L'invention concerne un procédé de fabrication d'une pièce diélectrique solide présentant au moins un tenseur [ε _Γ ], [μ _Γ ] déterminé d'au moins une constante électromagnétique relative ε _Γ , μ _Γ , par imbrication de plusieurs matériaux diélectriques dont l'un au moins est à l'état solide. Elle s'étend à une pièce diélectrique solide ainsi fabriquée.

Dans certaines applications telles que les antennes miniaturisées formées de métamatériaux pour les transmissions dans le domaine des hyperfréquences (fréquences supérieures à 100 MHz), on cherche à utiliser des substrats diélectriques présentant des caractéristiques électromagnétiques déterminées de façon à ce que le substrat diélectrique lui-même présente une certaine réponse électrique et/ou magnétique à un champ électrique et/ou magnétique.

On sait qu'il est possible de contrôler la valeur effective d'au moins une constante électromagnétique relative (permittivité diélectrique relative et/ou perméabilité magnétique relative) d'une pièce diélectrique par imbrication de plusieurs matériaux diélectriques présentant des valeurs différentes pour cette constante électromagnétique relative. Une telle imbrication peut-être réalisée selon différents procédés connus, en particulier par voie chimique ; par voie sol gel ; par gravure, perçage (micro usinage) ; ou par moulage (par exemple US 2014/0057072)...

Les procédés par voie chimique ou sol gel ne permettent pas de contrôler précisément la structure d'imbrication des matériaux, et donc la valeur effective d'une constante électromagnétique et son gradient et/ou son anisotropie au sein de la pièce diélectrique. En particulier, ils ne permettent pas d'obtenir des valeurs d'une constante électromagnétique réparties selon un tenseur déterminé. En outre les résultats obtenus présentent le plus souvent une grande dispersion, la précision sur la valeur effective de la constante électromagnétique ne pouvant être garantie qu'avec une précision qui est au mieux de l'ordre de 10 %. Cette faible fiabilité empêche leur utilisation dans les domaines dans lesquels les procédés de fabrication et/ou les pièces diélectriques doivent pouvoir être certifiés, par exemple dans l'industrie spatiale ou aéronautique.

Certains procédés mécaniques (gravure, perçage, moulage...) permettent de contrôler la structure d'imbrication. Néanmoins, ce contrôle est peu précis, et nécessite des étapes longues, complexes et coûteuses, notamment lorsque l'on veut obtenir un gradient important et/ou une forte anisotropie au sein de la pièce.

En outre, l'inventeur a déterminé qu'il pourrait être avantageux, au moins dans certaines applications, d'incorporer et/ou de faire circuler au moins un matériau diélectrique à l'état fluide (c'est-à-dire liquide et/ou gazeux) dans une telle pièce diélectrique. Par exemple, dans les applications spatiales, lorsque l'un des matériaux diélectriques est de l'air atmosphérique incorporé dans des cellules d'un matériau diélectrique solide lors de la fabrication au sol de la pièce diélectrique, il convient d'assurer soit une absence totale de dégazage, soit un dégazage parfait de l'ensemble de la pièce diélectrique, y compris en son cœur, lorsque cette dernière est placée dans le vide spatial. En outre l'incorporation et/ou la circulation d'un fluide caloporteur au sein de la pièce peut permettre un contrôle thermique efficace et précis. Néanmoins, une telle incorporation nécessite de pouvoir avoir simultanément une grande liberté dans la géométrie et les dimensions de la structure d'imbrication, et une très grande précision dans sa réalisation pratique.

La publication « 3D printing of anitropic metamaterials » C. R. Garcia et al, progress in electromagnetics research letters EMW Publishing, USA, vol.34, 2012, pages 75-82 décrit un procédé de fabrication d'une pièce diélectrique selon un réseau uniaxial en trois dimensions présentant une anisotropie de permittivité diélectrique effective par impression tridimensionnelle de polycarbonate. Un tel réseau uniaxial n'offre que des possibilités limitées de variations de la permittivité diélectrique de la pièce. En particulier, un tel réseau uniaxial ne produit pas un gradient de permittivité diélectrique simultanément à une anisotropie, et ne permet pas de contrôler l'incorporation et/ou la circulation d'un fluide au sein d'une telle pièce diélectrique. En outre, il ne permet pas d'optimiser dans de bonnes conditions les autres caractéristiques de la pièce diélectrique, notamment les caractéristiques mécaniques et/ou thermiques et/ou optiques.

L'invention vise donc à pallier ces inconvénients.

Elle vise en particulier à proposer un procédé de fabrication d'une pièce diélectrique permettant un contrôle précis de la valeur d'au moins une constante électromagnétique relative en tout point de la pièce diélectrique, et en particulier avec des gradients et/ou des anisotropies de cette valeur, c'est-à-dire une répartition tensorielle de valeurs de cette constante électromagnétique dans le volume de la pièce diélectrique.

Elle vise ainsi à proposer un procédé de fabrication d'une pièce diélectrique présentant au moins un tenseur [ε _Γ ], [μ _Γ ] déterminé d'au moins une constante électromagnétique relative ε _Γ , μ _Γ (c'est-à-dire présentant un tenseur de permittivité diélectrique relative effective [s _r ] et/ou un tenseur de perméabilité magnétique relative effective [μ _Γ ]) dont les valeurs peuvent être déterminées précisément. Elle vise à ce titre en particulier à permettre une certification du procédé de fabrication et/ou des caractéristiques de la pièce diélectrique compatible avec les exigences réglementaires, notamment dans les domaines de l'industrie spatiale ou aéronautique.

Elle vise plus particulièrement à proposer un procédé de fabrication d'une pièce diélectrique destinée à être utilisée dans le domaine des hyperfréquences, c'est-à-dire pour des fréquences supérieures à 100 MHz et/ou pour des longueurs d'ondes comprises entre 3 mm et 3 m.

Elle vise aussi à proposer un procédé de fabrication d'une pièce diélectrique permettant d'obtenir une incorporation -notamment une incorporation uniforme- et/ou une circulation dans ladite pièce d'au moins un matériau diélectrique à l'état fluide pouvant être choisi parmi de nombreuses compositions liquides et/ou gazeuses (y compris le vide spatial).

Elle vise également à proposer un tel procédé de fabrication permettant de contrôler par ailleurs également d'autres caractéristiques de la pièce diélectrique, notamment des caractéristiques choisies dans le groupe des caractéristiques mécaniques, des caractéristiques thermiques, des caractéristiques optiques, et des caractéristiques fluidiques (incorporation et/ou circulation d'au moins un fluide au sein de la pièce).

Dans tout le texte, on adopte la terminologie suivante :

- constante électromagnétique : la permittivité diélectrique ou la perméabilité magnétique,

- fluide : liquide et/ou gaz (y compris le vide spatial),

- maille : tout motif géométrique polyédrique (c'est-à-dire présentant des faces planes ou dont au moins une partie des faces peut être gauche) et/ou polygonal (c'est-à-dire présentant des côtés ou arêtes qui sont des segments de droite ou dont au moins une partie des côtés ou arêtes peut être courbe) d'une partie finie d'un réseau solide,

- maille élémentaire : toute maille permettant de générer au moins une zone d'un réseau solide par translation homothétique de rapport égal ou non à 1,

- mailles périphériques : mailles situées à la périphérie d'une pièce diélectrique,

- mailles non périphériques : mailles autres que les mailles périphériques,

- maille polyédrique courbée : maille ayant la forme d'un polyèdre courbé c'est-à-dire ayant au moins une face gauche et/ou au moins une arête courbe,

- paroi solide d'un réseau solide tridimensionnel : toute portion solide du réseau ; il peut s'agir aussi bien d'une face pleine ou ajourée, ou d'une arête plus ou moins épaisse.

L'invention concerne donc un procédé de fabrication d'une pièce diélectrique dans lequel on réalise une imbrication de plusieurs matériaux diélectriques dont l'un au moins est à l'état solide, lesdits matériaux diélectriques ayant au moins une constante électromagnétique relative ε _Γ , μ _Γ de valeurs différentes,

caractérisé en ce que :

- on réalise ladite imbrication en choisissant : o une structure d'imbrication desdits matériaux diélectriques formée d'un réseau solide tridimensionnel constitué d'une répétition dans toutes les directions de l'espace -notamment dans trois directions orthogonales de l'espace- de mailles de l'un au moins, à l'état solide, desdits matériaux diélectriques,

o et des matériaux diélectriques adaptés pour permettre une fabrication du réseau solide tridimensionnel par impression tridimensionnelle de chaque matériau diélectrique solide, dans lequel chaque zone homogène de l'un desdits matériaux diélectriques présente dans toute direction de l'espace une dimension maximale inférieure à une valeur a _max = α. λ ₀ , où a est un nombre réel inférieur à 10, -notamment inférieur à 1, en particulier inférieur à 0,1-, et λ ₀ est une longueur d'onde d'un rayonnement électromagnétique auquel la pièce diélectrique doit être adaptée,

- on fabrique la pièce diélectrique par impression tridimensionnelle du réseau solide tridimensionnel,

de sorte que la pièce diélectrique présente au moins un tenseur [ε _Γ ], [μ _Γ ] déterminé d'au moins une constante électromagnétique relative ε _Γ , μ _Γ .

L'invention s'étend également à une pièce diélectrique obtenue par un procédé selon l'invention. Une pièce diélectrique selon l'invention est destinée à être utilisée dans un rayonnement de longueur d'onde λ ₀ .

L'invention concerne donc une pièce diélectrique comprenant une imbrication de plusieurs matériaux diélectriques dont l'un au moins est à l'état solide, et ayant au moins une constante électromagnétique relative ε _Γ , μ _Γ de valeurs différentes,

caractérisée en ce que ladite imbrication est réalisée selon une structure d'imbrication desdits matériaux diélectriques formée d'un réseau solide tridimensionnel :

- constitué d'une répétition dans toutes les directions de l'espace - notamment dans trois directions orthogonales de l'espace- de mailles de l'un au moins, à l'état solide, desdits matériaux diélectriques,

- dans lequel chaque zone homogène de l'un desdits matériaux diélectriques présente dans toute direction de l'espace une dimension maximale inférieure à une valeur a _max = α. λ ₀ , où a est un nombre réel inférieur à 10, -notamment inférieur à 1, en particulier inférieur à 0,1-, et λ ₀ est une longueur d'onde d'un rayonnement électromagnétique auquel la pièce diélectrique est adaptée,

- imprimé par impression tridimensionnelle,

de sorte qu'elle présente au moins un tenseur [ε _Γ ], [μ _Γ ] déterminé d'au moins une constante électromagnétique relative ε _Γ , μ _Γ .

L'invention s'étend également à un procédé de fabrication d'une pièce diélectrique selon l'invention.

Ainsi, dans un procédé et une pièce selon l'invention, la structure d'imbrication est un réseau solide tridimensionnel maillé, c'est-à-dire un pavage tridimensionnel de l'espace par lesdites mailles, et présente, à l'instar d'un réseau solide cristallin, dans toute direction de l'espace, c'est-à-dire dans chacune de trois directions x, y, z orthogonales de tout repère orthogonal fixe par rapport à la dite pièce, une répétition de plusieurs mailles adjacentes. Autrement dit, dans toute direction de l'espace, la pièce selon l'invention présente un nombre de mailles adjacentes supérieur à 1.

Il en résulte qu'il est possible d'obtenir une pièce diélectrique présentant au moins un tenseur [ε _Γ ], [μ _Γ ] déterminé d'au moins une constante électromagnétique relative ε _Γ , μ _Γ, dont la valeur en tout point de la pièce, notamment en toute maille du réseau solide tridimensionnel, peut être choisie et contrôlée précisément, y compris en présentant au moins un gradient et/ou une anisotropie. De surcroît il s'est avère qu'il est possible de conférer à cette pièce diélectrique d'autres caractéristiques, notamment des caractéristiques choisies dans le groupe des caractéristiques mécaniques, des caractéristiques thermiques, des caractéristiques optiques, et des caractéristiques fluidiques (incorporation et/ou circulation d'au moins un fluide au sein de la pièce). L'inventeur a en effet déterminé qu'avec un tel réseau solide tridimensionnel, il existe de nombreuses structures d'imbrication différentes présentant toutes les mêmes propriétés électromagnétiques, c'est-à-dire au moins un même tenseur [ε _Γ ], [μ _Γ ], voire même des tenseurs [s _r ] de permittivité diélectrique et [μ _Γ ] de perméabilité magnétique identiques, et qu'il est possible de choisir et de dimensionner une structure d'imbrication en fonction desdites autres caractéristiques souhaitées pour la pièce selon l'invention.

En particulier, avantageusement un procédé selon l'invention présente les étapes successives suivantes :

_ une étape dans laquelle on choisit au moins un tenseur [ε _Γ ], [μ _Γ ] d'au moins une constante électromagnétique relative ε _Γ , μ _Γ,

- une étape dans laquelle on choisit au moins un matériau diélectrique à l'état solide et au moins un matériau diélectrique à l'état fluide constitutifs de la pièce diélectrique à fabriquer, chaque matériau diélectrique présentant une valeur connue s _ri , μ _Γ ι d'au moins une constante électromagnétique relative, les valeurs connues s _ri , μή étant différentes pour les différents matériaux diélectriques et choisies de façon à pouvoir obtenir chaque valeur de chaque tenseur [ε _Γ ], [μ _Γ ] de ladite au moins une constante électromagnétique relative ε _Γ , μ _Γ par imbrication des différents matériaux diélectriques,

- une étape dans laquelle on choisit ladite valeur a _max , et au moins un réseau solide tridimensionnel présentant des proportions des différents matériaux diélectriques constitutifs de la pièce diélectrique adaptées pour procurer chaque valeur de chaque tenseur [ε _Γ ], [μ _Γ ] de ladite au moins une constante électromagnétique relative ε _Γ , μ _Γ ,

- une étape dans laquelle on choisit d'autres caractéristiques de la pièce diélectrique -notamment des caractéristiques choisies dans le groupe des caractéristiques mécaniques, des caractéristiques thermiques, des caractéristiques optiques, et des caractéristiques fluidiques (incorporation et/ou circulation d'au moins un fluide au sein de la pièce)-,

- une étape dans laquelle on sélectionne la géométrie et la topologie dudit réseau solide tridimensionnelle permettant d'obtenir lesdites autres caractéristiques.

On fabrique ensuite la pièce diélectrique par impression tridimensionnelle de ce réseau solide tridimensionnel. On peut ensuite incorporer un fluide dans ledit réseau solide tridimensionnel. Par ailleurs, avantageusement et selon l'invention, on choisit au moins l'un des matériaux diélectriques à l'état fluide. Le réseau solide tridimensionnel incorpore chaque matériau diélectrique à l'état fluide dans ses mailles. On choisit le réseau solide tridimensionnel et les matériaux diélectriques pour permettre l'incorporation de chaque matériau diélectrique fluide dans les mailles du réseau solide tridimensionnel. Cette incorporation peut être réalisée lors de l'impression tridimensionnelle et/ou dans une étape ultérieure d'incorporation.

Avantageusement et selon l'invention, on choisit au moins l'un des matériaux diélectriques à l'état fluide, et un réseau solide tridimensionnel ayant au moins une maille ouverte dans au moins deux directions différentes formant entre elles un angle non nul différent de 180°. De la sorte, un circuit non linéaire de fluide(s) peut être créé au sein de la pièce diélectrique. Il a été constaté que le fait de prévoir des ouvertures des mailles d'un réseau solide tridimensionnel selon au moins deux directions distinctes non colinéaires de l'espace permet d'organiser une circulation de fluide au sein d'au moins une partie de ce réseau solide tridimensionnel. Une telle circulation permet d'incorporer un ou plusieurs fluide(s) au sein d'au moins une partie du réseau solide tridimensionnel, de façon uniforme, pour la fabrication de la pièce diélectrique. Elle permet en outre de prévoir une circulation de fluide(s) à travers et/ou au sein d'au moins une partie du réseau solide tridimensionnel lors de l'utilisation de la pièce. Il peut s'agir par exemple (liste non limitative) de fluides caloporteurs, de liquides conducteurs, d'électrolytes, de cristaux liquides, de gaz ionisés (plasmas)... Il est à noter que l'invention permet aussi en particulier de faire varier les propriétés d'au moins un tel fluide, et donc de la pièce diélectrique, dans le temps.

Dans certains modes de réalisation, avantageusement et selon l'invention, on choisit au moins l'un des matériaux diélectriques à l'état fluide, et un réseau solide tridimensionnel dont toutes les mailles non périphériques sont ouvertes dans au moins deux directions différentes de l'espace formant entre elles un angle non nul différent de 180°.

Dans d'autres modes de réalisation, avantageusement et selon l'invention, seule une partie des mailles non périphériques dudit réseau solide tridimensionnel est ouverte dans au moins deux directions différentes non colinéaires de l'espace (formant entre elles un angle non nul différent de 180°). On peut ainsi par exemple définir au moins un circuit interne, en boucle ou non, de circulation de fluide dans une pièce selon l'invention. Une face ouverte est polygonale au sens défini ci-dessus.

Dans certains modes de réalisation, avantageusement et selon l'invention, on choisit un réseau solide tridimensionnel dont toutes les mailles non périphériques ont un même motif géométrique, voire sont identiques (même motif géométrique et mêmes dimensions), correspondant à une maille élémentaire du réseau solide tridimensionnel. Cette maille élémentaire est elle-même tridimensionnelle, c'est-à-dire est répétée par translation homothétique de rapport égal ou non à 1 dans chacune des trois dimensions de l'espace, c'est-à-dire dans toute direction de l'espace, donc dans chacune des trois directions de tout repère orthogonal fixe par rapport à la pièce. Le réseau solide tridimensionnel (et la pièce selon l'invention) résulte donc d'un pavage tridimensionnel de l'espace à partir d'une maille élémentaire, qui est donc choisie dans le groupe des mailles élémentaires aptes à générer un pavage tridimensionnel de l'espace.

Dans d'autres modes de réalisation, avantageusement et selon l'invention les mailles non périphériques dudit réseau solide tridimensionnel ne sont pas toutes identiques, ou n'ont pas toutes un même motif géométrique. Par exemple le réseau peut être formé d'une pluralité de sous-réseaux juxtaposés formés chacun de mailles non périphériques de même motif géométrique.

Dans certains modes de réalisation, avantageusement et selon l'invention, on choisit un réseau solide tridimensionnel dans le groupe formé des réseaux ayant des mailles présentant des parois solides agencées incluses dans des faces de mailles polyédriques droites et des réseaux présentant des parois solides agencées incluses dans des faces de mailles polyédriques courbées.

En particulier, dans certains modes de réalisation, avantageusement et selon l'invention ledit réseau solide tridimensionnel est choisi dans le groupe formé des réseaux à mailles hexaédriques -notamment parallélépipédiques, en particulier cubiques- régulières à faces ouvertes, des réseaux à mailles hexaédriques -notamment parallélépipédiques, en particulier cubiques- régulières ayant certaines faces closes, des réseaux à mailles hexaédriques -notamment parallélépipédiques, en particulier cubiques- irrégulières à faces ouvertes, des réseaux à mailles hexaédriques -notamment parallélépipédiques, en particulier cubiques- irrégulières ayant certaines faces closes, des réseaux à mailles tétraédriques régulières à faces ouvertes, des réseaux à mailles tétraédriques régulières ayant certaines faces closes, des réseaux à mailles tétraédriques irrégulières à faces ouvertes, des réseaux à mailles tétraédriques irrégulières ayant certaines faces closes, des réseaux à mailles octaédriques régulières à faces ouvertes, des réseaux à mailles octaédriques régulières ayant certaines faces closes, des réseaux à mailles octaédriques irrégulières à faces ouvertes, des réseaux à mailles octaédriques irrégulières ayant certaines faces closes, des réseaux à mailles hexaédriques régulières à faces ouvertes, des réseaux à mailles hexaédriques régulières ayant certaines faces closes, des réseaux à mailles hexaédriques irrégulières à faces ouvertes, des réseaux à mailles hexaédriques irrégulières ayant certaines faces closes, des réseaux à mailles dodécaédriques régulières à faces ouvertes, des réseaux à mailles dodécaédriques régulières ayant certaines faces closes, des réseaux à mailles dodécaédriques irrégulières à faces ouvertes, des réseaux à mailles dodécaédriques irrégulières ayant certaines faces closes, des réseaux à mailles icosaédriques régulières à faces ouvertes, des réseaux à mailles icosaédriques régulières ayant certaines faces closes, des réseaux à mailles icosaédriques irrégulières à faces ouvertes, des réseaux à mailles icosaédriques irrégulières ayant certaines faces closes, de leurs variantes courbées et de leurs combinaisons. D'autres réseaux solides tridimensionnels peuvent être utilisés.

Par ailleurs, dans certains modes de réalisation, avantageusement et selon l'invention, le réseau solide tridimensionnel comprend au moins une maille ouverte dans au moins trois directions différentes non colinéaires -notamment trois directions orthogonales entre elles-. En particulier, dans certains modes de réalisation, avantageusement et selon l'invention, chaque maille ouverte dudit réseau solide tridimensionnel est ouverte dans au moins trois directions différentes non colinéaires -notamment trois directions orthogonales entre elles-. De la sorte au moins un fluide peut circuler dans ces trois directions à travers et/ou au sein de la pièce.

Dans certains modes de réalisation, avantageusement et selon l'invention, on choisit un réseau solide tridimensionnel dans le groupe formé des réseaux ayant des mailles présentant des ouvertures dans chacune des faces de mailles polyédriques.

Par ailleurs, dans certains modes de réalisation, avantageusement et selon l'invention, chaque ouverture de chaque face d'une maille polyédrique du réseau solide tridimensionnel présente une aire supérieure à l'aire totale de la face qui l'incorpore. Ainsi, la circulation de fluide à travers ces ouvertures est favorisée. Les parois solides sont dimensionnées pour respecter les caractéristiques mécaniques minimales voulues pour la pièce.

Par ailleurs, dans certains modes de réalisation, avantageusement et selon l'invention, à titre de matériaux diélectriques on choisit l'air et un matériau diélectrique solide susceptible d'être imprimé par impression tridimensionnelle selon ledit réseau solide tridimensionnel. La structure d'imbrication comprend ainsi un réseau solide tridimensionnel d'un matériau diélectrique solide susceptible d'être imprimé par impression tridimensionnelle dont les mailles incorporent des cellules d'air et sont ouvertes dans au moins deux directions distinctes -notamment dans trois directions orthogonales et/ou sur chacune des faces de ces mailles-. Rien n'empêche bien sûr de prévoir d'autres matériaux diélectriques, en variante ou en combinaison.

Par ailleurs, dans certains modes de réalisation, avantageusement et selon l'invention, l'un au moins desdits matériaux diélectriques à l'état solide est choisi dans le groupe formé des oxydes métalliques, des carbures, des borures, des nitrures, des fluorures, des siliciures, des titanates, des sulfures, des polymères synthétiques et de leurs mélanges. Rien n'empêche bien sûr de prévoir d'autres matériaux diélectriques, en variante ou en combinaison.

Par ailleurs, dans certains modes de réalisation, avantageusement et selon l'invention, on utilise une impression tridimensionnelle choisie dans le groupe formé de la fabrication additive (AM), de la fabrication additive en couches (ALM), de la fusion laser sélective (SLM), du frittage laser sélectif (SLS), du frittage sélectif à chaud (SHS), du modelage par dépôt fondu (FDM ou DIW), du modelage à jets multiples (MJM), de la stéréolithographie (SLA), par fabrication d'objets laminés (LOM) et de l'imagerie par transfert de film (FTI).

Par ailleurs, dans certains modes de réalisation, avantageusement et selon l'invention ladite structure d'imbrication est agencée de sorte que chaque zone homogène de l'un desdits matériaux diélectriques présente dans toute direction de l'espace une dimension maximale inférieure à une valeur a _max = α. λ ₀ , où a est un nombre réel inférieur à 10 -notamment inférieur à 1, en particulier inférieur à 0,1-, et λ ₀ est la longueur d'onde d'un rayonnement électromagnétique auquel une pièce diélectrique selon l'invention est adaptée. En outre, la pièce diélectrique présente une dimension dans toute direction de l'espace qui est supérieure à cette valeur a _max .

Autrement dit, pour une fréquence de valeur moyenne prédéterminée f ₀ ,

a _max = a.C/ (n.f ₀ )

où n est l'indice d'un milieu dans lequel la pièce diélectrique est destinée à être utilisée, et C est la vitesse de la lumière dans le vide.

En particulier, dans certains modes de réalisation, avantageusement et selon l'invention λ ₀ étant comprise entre 3 mm et 3 m, a _max est comprise entre 50 μπι et 50 cm.

Ainsi, dans certains modes de réalisation d'un procédé selon l'invention, on choisit une structure d'imbrication des matériaux diélectriques selon un réseau solide tridimensionnel :

- adapté pour permettre une fabrication de la pièce diélectrique par impression tridimensionnelle,

- formant une répartition spatiale des matériaux diélectriques adaptée pour obtenir un tenseur de permittivité diélectrique relative effective [s _r ] et/ou un tenseur de perméabilité magnétique relative effective [μ _Γ ], - dans lequel chaque zone homogène de l'un desdits matériaux diélectriques présente, pour une longueur d'onde prédéterminée λ ₀ , dans toute direction de l'espace une dimension maximale inférieure à a _max = α. λ ₀ , où a est un nombre réel inférieur à 10 -notamment inférieur à 1, en particulier inférieur à 0,1-.

Ainsi, l'invention permet d'obtenir une pièce diélectrique présentant un tenseur de permittivité diélectrique relative effective [s _r ] et/ou un tenseur de perméabilité magnétique relative effective [μ _Γ ] qui peu(ven)t être déterminé(s) et dont d'autres caractéristiques, notamment des caractéristiques choisies dans le groupe des caractéristiques mécaniques, des caractéristiques thermiques, des caractéristiques optiques, et des caractéristiques fluidiques (incorporation et/ou circulation d'au moins un fluide au sein de la pièce) peuvent être également précisément contrôlées et choisies. L'invention permet en particulier d'obtenir une pièce diélectrique incorporant au moins un fluide diélectrique de façon précisément contrôlée, pouvant être uniforme dans au moins une partie de la pièce, formant un circuit de circulation et/ou d'enceinte de chaque fluide diélectrique, tout en.

Une pièce diélectrique selon l'invention peut par ailleurs présenter des parois périphériques entièrement closes et hermétiques à chaque matériau diélectrique fluide qu'elle contient ; ou au contraire présenter des parois périphériques au moins partiellement ouvertes permettant la circulation d'au moins un matériau diélectrique fluide à travers la pièce diélectrique ; voire même présenter des parois périphériques entièrement ouvertes. Chaque matériau diélectrique à l'état fluide peut être incorporé au sein du réseau solide tridimensionnel en particulier par aspiration, injection (notamment injection sous vide), pompage...

L'invention permet aussi en particulier de contrôler précisément les caractéristiques mécaniques et/ou les caractéristiques thermiques et/ou les caractéristiques optiques et/ou les caractéristiques diélectriques et/ou les caractéristiques magnétiques d'une pièce diélectrique.

Les caractéristiques mécaniques sont déterminées par celles du réseau solide tridimensionnel et le choix de chaque matériau diélectrique solide. Les caractéristiques thermiques sont déterminées par celle de chacun des matériaux diélectriques constituant la pièce diélectrique selon l'invention, et en particulier par un choix approprié d'au moins un matériau diélectrique à l'état fluide.

Les caractéristiques optiques sont déterminées par le choix des propriétés optiques de chacun des matériaux diélectriques constitutifs de la pièce selon l'invention.

Les caractéristiques diélectriques effectives sont déterminées par le choix des caractéristiques diélectriques de chacun des matériaux diélectriques constitutifs de la pièce selon l'invention, et par le choix de la structure d'imbrication de ces matériaux diélectriques.

Il est à noter en particulier à ce titre que le fait de prévoir des ouvertures d'aire importante dans la structure d'imbrication peut impliquer que la théorie des matériaux hétérogènes effectifs de Maxwell Garnett ne procure pas une évaluation fiable du tenseur de permittivité diélectrique relative effective, si les conditions d'application de cette théorie ne sont pas satisfaites. Dans ce cas d'autres techniques d'évaluation peuvent être utilisées, comme par exemple celle décrite dans "Electromagnetic parameter retrieval from inhomogeneous metamaterials", D. R. Smith et al, Phys. Rev. E 71, 036617, 2005.

Les caractéristiques magnétiques effectives sont déterminées par le choix de la perméabilité magnétique de chacun des matériaux diélectriques constitutifs de la pièce selon l'invention, par le choix de la structure d'imbrication de ces matériaux diélectriques.

Une pièce diélectrique selon l'invention peut faire office d'émetteur et/ou de récepteur d'un champ électromagnétique et/ou électrique et/ou magnétique. Elle peut être notamment avantageusement utilisée dans le domaine des hyperfréquences (fréquences supérieures à 100 MHz, notamment comprises entre 1 GHz et 10GHz), par exemple (liste non limitative) à titre de :

- substrat (ce terme englobant aussi les substrats de recouvrement dits "superstrats") d'antenne,

- lentille diélectrique, - radôme,

- substrat ou isolant pour circuit électrique hyperfréquence,

- résonateur diélectrique dans un filtre à résonateur diélectrique.

L'invention concerne également un procédé de fabrication et une pièce diélectrique et ses applications caractérisés en combinaison par tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou ci-après.

D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante donnée à titre non limitatif et qui se réfère aux figures annexées dans lesquelles :

- la figure 1 est un schéma synoptique illustrant les principales étapes d'un procédé selon l'invention,

- les figures 2 à 10 sont des schémas en perspective illustrant différents exemples de maille élémentaire d'un réseau solide tridimensionnel d'une pièce diélectrique selon l'invention,

- les figures 11 à 15 sont des schémas en perspective illustrant différents modes de réalisation de réseaux solides tridimensionnels d'une pièce diélectrique selon l'invention,

- les figures 16 et 17 sont des schémas de face et respectivement de profil d'un exemple de pièce diélectrique selon l'invention en forme générale de disque.

Dans un procédé selon l'invention tel que représenté figure 1, dans une première étape 11, on choisit au moins une valeur souhaitée d'au moins une constante électromagnétique relative pour une pièce diélectrique à fabriquer, et au moins une fréquence f ₀ et/ou au moins une longueur d'onde λ ₀ d'un rayonnement électromagnétique auquel la pièce diélectrique doit être adaptée.

On peut choisir une valeur souhaitée effective d'au moins une constante électromagnétique relative, cette valeur souhaitée effective étant la même en tout point de ladite pièce diélectrique selon l'invention.

En chaque point M (x, y, z) du volume de la pièce diélectrique au moins une valeur souhaitée de permittivité diélectrique relative ε _Γ (x, y, z) et/ou de perméabilité magnétique relative μ _Γ (x, y, z) peut être choisie propre à ce point. Un gradient de permittivité diélectrique relative s _r (x, y, z) et/ou de perméabilité magnétique relative μ _Γ (x, y, z) peut ainsi être défini.

En outre la pièce diélectrique peut présenter une anisotropie pour au moins une constante électromagnétique relative. Ainsi, en chaque point M, au moins une valeur souhaitée d'au moins une constante électromagnétique relative peut être aussi dépendante d'une direction de propagation et/ou d'incidence d'un rayonnement électromagnétique, de sorte qu'au moins un vecteur £ _r (x, y, z), /i _r (x, y, z) peut être défini pour au moins une constante électromagnétique relative en ce point M. Les valeurs des composantes de ce vecteur peuvent être constantes pour tous les points du volume de la pièce diélectrique, ou au contraire varier dans le volume de la pièce diélectrique en formant un gradient pour la constante électromagnétique relative correspondante.

Ainsi on peut choisir un tenseur de répartition spatiale d'au moins une constante électromagnétique relative (un tenseur de permittivité diélectrique relative effective [s _r ] et/ou un tenseur de perméabilité magnétique relative effective [μ _Γ ]) dans le volume de la pièce diélectrique.

En général, le rayonnement ou champ électromagnétique et/ou électrique et/ou magnétique auquel la pièce diélectrique doit être adaptée est hyperfréquence, c'est-à-dire présente une fréquence supérieure à 100 MHz.

Lors d'une deuxième étape 12, on choisit au moins un matériau diélectrique à l'état solide et au moins un matériau diélectrique à l'état fluide (gazeux et/ou liquide) constitutifs de la pièce diélectrique à fabriquer. Chaque matériau diélectrique présente une valeur connue s _ri , μή de la (des) constante(s) électromagnétique(s) relative(s), les valeurs connues s _ri , μή étant différentes pour les différents matériaux diélectriques et choisies de façon à pouvoir obtenir chaque valeur souhaitée -notamment chaque tenseur de répartition spatiale de ladite au moins une constante électromagnétique relative- par imbrication des différents matériaux diélectriques.

En particulier, pour chaque constante électromagnétique relative dont on veut contrôler la valeur effective en tout point de la pièce diélectrique, on choisit au moins un premier matériau diélectrique présentant une valeur connue de cette constante électromagnétique relative inférieure à chaque valeur souhaitée pour cette constante électromagnétique relative, et au moins un deuxième matériau diélectrique présentant une valeur connue de cette constante électromagnétique relative supérieure à chaque valeur souhaitée pour cette constante électromagnétique relative. Dans certains modes de réalisation avantageux, on choisit un matériau diélectrique à l'état fluide à titre de premier matériau diélectrique (c'est-à-dire de valeur connue inférieure à chaque valeur souhaitée), et un matériau diélectrique à l'état solide à titre de deuxième matériau diélectrique (c'est-à-dire de valeur connue supérieure à chaque valeur souhaitée).

Dans la plupart des situations, il est possible de choisir uniquement un et un seul matériau diélectrique à l'état solide, et un et un seul matériau diélectrique à l'état fluide, notamment à l'état gazeux, en particulier de l'air. Rien n'empêche cependant de choisir une pluralité de matériaux diélectriques à l'état solide et/ou une pluralité de matériaux diélectriques à l'état fluide, de natures similaires ou différentes, par exemple un matériau diélectrique à l'état gazeux et un matériau diélectrique à l'état liquide.

Par ailleurs, chaque matériau diélectrique à l'état solide est choisi de façon à pouvoir être imprimé par impression tridimensionnelle selon un réseau solide tridimensionnel constitué de mailles dudit matériau diélectrique à l'état solide. Un tel réseau formé de mailles polyédriques et/ou polygonales (au sens sus- indiqué) imprimé par impression tridimensionnelle permet de contrôler très précisément et très finement la valeur effective d'au moins une -notamment de chaque- constante électromagnétique relative en tout point de la pièce diélectrique et dans toute direction.

En outre, avantageusement chaque matériau diélectrique à l'état solide est choisi de façon à pouvoir être imprimé par impression tridimensionnelle selon un réseau solide tridimensionnel ayant des mailles ouvertes dans au moins deux directions différentes non colinéaires, c'est-à-dire formant entre elles un angle non nul différent de 180°. De la sorte une circulation de fluide (en circuit ouvert ou fermé) peut être obtenue au sein de la pièce diélectrique. Dans certains modes de réalisation avantageux, l'un au moins desdits matériaux diélectriques à l'état solide est choisi dans le groupe formé des céramiques inorganiques (groupe des oxydes métalliques, des carbures, des borures, des nitrures, des fluorures, des siliciures, des titanates, des sulfures et de leurs mélanges), et des polymères synthétiques (notamment choisis dans le groupe des thermoplastiques (par exemple dans le groupe des polyfluorocarbones tels que le PTFE, des polyamides, du FEP (Perfluoro éthylène propylène), du PFA (perfluoroalkoxy), des polyoléfines tels que les polyéthylènes, du PPO ® (poly(oxyde de phénylène)), des résines hydrocarbure, des photopolymères), et de leurs mélanges. Par ailleurs, avantageusement et selon l'invention, l'un au moins desdits matériaux diélectriques à l'état fluide est de l'air atmosphérique.

Dans certains modes de réalisation, une pièce diélectrique selon l'invention peut être fabriquée de façon à présenter une enveloppe externe périphérique totalement hermétique renfermant chaque matériau diélectrique à l'état fluide qui reste incorporé au sein de la pièce diélectrique sans pouvoir s'en échapper. Ainsi, on peut emprisonner au moins une composition gazeuse et/ou liquide à l'intérieur d'une pièce diélectrique selon l'invention, au sein du réseau solide tridimensionnel formé par chaque matériau diélectrique à l'état solide. Une telle composition gazeuse et/ou liquide est par exemple choisie dans le groupe des fluides caloporteurs, des liquides conducteurs, des électrolytes, des cristaux liquides, des gaz atmosphériques, des gaz ionisés.

Dans certains modes de réalisation, une pièce diélectrique selon l'invention peut être fabriquée de façon à présenter des ouvertures de passage périphériques pour au moins une composition gazeuse et/ou liquide pouvant circuler au moins pour partie à l'intérieur de la pièce diélectrique à travers le réseau solide tridimensionnel formé par chaque matériau diélectrique à l'état solide. En particulier, le réseau solide tridimensionnel peut être du type formant des mailles ouvertes à la périphérie de la pièce diélectrique, ce réseau solide tridimensionnel étant placé dans un volume de composition gazeuse et/ou liquide remplissant l'intérieur de ce réseau solide tridimensionnel. Par exemple, ledit volume de composition gazeuse et/ou liquide est l'environnement atmosphérique régnant autour de la pièce diélectrique, par exemple l'atmosphère terrestre ou le vide spatial.

Dans certains modes de réalisation, au moins un matériau diélectrique à l'état fluide est une composition à l'état liquide, notamment choisie dans le groupe formé des compositions aqueuses, des compositions hydroalcooliques, des huiles, des solvants, et des cristaux liquides. Dans certains modes de réalisation, au moins un matériau diélectrique à l'état fluide est une composition à l'état gazeux, notamment choisie dans le groupe formé des gaz atmosphériques et des gaz ionisés (plasmas).

Dans une troisième étape 13, on détermine les caractéristiques de la structure d'imbrication des différents matériaux diélectriques pour pouvoir obtenir chaque valeur souhaitée d'au moins une constante électromagnétique relative, c'est-à-dire en particulier les proportions des différents matériaux diélectriques constitutifs de la pièce diélectrique à utiliser pour obtenir chaque valeur souhaitée d'au moins une constante électromagnétique relative. Pour ce faire, on peut utiliser en particulier une théorie connue en elle-même telle que la théorie des milieux effectifs hétérogènes, par exemple la théorie de Maxwell Garnett (cf. par exemple http://en.wikipedia.org/wiki/Effective_medium_approximations ), ou toute autre théorie éventuellement applicable au cas d'espèce.

Lors de cette troisième étape 13, on détermine également une dimension maximale a _max de chaque zone homogène de chaque matériau diélectrique dans toute direction de l'espace, selon la valeur de la longueur d'onde λ ₀ et/ou de la fréquence de valeur moyenne prédéterminée f ₀ ,

a _max = α. λ ₀ = a. Cl (n.f ₀ )

où a est un nombre réel inférieur à 10 -notamment inférieur à 1, en particulier inférieur à 0,1-, n est l'indice d'un milieu dans lequel la pièce diélectrique est destinée à être utilisée, et C est la vitesse de la lumière dans le vide. En effet, cette dimension maximale a _max permet en particulier une application suffisante de la théorie des milieux effectifs hétérogènes, de sorte que la pièce diélectrique présente effectivement des valeurs effectives d'au moins une constante électromagnétique correspondant à l'imbrication des différents matériaux diélectriques. Autrement dit, la pièce diélectrique est équivalente à un matériau homogène dans ses effets vis-à-vis d'un rayonnement électromagnétique.

En particulier, dans certains modes de réalisation, avantageusement et selon l'invention λ ₀ étant comprise entre 3 mm et 3 m, a _max est comprise entre 50 μπι et 50 cm.

Lors de la quatrième étape 14, on choisit des caractéristiques mécaniques et/ou des caractéristiques thermiques et/ou des caractéristiques optiques supplémentaires souhaitées pour la pièce diélectrique à fabriquer, compte tenu néanmoins des propriétés mécaniques et/ou thermiques et/ou optiques des matériaux diélectriques précédemment sélectionnés.

Lors de la cinquième étape 15, on sélectionne une structure d'imbrication qui d'une part correspond aux proportions et à la dimension maximale a _m ax préalablement déterminées, et, d'autre part, permet d'obtenir les caractéristiques mécaniques et/ou thermiques et/ou optiques préalablement choisies. En particulier, on sélectionne la géométrie et la topologie dudit réseau solide tridimensionnel. Cette sélection peut être effectuée à l'aide d'un logiciel de conception assistée par ordinateur permettant de simuler lesdites caractéristiques mécaniques et/ou thermiques et/ou optiques.

Par exemple, ledit réseau solide tridimensionnel est choisi dans le groupe formé des réseaux à mailles hexaédriques -notamment parallélépipédiques, en particulier cubiques- régulières à faces ouvertes, des réseaux à mailles hexaédriques -notamment parallélépipédiques, en particulier cubiques- régulières ayant certaines faces closes, des réseaux à mailles hexaédriques -notamment parallélépipédiques, en particulier cubiques- irrégulières à faces ouvertes, des réseaux à mailles hexaédriques -notamment parallélépipédiques, en particulier cubiques- irrégulières ayant certaines faces closes, des réseaux à mailles tétraédriques régulières à faces ouvertes, des réseaux à mailles tétraédriques régulières ayant certaines faces closes, des réseaux à mailles tétraédriques irrégulières à faces ouvertes, des réseaux à mailles tétraédriques irrégulières ayant certaines faces closes, des réseaux à mailles octaédriques régulières à faces ouvertes, des réseaux à mailles octaédriques régulières ayant certaines faces closes, des réseaux à mailles octaédriques irrégulières à faces ouvertes, des réseaux à mailles octaédriques irrégulières ayant certaines faces closes, des réseaux à mailles hexaédriques régulières à faces ouvertes, des réseaux à mailles hexaédriques régulières ayant certaines faces closes, des réseaux à mailles hexaédriques irrégulières à faces ouvertes, des réseaux à mailles hexaédriques irrégulières ayant certaines faces closes, des réseaux à mailles dodécaédriques régulières à faces ouvertes, des réseaux à mailles dodécaédriques régulières ayant certaines faces closes, des réseaux à mailles dodécaédriques irrégulières à faces ouvertes, des réseaux à mailles dodécaédriques irrégulières ayant certaines faces closes, des réseaux à mailles icosaédriques régulières à faces ouvertes, des réseaux à mailles icosaédriques régulières ayant certaines faces closes, des réseaux à mailles icosaédriques irrégulières à faces ouvertes, des réseaux à mailles icosaédriques irrégulières ayant certaines faces closes, de leurs variantes courbées et de leurs combinaisons. D'autres réseaux solides tridimensionnels peuvent être utilisés.

Par ailleurs, dans certains modes de réalisation, le réseau solide tridimensionnel comprend au moins une maille ouverte dans au moins trois directions différentes -notamment trois directions orthogonales entre elles-. En particulier, dans certains modes de réalisation, avantageusement et selon l'invention, chaque maille ouverte dudit réseau solide tridimensionnel est ouverte dans au moins trois directions différentes -notamment trois directions orthogonales entre elles-. De la sorte au moins un fluide peut circuler dans ces trois directions à travers et/ou au sein de la pièce.

Lors de la sixième étape 16, on fabrique par impression tridimensionnelle la pièce diélectrique ainsi déterminée. Pour ce faire, toute technologie d'impression tridimensionnelle peut être envisagée, selon la nature des matériaux diélectriques sélectionnés et le 10 réseau solide tridimensionnel. Par exemple on peut utiliser une impression tridimensionnelle choisie dans le groupe (liste non limitative) formé de la fabrication additive (AM), de la fabrication additive en couches (ALM), de la fusion laser sélective (SLM), du frittage laser sélectif (SLS), du frittage sélectif à chaud (SHS), du modelage par dépôt fondu (FDM ou DIW), du modelage à jets multiples (MJM), de la stéréolithographie (SLA), par fabrication d'objets laminés (LOM) et de l'imagerie par transfert de film (FTI).

Lors d'une septième étape 17 optionnelle, il est possible d'incorporer au moins un matériau diélectrique à l'état fluide au sein du réseau solide tridimensionnel, par exemple par aspiration ou injection sous pression. Il est également possible, selon les applications, de refermer hermétiquement tout ou partie de la périphérie de la pièce diélectrique par une enveloppe hermétique, par exemple par un revêtement d'une composition durcissable hermétique appliquée en périphérie du réseau solide tridimensionnel, notamment par trempage ou dépôt surfacique, faisant ensuite l'objet d'une étape de durcissement.

La figure 2 est un exemple de maille 20 élémentaire hexaédrique pouvant être utilisée pour former un réseau solide tridimensionnel uniforme par répétition de cette maille 20 élémentaire formée d'un matériau diélectrique solide. La maille 20 élémentaire est, dans l'exemple, un parallélépipède dont les six faces présentent des ouvertures rectangulaires, les faces opposées ayant des ouvertures de dimensions identiques et les faces adjacentes ayant des ouvertures dont les dimensions le long des arêtes communes sont également identiques. Cette maille 20 élémentaire parallélépipédique présente une hauteur al, une longueur a2 et une largeur a3. L'ouverture des faces 21 verticales longitudinales présente une hauteur bl et une longueur b2. L'ouverture des faces 22 verticales latérales présente une largeur b3 et une hauteur b4. L'ouverture des faces 23 horizontales longitudinales présente une largeur b5 et une longueur b6. Dans l'exemple représenté, b4 = bl, b5 = b3, et b6 = b2. Rien n'empêche cependant de prévoir des ouvertures de dimensions différentes entre les faces adjacentes, c'est-à-dire b4≠ bl et/ou b5≠ b3 et/ou b6≠ b2.

La figure 11 est un exemple de réseau solide tridimensionnel pouvant être obtenue à partir de cette maille élémentaire parallélépipédique qui, dans l'exemple, est cubique, al = a2 = a3 = a et bl = b2 = b3 = b4 = b5 = b6 = b. La figure 12 est un autre exemple de réseau solide tridimensionnel, qui diffère du précédent par le fait que la maille élémentaire est décalée de a/2 entre deux plans adjacents XY de mailles du réseau. Les figures 13 à 15 sont d'autres exemples de réseau solide tridimensionnel correspondant à la maille 20 élémentaire de la figure 2 avec des valeurs différentes de al, a2, a3 et de b4 = bl, b5 = b3, et b6 = b2.

La figure 3 représente un autre exemple de maille 30 élémentaire hexaédrique (cubique) à angles 34 tronqués. La figure 4 représente un autre exemple de maille 40 élémentaire similaire à la figure 3 inscrite dans un cube mais dans lequel les faces du cube présentent des arêtes 45 médianes croisées en leur milieu. La figure 5 représente un autre exemple de maille 50 élémentaire inscrite dans un cube dont les faces présentent des arêtes 55 médianes croisées en leur milieu et des angles 54 tronqués jusqu'aux milieux des arêtes principales des faces du cube circonscrit à la maille 50, ces angles 54 tronqués étant formés de parois pleines. La figure 6 représente un autre exemple de maille 60 élémentaire inscrite dans un cube dont les faces présentent deux arêtes 66, 67 circulaires concentriques reliées par quatre arêtes 65 médianes formant des rayons.

La figure 7 représente une maille 70 élémentaire tétraédrique. La figure 8 représente une maille 80 élémentaire octaédrique. La figure 9 représente une maille 90 élémentaire dodécaédrique. La figure 10 représente une maille 100 élémentaire icosaédrique. Ces différentes mailles élémentaires peuvent être utilisées pour générer des réseaux solides tridimensionnels, avec certaines de leurs faces éventuellement pleines, avec des ouvertures de dimensions qui peuvent être variables ou identiques, avec des angles qui peuvent être tronqués ou non...

Ces différentes variantes géométriques et topologiques permettent de faire varier les caractéristiques mécaniques et/ou thermiques et/ou optiques et/ou diélectriques et/ou magnétiques de la pièce diélectrique ainsi obtenue. Les structures d'imbrication ainsi formées peuvent être fabriquées par impression tridimensionnelle.

Les pièces diélectriques obtenues sont formées d'un réseau solide tridimensionnel dont les mailles élémentaires présentent des faces ouvertes selon au moins deux directions distinctes non colinéaires, ce qui permet notamment une circulation de fluide à l'intérieur de la pièce diélectrique.

Les figures 16 et 17 représentent un exemple de pièce diélectrique selon l'invention en forme générale de disque formé d'un réseau du type de celui représenté figure 13, la direction X de la figure 13 étant orthogonale à la face principale 110 du disque, le disque comprenant trois couches 111 de mailles identiques à faces rectangulaires ouvertes, et donc quatre étages 112 de faces rectangulaires orientées dans les directions Y, Z de la figure 13. La pièce comprend au niveau de chaque étage 112 de faces orientées dans les directions Y, Z, une arête 113 circulaire périphérique à laquelle les arêtes des mailles périphériques sont reliées.

En variante non représentée, il est possible de former au sein d'une telle pièce diélectrique un ou plusieurs circuits renfermant un ou plusieurs fluides diélectriques, en obturant certaines des faces des mailles du réseau. On peut en particulier former un circuit ouvert débouchant à la périphérie de la pièce diélectrique et/ou sur l'une de ses faces principales pour former un ou plusieurs ports d'entrée et/ou un ou plusieurs ports de sortie. On peut en particulier également former plusieurs circuits indépendants isolés les uns des autres.

EXEMPLES :

On évalue les constantes électromagnétiques effectives de réseaux de mailles de pièces diélectriques selon l'invention, par la méthode décrite dans la publication "Electromagnetic parameter retrieval from inhomogeneous metamaterials", D. R. Smith et al, Phys. Rev. E 71, 036617, 2005.

La fréquence de travail f ₀ est égale à 4GHz.

Le tableau 1 suivant donne les résultats obtenus pour les réseaux des figures 11 et 13 à structure de maille parallélépipédique à face ouverte, avec une céramique (alumine) ayant une permittivité relative ε _Γ =10,6 et une perméabilité relative μ _Γ = 1 à titre de matériau diélectrique solide, et l'air ε _Γ =1, μ _Γ = 1, à titre de matériau diélectrique fluide.

Tableau 1

Comme on le voit, dans l'exemple de la figure 11, on obtient des valeurs de constante électromagnétique effective qui sont les mêmes dans toutes les directions, alors que la structure du réseau choisi n'est pas isotrope et permet notamment de faire varier les caractéristiques mécaniques et/ou thermiques de la pièce diélectrique selon l'invention dans les différentes directions de l'espace.

Dans l'exemple de la figure 13, on voit qu'il est possible d'obtenir des valeurs différentes de la permittivité diélectrique dans les différentes directions de l'espace en choisissant une structure appropriée du réseau.

Un procédé de fabrication selon l'invention peut faire l'objet de très nombreuses variantes de réalisation. En particulier, il est possible d'utiliser plusieurs matériaux diélectriques à l'état solide imprimés simultanément, un premier matériau diélectrique formant un réseau solide tridimensionnel dont les mailles sont au moins partiellement remplies par un autre matériau diélectrique à l'état solide. Il est aussi possible d'utiliser uniquement des matériaux diélectriques à l'état solide imbriqués par impression tridimensionnelle, l'un au moins des matériaux diélectriques à l'état solide formant ledit réseau solide tridimensionnel présentant des mailles remplies par au moins un autre matériau diélectrique à l'état solide.

Une pièce diélectrique selon l'invention peut faire office d'émetteur et/ou de récepteur d'un champ électromagnétique et/ou électrique et/ou magnétique et peut également faire l'objet de très nombreuses variantes de réalisation et de diverses applications. Elle peut en particulier avantageusement être utilisée dans le domaine des hyperfréquences (fréquences supérieures à 100 MHz, notamment comprises entre 1 GHz et 10GHz), par exemple (liste non limitative) à titre de : - substrat (ce terme englobant aussi les substrats de recouvrement dits "superstrats") d'antenne,

- lentille diélectrique,

- radôme,

- substrat ou isolant pour circuit électrique hyperfréquence,

- résonateur diélectrique dans un filtre à résonateur diélectrique.