables sont donc modulaires.

Dans des modes de réalisation, la membrane déformable 13 peut inclure la couche absorbant les ondes électromagnétiques. Auquel cas, la membrane déformable 13 comprend elle-même un matériau absorbant les ondes électromagnétiques. Lorsque la structure gonflable passe d’un état dégonflé à un état gonflé, la couche absorbante se déforme avec la membrane déformable 13 pour former la structure gonflable à l’état gonflé.

Dans des modes de réalisation, la couche absorbant les ondes électromagnétiques appartient à une pièce distincte de la membrane déformable 13 et peut s’en désolidariser. Dans ce cas, ladite pièce forme un habillage de la membrane déformable 13. La couche d’habillage comprend alors un matériau absorbant les ondes électromagnétiques. La couche absorbante se désolidarise de la partie gonflable et peut être ajoutée après le gonflement de la membrane déformable 13 pour conférer ou améliorer les propriétés d’absorption des ondes électromagnétiques de la structure gonflable. Une telle couche absorbante vient couvrir la partie gonflée à la manière d’une housse.

En variante, les modes de réalisation précités peuvent être combinés : tant la membrane déformable 13 qu’une couche d’habillage comprend un matériau absorbant les ondes électromagnétiques. Auquel cas, la structure gonflable comprend la membrane déformable et une couche absorbante supplémentaire distincte, chacune comprenant un matériau absorbant afin d’améliorer l’absorption des ondes électromagnétiques par la structure gonflable.

Un matériau absorbant les ondes électromagnétiques peut par exemple comprendre un matériau comprenant du polyuréthane chargé de carbone.

La couche absorbante peut également être un multicouche, c’est-à-dire comprendre plusieurs couches superposées de différents matériaux absorbant des ondes électromagnétiques. Par exemple, une première couche peut comprendre du polyuréthane chargé de carbone et une deuxième couche peut comprendre un autre matériau ayant des caractéristiques d’absorption des ondes électromagnétique.

La membrane déformable 13 peut être par exemple une membrane déformable en matière plastique et la couche absorbante venant recouvrir la membrane déformable à l’état gonflée peut par exemple comprendre du polyuréthane chargé de carbone.

La structure gonflable est donc légère, facilement transportable, peu encombrante, aisément manipulable pour son montage et son démontage dans une enceinte anéchoïque et permet la création de panneaux anéchoïques aux dimensions adaptables à l’enceinte anéchoïque dans laquelle ils vont être déployés. L’entretien et les réparations éventuelles sont également facilitées par la décomposition en pièces détachées (ou modules) de l’enceinte anéchoïque.

Est maintenant fait référence à la représentant un exemple d’ensemble de cônes anéchoïques 31. Cet ensemble comprend six cônes anéchoïques 11 formant une matrice de cônes anéchoïques de deux par trois (matrice 2x3). Comme représenté sur la , les sommets, que l’on pourrait aussi appeler « extrémités d’attaque », des cônes anéchoïques 11 sont orientés, dans le plan principal, alternativement à 90° les uns des autres le long des colonnes et des lignes de cônes. Cela permet une meilleure absorption des ondes électromagnétiques.

L’ensemble de cônes anéchoïques 31 comprend, dans cet exemple, un socle commun 42 permettant de fixer l’ensemble de cônes anéchoïques 31 à un support 50. Le socle commun 42 comprend, dans cet exemple, une valve 44 permettant de gonfler l’ensemble de cônes anéchoïques 31 en une unique opération. Le socle commun 42 comprend ici un plan commun dans lequel chacune des surfaces de bases 16 des cônes anéchoïques 11 de l’ensemble de cônes anéchoïques 31 est comprise.

Dans des modes de réalisation, le socle commun 42 peut comprendre autant d’éléments mâles 15 tels que décrits en relation avec les figures 1 que de cônes anéchoïques 31. Dans l’exemple décrit ici, le socle commun 42 présente moins d’éléments mâles 15 que de cônes.

Avantageusement, le socle commun 42 peut comprendre cinq éléments mâles 15 protubérants. Quatre des éléments mâles protubérants peuvent être situés aux angles de l’ensemble de socle commun 42, tandis que le cinquième peut être situé sensiblement au milieu du socle commun 42 de manière à répartir la charge de l’ensemble de cônes anéchoïques 31 entre chacun des éléments. Par ailleurs, le cinquième élément mâle protubérant situé sensiblement au milieu du socle commun 42 peut être plus large et plus long que les autres éléments mâles protubérants pour améliorer la tenue de l’ensemble à l’état installé.

À l’inverse, le socle commun 42 peut présenter au moins un logement femelle adapté pour coopérer avec un élément mâle protubérant d’un support 50 correspondant de l’enceinte anéchoïque pour la fixation de l’ensemble de cônes anéchoïques 31. Un logement femelle peut pour partie s’étendre dans la partie pyramidale d’un cône anéchoïque 31.

Avantageusement, le socle commun 42 peut comprendre cinq logements femelles. Quatre des logements peuvent être situés aux angles du socle commun 42, tandis que le cinquième peut être situé sensiblement au milieu du socle commun 42. Cela permet de répartir équitablement la charge sur les éléments mâles protubérant correspondant du support 50.

Les variantes de fixation décrites pour les cônes anéchoïques 11 unitaires sont transposables à l’ensemble de cônes anéchoïques 31.

L’invention permet ainsi la création de panneaux anéchoïques gonflables aux dimensions adaptables à l’enceinte anéchoïque dans laquelle ils vont être déployés, ces panneaux étant facilement montable et démontable, légers et peu encombrants. De ce fait, ils peuvent être transportés facilement notamment pour pouvoir être installés dans des enceintes montés directement sur des lieux d’essais d’appareils qui seraient difficilement déplaçables dans une installation fixe.

Claims

Structure gonflable dont la forme et les dimensions à un état gonflé forment un cône anéchoïque (11) ou un tronçon de cône anéchoïque (21) ou un ensemble de cônes anéchoïques (31) ou un ensemble de tronçons de cônes anéchoïques, la structure gonflable comprenant en outre au moins une couche absorbant des ondes électromagnétiques.
Structure selon la revendication précédente comprenant une partie gonflable, dans laquelle une couche absorbant des ondes électromagnétiques est distincte de la partie gonflable et vient couvrir au moins en partie la partie gonflable à l’état gonflé.
Structure selon l’une des revendications précédentes dans laquelle une couche absorbant des ondes électromagnétiques est portée par une membrane déformable (13) de la structure gonflable.
Structure selon l’une des revendications précédentes dans laquelle la structure gonflable comprend une membrane déformable (13) comprenant un matériau plastique.
Structure selon l’une des revendications précédentes dans laquelle l’au moins une couche absorbant des ondes électromagnétiques est un multicouche et comprend plusieurs couches superposées de matériaux absorbant des ondes électromagnétiques.
Structure selon l’une des revendications précédentes comprenant en outre un socle (12, 42) formant base du cône anéchoïque (11), du tronçon de cône anéchoïque (31), de l’ensemble de cônes anéchoïques (31) ou de l’ensemble de tronçons de cônes anéchoïques, ledit socle étant adapté pour être fixé à l’intérieur d’une enceinte.
Structure selon la revendication précédente dans laquelle le socle (12, 42) comprend une structure et un matériau rendant plus rigide le socle (12, 42) que le reste de la structure gonflable.
Structure selon l’une des revendications précédentes dans laquelle l’au moins une couche absorbant des ondes électromagnétiques comprend un matériau comprenant du polyuréthane chargé de carbone.
Panneau anéchoïque formé d’une structure gonflable selon l’une des revendications précédentes ou d’un assemblage de plusieurs structures gonflables selon l’une des revendications précédentes.
Enceinte anéchoïque comprenant une pluralité de panneaux anéchoïques selon la revendication précédente de sorte que ces derniers forment au moins partiellement des parois intérieures de l’enceinte.