Le papier, avenir des télécoms ?

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juillet 2015
© Centre technique du papier
Aujourd'hui, imprimer des circuits sur du papier est déjà possible (photo). Les ingénieurs de Télécom Bretagne veulent adapter la technique aux antennes miniatures.

Pour répondre aux exigences de miniaturisation de l’électronique, un projet parie sur des antennes en papier.

Les antennes télévisées qui trônent sur nos toits sont une espèce en voie d’extinction ! Avec le développement des offres qui combinent l’accès au réseau pour Internet, le téléphone et la télévision, elles sont bien souvent reléguées au rôle de perchoir à moineaux, et remplacées par des boîtiers rectangulaires, qu’on essaie de placer discrètement dans le salon. Il y a le boîtier “fournisseurs d’accès” que l’on peut cacher dans un placard. Et bien souvent, une deuxième boîte pour la télévision, qui décode les données multimédias. C’est elle que l’on appelle techniquement la Set-top box.

Une boîte pleine d’antennes

À Rennes, l’entreprise Technicolor est l’un des spécialistes mondiaux de ces équipements qui contiennent, entre autres, une multitude d’antennes. « Elles assurent les interconnexions avec les autres équipements de la maison (télécommandes, réseaux…) et de l’environnement (antennes 3G, LTE...), explique Christian Person, directeur scientifique adjoint à Télécom Bretagne, à Brest. Il faut que ces équipements fonctionnent dans différents pays, donc qu’ils captent différentes bandes de fréquences, différentes longueurs d’ondes électromagnétiques. Et chaque technologie (Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee...) nécessite ses propres composants. Le Wi-Fi, par exemple, utilise deux bandes de fréquences selon le standard en vigueur. Et pour certains standards, l’amélioration de la communication exige plusieurs antennes, généralement trois, une dans chaque direction de l’espace. » Votre petite boîte est donc truffée d’une dizaine d’antennes, a minima. Et même avec la miniaturisation de l’électronique, tout cela prend de la place, dans une boîte que l’on voudrait de plus en plus petite.

Des antennes Post-it

Alors les scientifiques cherchent la solution... sur le papier ! Les électroniciens et l’industriel bretons se sont alliés au Centre technique du papier, près de Grenoble, pour mettre au point des antennes, mais aussi des filtres et d’autres composants dans l’esprit de mini-Post-it, d’où le nom du projet : Stick’it(1). « Le coût serait réduit, car les antennes actuelles utilisent des matériaux nobles et chers. Et il serait possible de les “plier ” pour les coller dans les coins de la box ou sur les parties inexploitées aujourd’hui, comme les ventilateurs », poursuit Christian Person, responsable du projet. Avec, à la clé, le gain de place recherché.

Un pliage délicat

Mais comment un petit bout de papier peut-il devenir un composant électronique ultraperformant ? « Naturellement, un papier n’est pas transparent aux ondes électromagnétiques, ce qui est problématique ! La solution, outre sélectionner les papiers adaptés, est de les métalliser pour leur permettre de capter les ondes, de les guider, de les amplifier, ou de les filtrer selon les besoins. Nos collègues de Grenoble travaillent donc sur différentes textures possibles et différentes propriétés des papiers pour réussir cette étape. » Il faut pouvoir réaliser des motifs métalliques de très petites tailles, très précis, car dans les très hautes fréquences (ici de 400 MHz à 6, voire 60 GHz(2)) la forme a une très forte influence sur la façon dont les ondes sont véhiculées. « Nous parlons de lignes et de motifs de quelques dizaines de micromètres de largeur, il faut une précision à cinq micromètres près ! » Une petite prouesse, car si des systèmes imprimés sur papier existent déjà, comme les puces antivol qui sécurisent les vêtements, les dimensions sont plus accessibles, car elles visent de plus basses fréquences. Et elles sont planes, car elles n’ont pas les mêmes contraintes de qualité de communication. Or le “pliage” est une étape délicate. Il ne s’agit pas de le faire à la main, car là aussi la forme finale jouera sur les fréquences captées et sur le fonctionnement du composant.

Un démonstrateur en vue

Alors que Technicolor définit ses besoins dans un cahier des charges précis, les chercheurs de Télécom Bretagne anticipent l’intégration de ces nouvelles antennes dans les équipements. « Les Set-top box contiendront toujours de l’électronique classique, affirme Christian Person, il faut pouvoir connecter les différents éléments et mettre en œuvre les nouveaux concepts envisageables avec cette technologie. » L’idée d’antennes miniatures multifréquence est ainsi à l’étude et un démonstrateur devrait voir le jour d’ici à trois ans. Qui a dit que le papier n’avait pas d’avenir ?

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Céline Duguey

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