Dosimétrie électromagnétique
Estimation du DAS (SAR) et de l'échauffement dans les tissus sous exposition radiofréquence : matrices de transfert + Cole-Cole (IT'IS V5.0), thermique de Pennes, cartographies.
Antennes
Hub d'outils antennes : antennes filaires (méthode des moments — dipôle, Yagi, environnements de fils, champ proche), réseaux d'antennes 1D et 2D (dépointage du faisceau), cornet pyramidal, patch microruban et MIMO (capacité de Shannon, multiplexage spatial).
RFID / NFC — HF 13,56 MHz & UHF ~900 MHz
Couplage inductif tag ↔ lecteur en champ proche (HF 13,56 MHz) : champ de boucle, inductance mutuelle, résonance LC, tension induite et distance de lecture. Plus le codage du signal (NRZ, Manchester, Miller, FM0, PIE) et la RFID UHF (~900 MHz) par rétrodiffusion : portée de plusieurs mètres par la loi de Friis (vs quelques cm en HF).
Bobines de Helmholtz
Champ magnétique d'une bobine seule puis de deux bobines : condition d'uniformité d = R, carte de champ, dimensionnement (spires, R, L) et compensation réactive série à f₀.
Solénoïde & toroïdes
Champ magnétique d'un solénoïde, d'une hélice toroïde et d'un toroïde de collisionneur : lignes de champ 3D, profil et confinement.
Recharge sans fil
Télé-alimentation sans fil : couplage inductif/résonant (k·Q) ou radiatif (rectenna, Friis), puis réception, redressement, stockage et charge — toute la chaîne.
Photovoltaïque
De la cellule au système : modèle à une diode, courbe I-V/P-V, point de puissance maximale, rendement, effets ensoleillement/température, énergie produite.
Circuit — SPICE light
Simulateur de circuit dans le navigateur : netlist R/L/C et sources, analyse fréquentielle (Bode) et transitoire par analyse nodale modifiée. Résonance, filtres, facteur Q.
Dosimétrie sur fantôme voxel
Charge un fantôme anatomique voxélisé (tronc, tête, ou ton propre modèle), affecte ε_r/σ/ρ et propriétés thermiques par tissu, puis calcule le SAR (TMM exacte par colonne) et l'échauffement par bio-chaleur de Pennes 2D (ΔT, CEM43).
IRM — comment ça marche
Chapitre interactif sur l'IRM : fréquence de Larmor, équations de Bloch (relaxation T₁/T₂, FID), encodage spatial par gradients, k-space ↔ image par FFT 2D, contraste TR/TE sur une coupe cérébrale, et la sécurité RF (SAR, IEC 60601-2-33) reliée à la dosimétrie.
Radar — détecter un objet
Comment un radar détecte une cible : équation du radar et portée (loi en 1/R⁴), effet Doppler pour mesurer une vitesse (radar routier, effet cosinus), et surface équivalente radar (SER/RCS) par forme canonique + ordres de grandeur (voiture, avion, furtif).
Lignes & guides d'onde
Lignes de transmission : réflexion, TOS/VSWR, impédance d'entrée. Calcul d'impédance caractéristique (microstrip Hammerstad, coaxial, stripline) avec synthèse 50 Ω. Guide d'onde rectangulaire (modes, coupures, λg). Fibre optique (ouverture numérique, nombre V, monomode/multimode).
Puissances — mW, dBm, dB
Comprendre les puissances RF : convertisseur mW ⇄ dBm ⇄ W ⇄ dBW, le sens du dB (+3 dB = ×2…), une échelle des sources réelles pour répondre à « 1 mW, c'est beaucoup ? », et un bilan de liaison (Friis) avec marge vs sensibilité.
Méta-matériaux
Optique de transformation : comment un gradient d'indice ε(r), μ(r) courbe la lumière autour d'un objet pour le rendre invisible. Profils ε/μ à fabriquer (Pendry complet vs Schurig à gradient de μ) et cartographie par lancer de rayons contournant l'objet caché.
Téléphonie & sécurité RF
Générations 1G→6G (pourquoi la vidéo dès la 3G, évolution des antennes), niveaux de référence ICNIRP 98, distances de sécurité (E = √(30·P·G)/d, multi-bandes), et cartographie du volume de sécurité autour d'une station de base (réseau de dipôles, down-tilt, environnement) avec vérification au sol.
GPS — comment ça marche
Trilatération interactive (pourquoi 4 satellites : x, y, z + biais d'horloge), constellation et GDOP (dilution de précision, skyplot), signal L1 et corrélation du code C/A, temps de vol, et l'effet relativiste (+38 µs/jour → 11 km/jour) avec le budget d'erreur (SBAS, DGPS, RTK).
MEMS électrostatiques
Actionnement électrostatique : l'actionneur à plaques parallèles et l'instabilité de pull-in (V_PI à g₀/3), le peigne interdigité (force ∝ V², sans pull-in), la dynamique masse–ressort (f₀, facteur de qualité Q), des exemples de design à faire (accéléromètre capacitif, commutateur RF, résonateur), et l'écran tactile capacitif (auto vs mutuelle, démo du ghosting).
CEM — Compatibilité électromagnétique
Les piliers de la CEM, interactifs : diaphonie NEXT/FEXT entre liaisons (couplage capacitif + inductif), modes commun/différentiel et filtrage (self de mode commun, condensateurs X/Y), émission conduite d'une horloge vs gabarits CISPR, efficacité de blindage (Schelkunoff : réflexion + absorption), et la décharge électrostatique ESD (IEC 61000-4-2). Fédère lignes, antennes et circuit-spice.
Capteurs optiques & imagerie spectrale
Du photon à l'image : le photodétecteur (responsivité R(λ), coupure du gap), le spectromètre à réseau (reconstruire un spectre, résolution R=mN), le passage spectre → couleur (CIE x̄ȳz̄, métamérisme), l'imagerie multispectrale (signatures, NDVI, fausses couleurs IR), et la reconstruction d'image par démosaïquage de la matrice de Bayer.
Capteurs & chaîne d'acquisition
Du mesurande au nombre : ce qu'est un capteur/transducteur (caractéristique de transfert, sensibilité, non-linéarité, hystérésis), le conditionnement par pont de Wheatstone, l'échantillonnage et le repliement (Shannon-Nyquist), la quantification N bits (SNR=6,02N+1,76), et un exemple complet — un capteur de pression artérielle : forme de signal réelle → reconstruction.
à venir…