La présente invention concerne un substrat alvéolaire de type nid d'abeille, ledit substrat alvéolaire s'étendant entre une première face d'extrémité et une deuxième face d'extrémité, le substrat alvéolaire comprenant une pluralité d'alvéoles tubulaires à section polygonale, chaque alvéole comprenant une pluralité de parois délimitant ladite alvéole, les parois s'étendant de la première face d'extrémité à la deuxième face d'extrémité, les parois étant formées d'un matériau diélectrique.

De tels substrats sont utilisés dans le domaine des matériaux composites comme âme pour la réalisation de structures sandwichs. La configuration tubulaire des alvéoles permet de conférer à l'âme des caractéristiques mécaniques spécifiques très intéressantes, notamment en termes de rigidité en compression et de tenue au cisaillement, associées à une masse volumique réduite. La performance mécanique est donc la fonctionnalité première de tels substrats. D'autres performances naturelles ou non peuvent être recherchées, par exemple l'isolation thermique ou phonique.

Dans le domaine électromagnétique, les structures composites sandwich sont utilisées dans des systèmes hyperfréquences. Elles sont notamment utilisées pour la réalisation de radômes, en tant que parois structurelles transparentes aux ondes électromagnétiques, de parois structurelles intégrant des fonctions de blindage électromagnétique, de furtivité (principalement dans le domaine radar), ou de fonctions antennaires.

Dans chacune de ces applications, le rôle du matériau formant l'âme de la structure sandwich est essentiel à la fois pour la tenue mécanique de la structure sandwich, mais également pour la performance électromagnétique visée.

Par exemple, un système hyperfréquence peut être constitué d'une antenne et d'une paroi formée d'un matériau composite sandwich, qui est par exemple la paroi porteuse ou le support de l'antenne ou encore le radôme. La reconfigurabilité d'un tel système hyperfréquence est en général assurée par l'antenne, via l'utilisation de composants actifs et commandables électriquement tels que des diodes pin, des varicaps, des transistors et/ou des MEMS, le substrat en matériau composite ayant une fonction totalement passive.

Il a été proposé d'utiliser dans la paroi, des matériaux actifs reconfigurables, par exemple en déposant des couches minces de matériaux versatiles, dont les paramètres diélectriques sont commandables, sur un substrat passif spécifique. La reconfigurabilité du système hyperfréquence est alors assurée non plus par l'antenne elle-même mais par la couche mince active associée.

Une telle solution ne donne pas entièrement satisfaction. Notamment, l'utilisation de telles parois intégrant de couches minces actives est réservée à une échelle locale, en raison des nombreuses contraintes liées à ces parois qui limitent leur utilisation à plus grande échelle. En particulier, ces parois sont inadaptées pour la réalisation de grandes structures telles que des structures navales.

Un but de l'invention est donc de proposer un substrat alvéolaire fonctionnalisé, notamment vecteur de commande, c'est-à-dire propre à assurer une fonction d'ordre électromagnétique, qui soit adapté à la fois pour une utilisation en tant que paroi porteuse d'une antenne ou en tant que radôme, ou encore en tant que système antennaire lui- même, et pour une utilisation à grande échelle en tant que panneau structural, notamment d'un porteur naval, terrestre ou aérien.

A cet effet, l'invention a pour objet un substrat alvéolaire du type précité, caractérisé en ce que ladite pluralité d'alvéoles comprend au moins une alvéole conductrice, ladite alvéole conductrice comprenant au moins un élément électriquement ou thermiquement conducteur, disposé dans au moins une des parois de ladite alvéole conductrice ou sur une surface d'au moins une des parois de ladite alvéole conductrice.

Le substrat alvéolaire selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute combinaison techniquement possible :

- ledit élément conducteur est métallique ;

- ledit élément conducteur s'étend entre une première extrémité et une deuxième extrémité, de la première face d'extrémité à la deuxième face d'extrémité ;

- ledit élément conducteur est un élément résistif, ledit élément conducteur étant adapté pour dissiper de la chaleur lorsqu'une intensité de courant est appliquée entre sa première extrémité et sa deuxième extrémité ;

- ledit élément conducteur est choisi dans le groupe consistant en une encre résistive, imprimée sur la surface de ladite paroi, une ligne méandrée métallisée, un film métallisé, un fil métallisé et une trame conductrice imprimée sur la surface de ladite paroi ;

- le substrat alvéolaire comprend en outre une pluralité de charges actives dispersées dans l'alvéole conductrice, les charges actives étant constituées d'un matériau pyroélectrique ayant des caractéristiques diélectriques modifiables par application d'une commande thermique ou électrique auxdites charges actives ;

- les charges actives sont constituées d'un matériau pyroélectrique ayant des caractéristiques diélectriques modifiables par application d'une commande thermique auxdites charges actives, et ledit élément conducteur est adapté pour appliquer une commande thermique auxdites charges actives lorsqu'une intensité de courant est appliquée entre sa première extrémité et sa deuxième extrémité ;

- lesdites charges actives sont constituées d'un matériau pyroélectrique et ferroélectrique ayant des caractéristiques diélectriques modifiables par application d'une commande électrique auxdites charges actives, ladite alvéole conductrice comprend au moins deux éléments électriquement conducteurs, disposés dans ou sur la surface de deux parois distinctes de ladite alvéole conductrice, et lesdits éléments conducteurs sont configurés pour appliquer une commande électrique auxdites charges actives lorsqu'une différence de potentiel est appliquée entre lesdits éléments conducteurs ;

- l'élément conducteur est un circuit hyperfréquence, notamment choisi dans le groupe consistant en une ligne micro-ruban, une ligne coplanaire, un coupleur hyperfréquence, un déphaseur hyperfréquence et un filtre hyperfréquence ;

- au moins deux éléments conducteurs sont disposés dans ou sur la surface de deux parois distinctes, lesdites au moins deux parois distinctes étant des parois d'une unique alvéole conductrice ou d'au moins deux alvéoles conductrices distinctes, et lesdits au moins deux éléments conducteurs forment un circuit hyperfréquence, notamment un diviseur de Wilkinson ;

- ledit élément conducteur comprend un élément d'un système antennaire, notamment une antenne planaire.

L'invention a par ailleurs pour objet une structure composite sandwich comprenant une âme interposée entre une première et une deuxième peaux, ladite âme comprenant un substrat alvéolaire selon l'invention.

La structure composite sandwich selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute combinaison techniquement possible :

- ladite première peau est contiguë à la première surface d'extrémité du substrat alvéolaire, et la deuxième surface d'extrémité est contiguë à la deuxième surface d'extrémité du substrat alvéolaire ;

- ladite âme comprend un substrat alvéolaire dans lequel l'élément conducteur est un circuit hyperfréquence, notamment choisi dans le groupe consistant en une ligne micro-ruban, une ligne coplanaire, un coupleur hyperfréquence, un déphaseur hyperfréquence et un filtre hyperfréquence, ou dans lequel au moins deux éléments conducteurs sont disposés dans ou sur la surface de deux parois distinctes, lesdites au moins deux parois distinctes étant des parois d'une unique alvéole conductrice ou d'au moins deux alvéoles conductrices distinctes, lesdits au moins deux éléments conducteurs formant un circuit hyperfréquence, notamment un diviseur de Wilkinson, et au moins une de la première et de la deuxième peaux comporte un dispositif hyperfréquence, notamment une antenne planaire, électriquement connecté audit élément conducteur.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels :

- la Figure 1 est un schéma d'une structure composite sandwich,

- la Figure 2 illustre de manière schématique un substrat alvéolaire formant l'âme da la structure composite sandwich de la Figure 1 ;

- la Figure 3 est une vue en perspective d'une portion d'un substrat alvéolaire selon un premier mode de réalisation ;

- la Figure 4 est un graphique illustrant la variation du coefficient de réflexion Su du substrat alvéolaire de la Figure 3 en fonction de la fréquence et de la température ;

- la Figure 5 est un schéma illustrant une ligne méandrée ;

- la Figure 6 est une vue en perspective d'une portion d'un substrat alvéolaire selon une première variante d'un deuxième mode de réalisation ;

- la Figure 7 est une vue en perspective d'une portion d'une structure composite sandwich intégrant le substrat alvéolaire de la Figure 6 ;

- la Figure 8 est une vue de face, en perspective, d'une portion d'un substrat alvéolaire selon une deuxième variante du deuxième mode de réalisation ;

- la Figure 9 est une vue de dos, en perspective, d'un détail du substrat alvéolaire de la Figure 8 ;

- la Figure 10 est un schéma illustrant un ensemble d'éléments conducteurs formant une ligne de Wilkinson ;

- la Figure 1 1 est une vue en perspective d'une portion d'un substrat alvéolaire selon un troisième mode de réalisation ;

- les Figures 12 et 13 illustrent respectivement un côté recto et un côté verso d'une feuille pour la fabrication d'un substrat alvéolaire selon un mode de réalisation de l'invention ; et

- la Figure 14 illustre le collage de quatre feuilles lors de la fabrication d'un substrat alvéolaire selon un mode de réalisation de l'invention.

Une structure composite sandwich 1 est illustrée sur la Figure 1 .

La structure composite sandwich 1 comprend une âme 3 interposée entre une première et une deuxième peaux 5a, 5b. Les peaux 5a et 5b sont parfois désignées par le terme « semelle ». Chaque peau 5a est réalisée en un matériau rigide, par exemple en un matériau composite « monolithique » (simple peau) comprenant une résine d'imprégnation et un ensemble de renforts fibreux, qui assurent le renfort mécanique du matériau.

La résine d'imprégnation est de préférence une résine organique, thermodurcissable ou thermoplastique, par exemple une résine polymère telle qu'une résine époxyde, une résine polyester, vinylester etc.

Les renforts fibreux sont réalisés en un matériau organique ou inorganique. Il s'agit par exemple de fibres de verre ou de carbone.

Les peaux 5a et 5b s'étendent dans des plans sensiblement parallèles l'un à l'autre.

L'âme 3, qui est illustrée plus en détails sur la Figure 2, est formée d'un substrat alvéolaire 7.

Le substrat alvéolaire 7 s'étend entre les peaux 5a, 5b, entre une première face d'extrémité et une deuxième face d'extrémité. Les première et deuxième faces d'extrémité s'étendent dans des plans sensiblement parallèles aux peaux 5a et 5b. Les première et deuxième faces d'extrémité sont par exemple contiguës à la première 5a et à la deuxième 5b peaux respectivement.

On appellera par la suite plan longitudinal un plan parallèle aux première et deuxième surfaces d'extrémité, et plan ou direction transversal(e) un plan ou une direction orthogonal(e) aux première et deuxième faces d'extrémité.

Le substrat alvéolaire 7 comprend une pluralité d'alvéoles 9 tubulaires à section polygonale, s'étendant chacune de la première face d'extrémité à la deuxième face d'extrémité.

Par tubulaire à section polygonale, on entend que la section longitudinale, i.e. par un plan longitudinal tel que précédemment défini, de chaque alvéole est un polygone de préférence de section constante.

De préférence, ce polygone est un polygone régulier.

Dans l'exemple illustré, la section longitudinale de chaque alvéole est un hexagone régulier.

En variante, cette section longitudinale est par exemple de forme carrée, ou rectangulaire.

Les alvéoles 9 sont contiguës les unes aux autres, en formant un pavage de préférence régulier.

Chaque alvéole 9 comprend une pluralité de parois 1 1 transversales délimitant cette alvéole, chaque paroi 1 1 s'étendant transversalement de la première face d'extrémité à la deuxième face d'extrémité. Dans l'exemple représenté, chaque alvéole 9 est délimitée par six parois. Au moins certaines des parois 1 1 peuvent être communes à deux alvéoles 9.

Par la suite, on désignera par le terme « largeur » d'une paroi 1 1 , la dimension d'une paroi dans une direction longitudinale, et « profondeur » d'une paroi 1 1 ou du substrat alvéolaire 7 la dimension d'une paroi 1 1 ou du substrat alvéolaire 7 dans la direction transversale.

Les parois 1 1 sont formées d'un matériau diélectrique, par exemple de papier d'aramide, d'un matériau thermoplastique tel que du polypropylène, ou du polyimide.

Le matériau formant les parois est choisi en fonction de l'application souhaitée, en particulier des propriétés de tenue en température, de tenue mécanique et de permittivité souhaitées.

Chaque alvéole 9 forme ainsi un conduit transversal traversant, c'est-à-dire débouchant transversalement de part et d'autre du substrat alvéolaire 7.

Selon l'invention, le substrat alvéolaire 7 est fonctionnalisé en intégrant, dans ou sur la surface d'au moins une paroi 1 1 d'au moins une alvéole 9, un élément électriquement ou thermiquement conducteur.

Par extension, on désignera par la suite par le terme alvéole conductrice 9c, une alvéole dont au moins une paroi 1 1 intègre, sur sa surface intérieure ou sein de cette paroi 1 1 , un tel élément conducteur. Par surface intérieur d'une paroi, relativement à une alvéole donnée, on entend la surface de cette paroi orientée vers l'intérieur de cette alvéole.

L'élément conducteur est de préférence métallique.

De préférence, l'élément conducteur affleure au moins une desdites première et deuxième faces d'extrémité. Notamment, l'élément conducteur s'étend entre une première extrémité et une deuxième extrémité, de la première face d'extrémité à la deuxième face d'extrémité.

Selon un premier mode de réalisation, le ou les élément(s) conducteur(s) est/sont des actuateurs destinés à appliquer une commande électrique ou thermique à un élément actif disposé dans la ou les alvéoles conductrices.

Par exemple, l'élément actif comprend un matériau actif ayant des caractéristiques diélectriques modifiables sous l'effet d'une commande électrique et/ou thermique.

Ainsi, le ou les élément(s) conducteur(s) est/sont des actuateurs destinés à appliquer une commande électrique ou thermique au matériau actif disposé dans la ou les alvéoles conductrices, en vue de commander les caractéristiques diélectriques des charges actives, donc du substrat alvéolaire 7 et de la structure composite sandwich 1 . De préférence, le matériau actif comprend une pluralité de charges actives dispersées dans l'alvéole conductrice. Ces charges actives sont constituées d'un matériau ayant des caractéristiques diélectriques modifiables par application d'une commande thermique ou électrique à ces charges actives.

De ce fait, les caractéristiques diélectriques du substrat alvéolaire 7, et de la structure composite sandwich 1 incluant ces charges, sont elles-mêmes modifiables, donc reconfigurables, par application de cette commande.

En particulier, les charges actives sont caractérisées par une permittivité diélectrique complexe ε* = ε'+ je' ' , où ε' et ε" sont respectivement la composante réelle et la composante imaginaire de la permittivité diélectrique complexe ε* du matériau constituant les charges actives.

Le facteur ou tangente de pertes tan δ de ces charges actives est défini comme : tan δ = ε" I ε' .

La permittivité diélectrique complexe des charges actives, donc du substrat alvéolaire et de la structure composite les intégrant, peut être modifiée par application d'une commande adaptée, de manière à faire varier les propriétés d'absorption et de réflexion par le substrat alvéolaire ou par la structure composite d'ondes électromagnétiques incidentes sur ce substrat ou cette structure.

En particulier, la permittivité diélectrique complexe des charges actives dépend de la tension électrique auxquelles les charges sont soumises. La permittivité diélectrique complexe des charges actives est donc modifiable par application d'une commande électrique.

De préférence, les charges actives sont réalisées en un matériau ferroélectrique qui a également des propriétés pyroélectriques, ou en un matériau pyroélectrique non ferroélectrique.

Ainsi, la permittivité électrique complexe des charges actives est modifiable par application aux charges actives d'une commande électrique ou thermique, ou bien seulement thermique, respectivement.

Les charges actives peuvent être dispersées dans toutes les alvéoles 9 du substrat alvéolaire 7. Ainsi, les caractéristiques diélectriques de l'ensemble du substrat alvéolaire 7 et de la structure composite sandwich 1 sont reconfigurables. Dans ce cas, chaque alvéole 9 est une alvéole conductrice, c'est-à-dire comprend au moins une paroi dans ou sur laquelle un élément conducteur est intégré.

En variante, les charges actives sont dispersées localement, dans certaines alvéoles 9 seulement, ces alvéoles étant des alvéoles conductrices 9c. Dans ce cas, les caractéristiques diélectriques de la ou des portion(s) du substrat alvéolaire 7 et de la structure composite sandwich 1 comprenant des charges actives sont reconfigurables.

Les charges actives sont formées d'un matériau ferroélectrique qui est de préférence choisi parmi la famille des perovskites, la famille ilménites, la famille des pyrochlores, la famille des bronzes quadratique, la famille des phases d'Aurivillius, le matériau choisi éventuellement dopé.

Notamment, le matériau ferroélectrique est par exemple un matériau de la famille des perovskites, par exemple BaTi0 ₃ , CaTi0 ₃ , KTa0 ₃ , YMn0 ₃ , PbTi0 ₃ , etc.

Le matériau ferroélectrique peut également être :

- un ilménite, par exemple LiNb0 ₃ ,

- un pyrochlore, notamment Cd ₂ Nb ₂ 0 ₇ ,

- un bronze quadratique, notamment PbNb ₂ 0 ₆ ,

- une phase d'Aurivillius, notamment BiTi ₃ 0 ₁₂ ou SrBi ₂ Ta ₂ 0 ₉ , etc.

Le matériau ferroélectrique peut être une phase dopée d'un des matériaux ci- dessus, par exemple Ba^SrliOs, KTai-xNbxTiOs, AgTai.xNbxOa, 5η_ _χ Βίχ ^" Π0 ₃ , Ρ^- _Χ 8Γ _Χ ^" Π0 ₃ , Β3Ζη ^" Π _χ 0 ₃ etc.

La valeur du coefficient x peut être choisie entre 0 et 1 , en fonction notamment de la température de Curie souhaitée pour le matériau.

Le matériau ferroélectrique peut également être un matériau multiferroïque, par exemple BiFe0 ₃ , présentant plusieurs propriétés ferroïques. Par exemple, le matériau est à la fois ferroélectrique, ferroélastique et ferromagnétique.

Par exemple, les charges actives sont constituées d'un matériau ferroélectrique et donc pyroélectrique, ayant des caractéristiques diélectriques, notamment une permittivité diélectrique complexe, modifiables par application d'une commande thermique à ces charges actives. Selon cet exemple, chaque élément conducteur, disposé sur ou dans une paroi 1 1 d'une alvéole conductrice, est adapté pour appliquer une commande thermique aux charges actives contenues dans cette alvéole conductrice, lorsqu'une intensité de courant est appliquée entre sa première extrémité et sa deuxième extrémité. En particulier, chaque élément conducteur est adapté pour dissiper de la chaleur lorsqu'une intensité de courant est appliquée entre sa première extrémité et sa deuxième extrémité.

Selon cet exemple, chaque élément conducteur est de préférence une encre résistive, imprimée sur la surface intérieure d'une paroi de l'alvéole conductrice, une ligne méandrée métallisée, qui peut être fixée sur la paroi intérieure de l'alvéole conductrice ou intégrée dans cette paroi, ou un film ou fil conducteur, qui peut également être fixé sur la paroi intérieure de l'alvéole conductrice ou intégré dans cette paroi. Selon une variante, chaque alvéole conductrice comprend au moins deux éléments électriquement conducteurs, disposés dans ou sur la surface de deux parois distinctes de l'alvéole conductrice. Ces éléments électriquement conducteurs sont disjoints l'un de l'autre.

Les éléments conducteurs de chaque alvéole conductrice sont alors configurés pour appliquer une commande électrique aux charges actives contenues dans cette alvéole conductrice lorsqu'une différence de potentiel est appliquée entre ces éléments conducteurs.

Selon cette variante, les éléments conducteurs sont par exemple des fils ou films conducteurs.

Selon ce premier mode de réalisation, l'application d'une différence de potentiel entre les éléments conducteurs permet de faire varier les caractéristiques diélectriques, en particulier la permittivité diélectrique complexe, des charges actives contenues dans la ou les alvéoles conductrices 9c, et ainsi de modifier la réponse électromagnétique de tout ou partie du substrat alvéolaire 7, donc de la structure composite sandwich.

Selon un deuxième mode de réalisation, l'élément conducteur est destiné à être couplé à un ou des dispositif(s) hyperfréquence commandable(s), notamment une antenne planaire ou antenne patch, par exemple disposé(s) sur l'une des peaux 5a, 5b ou intégré(s) à l'une des peaux 5a, 5b. En particulier, l'élément conducteur est un transmetteur configuré pour alimenter et/ou commander un ou des dispositif(s) hyperfréquence.

Par exemple, chaque élément conducteur forme un circuit hyperfréquence, notamment une ligne microruban, une ligne coplanaire, un coupleur hyperfréquence, un déphaseur hyperfréquence ou un filtre hyperfréquence.

Selon une variante, au moins deux éléments conducteurs sont disposés dans ou sur la surface de deux parois distinctes, ces parois distinctes étant des parois d'une unique alvéole conductrice ou d'au moins deux alvéoles conductrices distinctes, et forment un ensemble d'éléments conducteurs, cet ensemble d'éléments conducteurs formant un circuit hyperfréquence, notamment un diviseur de Wilkinson par exemple.

Selon un troisième mode de réalisation, le ou les élément(s) conducteur(s) comprennent un élément d'un système antennaire, notamment une antenne planaire ou antenne patch.

On a ainsi représenté sur la Figure 3 une portion d'un substrat alvéolaire 20 selon le premier mode de réalisation.

Les éléments de la Figure 3 identiques aux éléments correspondants de la Figure

2 sont désignés par des références identiques. Dans ce premier mode de réalisation, le substrat alvéolaire 20 comporte une pluralité de charges actives 21 dispersées dans une alvéole conductrice 9c.

Ces charges actives 21 sont constituées d'un matériau ferroélectrique et pyroélectrique, ou bien seulement pyroélectrique, ayant des caractéristiques diélectriques modifiables par application d'une commande électrique ou thermique, ou bien seulement thermique aux charges actives, respectivement.

Par exemple, les charges actives 21 sont introduites dans l'alvéole conductrice 9c alvéoles sous forme de poudre de matériau ferroélectrique et pyroélectrique, ou de matériau pyroélectrique. Dans ce cas, la poudre formée de charges actives est directement introduite dans l'alvéole conductrice 9c.

En alternative, les charges actives sont introduites dans l'alvéole conductrice 9c sous forme de céramique.

Les charges actives 21 peuvent également être dispersées dans une résine organique, par exemple une résine époxyde, ou dans un matériau expansé introduit(e) dans l'alvéole conductrice 9c. Notamment, le taux de charge en charges actives dans cette résine est choisi de manière à optimiser la reconfigurabilité du substrat alvéolaire 7.

Dans cet exemple, chacune des parois 1 1 de la cellule conductrice 9c est recouverte d'un élément conducteur 22 sous forme d'un film métallique, recouvrant l'ensemble de la paroi. Chaque film métallique est fixé sur la surface intérieure d'une paroi 1 1 .

Chaque élément conducteur 22 s'étend entre une première extrémité transversale et une deuxième extrémité transversale.

Chaque élément conducteur 22 est configuré pour dissiper de la chaleur lorsqu'une intensité de courant lui est appliquée par un dispositif adapté. Ce dispositif est par exemple un générateur de courant configuré pour appliquer une intensité de courant entre la première extrémité et la deuxième extrémité de l'élément conducteur.

En outre, chaque élément conducteur 22 est configuré pour transmettre la chaleur ainsi générée aux charges actives dispersées dans l'alvéole conductrice 9c, entraînant une hausse de température des charges actives et ainsi une modification de leur permittivité diélectrique complexe. Les propriétés d'absorption et de réflexion par le substrat alvéolaire 20 d'ondes électromagnétiques incidentes sur ce substrat sont ainsi modifiées.

On a ainsi représenté sur la Figure 4 le coefficient de réflexion Su d'un substrat alvéolaire dont une alvéole sur deux dans les deux directions du plan longitudinal contient périodiquement des charges actives et constitue une alvéole conductrice, en fonction de la fréquence, pour deux températures différentes T1 et T2 (T2>T1 ) appliquées aux charges actives au moyen des éléments conducteurs.

On constate en effet une modification de la réflectivité de la structure composite sandwich, à la fois en amplitude et en fréquence.

En variante, l'élément conducteur destiné à dissiper de la chaleur peut être une ligne méandrée, telle qu'illustrée à titre d'exemple sur la Figure 5.

Les Figures 6 et 7 illustrent une portion d'une structure composite sandwich 30 selon une première variante du deuxième mode de réalisation.

La structure composite sandwich 30 est similaire à la structure composite sandwich 1 décrite en référence aux Figures 1 et 2. Les éléments identiques de ces Figures sont donc désignés par des références identiques.

Dans l'exemple illustré, une antenne planaire ou antenne patch 32 est intégrée dans une des peaux 5a. En particulier, l'antenne planaire 32 est formée sur une portion de la peau 5a disposée en regard d'une alvéole conductrice 9c.

Cette alvéole conductrice 9c est munie, sur une de ses parois 1 1 , d'un élément conducteur 34 formé d'une ligne microruban s'étendant transversalement de la première face à la deuxième face du substrat alvéolaire. Dans cet exemple, la ligne microruban est une ligne 50 ohms. La masse de la ligne microruban est formée par des éléments conducteurs disposés sur une surface extérieure 36 de la paroi 1 1 comprenant l'élément conducteur 34.

L'élément conducteur 34 est configuré pour alimenter l'antenne planaire 32.

L'insertion d'un tel élément conducteur 34, permettant d'alimenter l'antenne planaire 32, permet ainsi d'intégrer une telle antenne planaire à la structure composite sandwich 30.

Les Figures 8 et 9 illustrent une portion d'une structure composite sandwich comprenant un substrat alvéolaire 40 selon une deuxième variante du deuxième mode de réalisation.

Sur ces Figures, les peaux ne sont pas représentées, à titre de simplification. La structure composite sandwich est similaire à la structure composite sandwich 1 décrite en référence aux Figures 1 et 2. Les éléments identiques de ces Figures sont donc désignés par des références identiques.

Dans cette deuxième variante, une antenne dipôle 42 est réalisée sur une face d'extrémité du substrat alvéolaire 40, c'est-à-dire sur, ou intégrée au sein même de l'une des peaux, la face externe de cette peau servant de radôme à ladite antenne dipôle. En particulier, l'antenne dipôle 42 est disposée en regard d'au moins une alvéole conductrice 9c. Comme illustré sur la Figure 9, cette alvéole conductrice 9c est munie, sur une de ses parois 1 1 , d'un élément conducteur 44 formé par exemple d'une ligne microruban s'étendant transversalement de la première face à la deuxième face. L'élément conducteur 44 est configuré pour alimenter l'antenne dipôle 42.

En variante, dans ce deuxième mode de réalisation, un diviseur de Wilkinson peut être formé par un ensemble d'éléments conducteurs formés sur la surface de plusieurs parois 1 1 adjacentes d'une ou plusieurs alvéoles d'un substrat alvéolaire. Ce diviseur de Wilkinson est destiné à être couplé à un système hyperfréquence tel qu'une antenne disposé sur ou dans une peau de la structure composite sandwich intégrant le substrat alvéolaire.

Un tel diviseur de Wilkinson est illustré sur la Figure 10. Dans l'exemple illustré sur cette Figure, on a représenté un ensemble 50 d'éléments conducteurs, destiné à être imprimé sur portion d'une feuille utilisée pour la fabrication d'un substrat alvéolaire, comme décrit ci-après. Cet ensemble 50 d'éléments conducteurs comprend des motifs métallisés formant un diviseur de Wilkinson 52.

Ainsi, selon le deuxième mode de réalisation, les éléments conducteurs insérés dans ou sur la surface de parois d'alvéoles conductrices permettent d'alimenter, ou d'envoyer une commande à un système hyperfréquence disposé sur une surface d'un des peaux ou intégré dans une des peaux.

La Figure 1 1 illustre un exemple de substrat alvéolaire selon le troisième mode de réalisation.

Dans cet exemple, une alvéole conductrice 9c comprend un élément conducteur 62 formant une antenne patch, alimentée par une ligne microruban.

Ainsi, dans ce mode de réalisation, un système hyperfréquence rayonnant est incorporé au sein même du substrat alvéolaire.

Un procédé de fabrication d'un substrat alvéolaire comprenant des éléments conducteurs va maintenant être décrit, en référence aux Figures 12 à 14.

Ce substrat alvéolaire est fabriqué à partir de feuilles d'un matériau diélectrique adapté, par exemple des feuilles de papier d'aramide ou des feuilles de polypropylène, découpées dans une bobine.

Les feuilles ont par exemple une épaisseur de 0,150 mm.

Les feuilles sont de même longueur L et de même largeur I.

Selon un premier mode de réalisation de procédé de fabrication, des éléments conducteurs sont intégrés aux feuilles ou à certaines des feuilles lors de leur fabrication. Dans ce premier mode de réalisation, les éléments conducteurs sont par exemple des trames conductrices. Selon un deuxième mode de réalisation du procédé de fabrication, des éléments conducteurs sont imprimés sur au moins une surface des feuilles ou de certaines feuilles lors de leur fabrication. Dans ce deuxième mode de réalisation, les éléments conducteurs sont par exemple formés d'une encre conductrice.

Selon un troisième mode de réalisation du procédé de fabrication, des éléments conducteurs sont fixés sur au moins une surface des feuilles ou de certaines feuilles. Dans ce troisième mode de réalisation, les éléments conducteurs comprennent par exemple des films ou fils métallisés, des circuits hyperfréquences, ou des éléments de systèmes hyperfréquences tels que des antennes planaires.

Dans ces trois modes de réalisation, les éléments conducteurs sont intégrés sur ou dans les feuilles à des emplacements spécifiques, qui sont déterminés en fonction de la position souhaitée des éléments conducteurs dans le substrat alvéolaire fabriqué ensuite à partir de ces feuilles.

On a ainsi illustré sur les Figures 12 et 13 les côtés recto 70a et verso 70b d'une feuille 70 pour la fabrication d'un substrat alvéolaire dont les alvéoles sont de section hexagonale.

Sur ces Figures, les traits en pointillés délimitent des zones de pliage de la feuille. Chaque bande située entre deux zones de pliage est de largeur a (dans le sens de la longueur de la feuille) égale à la largeur d'une paroi. Dans l'exemple décrit, on considère des parois de largeur 4 mm.

La longueur L et la largeur I des feuilles sont choisies en fonction de la géométrie finale souhaitée pour le substrat alvéolaire et du nombre de substrats alvéolaires que l'on souhaite former à partir de ces feuilles.

Notamment, comme décrit ci-après, les feuilles étant destinées à être découpées dans le sens de la longueur, la largeur des feuilles dépend du nombre de substrats alvéolaires que l'on souhaite former à partir de ces feuilles et de l'épaisseur de chaque substrat alvéolaire.

Sur la face recto 70a de la feuille 70 illustrée sur la Figure 12, sont intégrés, notamment fixés, deux ensembles 72, 74 d'éléments conducteurs, chacun formé d'une bande dont la largeur est par exemple égale à l'épaisseur d'un substrat alvéolaire.

Chaque ensemble d'éléments conducteur 72, 74 recouvre une zone de la feuille 70 correspondant à plusieurs parois distinctes du substrat alvéolaire final.

Chaque ensemble d'éléments conducteurs forme par exemple un circuit hyperfréquence tel qu'un diviseur de Wilkinson. Dans ce dernier cas, une métallisation au verso de la feuille est nécessaire en raison de la structure microruban du circuit sus-cité. Néanmoins, dans l'exemple illustré, aucun élément conducteur n'est intégré sur le verso de la feuille 70.

Par ailleurs, des bandes 76 de colle sont appliquées sur chacune des faces recto 70a et verso 70b de la feuille 70. La largeur de ces bandes 76 de colle est égale à la largeur d'une paroi d'une alvéole du substrat.

Le positionnement de ces bandes de colle dépend de la géométrie des alvéoles souhaitée.

Dans le cas présent, les alvéoles étant hexagonales, les bandes 76 de colle sont séparées les unes des autres par une bande de largeur égale à trois fois la largeur a d'une paroi. En outre, chaque bande 76 de colle appliquée sur le côté recto de la feuille est séparée de bandes de colle appliquée sur le côté verso par une bande de largeur égale à la largeur a d'une paroi.

Dans le troisième mode de réalisation du procédé de fabrication, les bandes 76 de colles sont par exemple appliquées après la fixation des ensembles 72, 74 d'éléments conducteurs.

Puis, chaque feuille 70 munie de bandes de colle est fixée à une feuille 70' dépourvue de bandes de colle, en alternant ainsi les feuilles munies de bandes de colle avec des feuilles dépourvues de bande de colle, comme illustré sur la Figure 14.

Bien entendu, les éléments conducteurs peuvent être présents sur seulement une ou certaines de ces feuilles.

L'empilement de feuilles collées est compacté pour former un bloc.

Le bloc est découpé dans le sens de la longueur, i.e. orthogonalement aux bandes 76 de colle, pour former au moins deux tranches.

Chaque tranche est alors étirée dans une direction orthogonale au plan des feuilles formant cette tranche, pour obtenir un substrat alvéolaire. L'épaisseur de chaque substrat alvéolaire est égale à la largeur de la tranche à partir de laquelle le substrat a été obtenu.

Le substrat alvéolaire ainsi obtenu comprend des éléments conducteurs qui peuvent être présents dans des parois de l'ensemble des alvéoles, ou dans des parois de certaines alvéoles seulement.

Ainsi, le substrat alvéolaire selon l'invention peut être fonctionnalisé selon le besoin.

En particulier, lorsque les éléments conducteurs sont destinés à commander les propriétés diélectriques d'un matériau actif inséré dans certaines alvéoles, les propriétés diélectriques du matériau actif dans chaque alvéole peuvent être commandées indépendamment des autres alvéoles. Notamment, si les éléments conducteurs sont des éléments chauffants, la température de chaque alvéole peut être maîtrisée indépendamment de celle des autres alvéoles.

Le substrat alvéolaire et la structure composite sandwich selon l'invention, ainsi fonctionnalisés, assurent une fonction d'ordre électromagnétique, par exemple en termes de blindage électromagnétique, de radio-transparence, d'absorption d'ondes électromagnétiques, d'intégration ou de découplage d'antennes, voire en tant qu'antenne, sans que leur performance mécanique, ni leur masse, ni que le mode de fabrication ne soient impactés.

En outre, l'invention permet de fonctionnaliser des structures composites sandwichs usuellement passives, et ce, sur de grandes surfaces

Notamment, le substrat alvéolaire et la structure composite sandwich selon l'invention sont adaptés pour une utilisation à grande échelle, par exemple en tant que panneau structural, notamment d'un porteur naval, terrestre ou aérien, et à plus faible échelle.

Par ailleurs, le surcoût lié à l'intégration des éléments conducteurs est modéré.

Le substrat alvéolaire et la structure composite sandwich selon l'invention apportent un caractère modulable ou actif aux performances électromagnétiques des systèmes les intégrant.

En particulier, une structure composite sandwich dont les éléments conducteurs sont utilisés en tant que commande des caractéristiques diélectriques de charges actives dispersées dans des alvéoles conductrices peut être intégrée dans divers systèmes, tels que des systèmes antennaires dédiés à des applications de communications, notamment navales (dans des bâtiments de surface, des mâtures) ou terrestres (au sein de véhicules, de bâtiments) ou dans le domaine de l'énergie.

Une telle structure composite sandwich peut également être utilisée :

en tant que paroi de radôme actif, associé à une antenne, et/ou en tant que structure porteuse, par exemple une structure porteuse d'une antenne,

- en tant que paroi structurale d'un porteur naval, terrestre ou aérien intégrant une antenne,

- dans un brouilleur, une carte électronique, un déphaseur, un filtre, dans un radar ou un goniomètre,

en tant que substrat d'un circuit imprimé dans le domaine électronique.

Les modes de réalisation et variantes décrites ci-dessus peuvent en outre être combinées. En particulier, différents types d'éléments conducteurs décrits ci-dessus peuvent être combinés dans un même substrat alvéolaire.