Résumé des 3 chapitres

Université de Monastir Monastir
Faculté des Sciences de Monastir
le 18/11/2014
RAPPORT D’EVALUATION DE LA THESE
de Monsieur Mondher Dhaouadi
Titre de la thèse : Conception et miniaturisation des antennes RFID UHF en vue
d’améliorer la fiabilité des systèmes RFID.
Le travail de thèse de Mondher Dhaouadi porte sur la conception, l’optimisation et la
caractérisation d'antennes RFIDUHF en vue d'améliorer la fiabilité des systèmes RFID. Le
mémoire de thèse qu’il a présenté est organisé en trois chapitres.
Dans le premier chapitre, après avoir effectué une étude bibliographique, Mr Mondher
Dhaouadi a rappelé l’historique de la RFID et a décrit le principe de fonctionnement physique
d’un système RFID en général. Il a aussi décrit les caractéristiques de cette technologie RFID
ainsi que la communication entre le Lecteur et le Tag. Il a également rappelé les avantages et
les inconvénients de la technologie RFID ainsi que les différents paramètres des antennes. Il a
par ailleurs montré les résultats des simulations de différents prototypes d’antennes Tags qu’il
a effectuées. . Cette présentation est générale, elle pourrait être plus orientée vers la
problématique traitée dans cette thèse. Tels que les problèmes d’anticollisions causées par un
milieu métallique.
Dans le deuxième chapitre, Mr. Dhaouadi a montré plusieurs résultats de conception
d'antennes Tags et Lecteurs pour des applications RFIDUHF en champs proche et lointain. Il a
rappelé que les Tags RFIDUHF passifs rencontrent de nombreux problèmes dans leur
fonctionnement à courtes distances (quelques centimètres). A l’aide de simulations sur HFSS,
Mr Dhaouadi a démontré que ces problèmes de lecture à courtes distances sont dus
principalement à une insuffisance du champ magnétique, il a proposé quelques structures
d’antennes optimisées permettant d’améliorer l’amplitude du champ magnétique et ainsi une
lecture complète et "satisfaisante" des informations. C’est pourquoi il a proposé une structure
d’antenne Tag RFID à base d’un couplage et d’une adaptation en "T". Ensuite, Il a effectué
des comparaisons entre des structures d’antenne Tag à couplage inductif et d’autres ayant une
configuration d’adaptation en "T". A fin d’améliorer l’efficacité du rayonnement du Tag et
obtenir suffisamment d’énergie pour activer la puce, Mr Dhaouadi a proposé une structure
d’antenne Tag basée sur une adaptation à deux stubs et un couplage en "T". Compte tenu du
fait que l'adaptation d’impédance entre la puce et l'antenne est très importante dans la
conception d’un Tag RFID, M. Dhaouadi a étudié et proposé plusieurs exemples. Il a conçu,
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réalisé et testé une antenne méandre pour Tag RFIDUHF fonctionnant en champ proche et
lointain. Il a aussi conçu, réalisé et testé une antenne prototype méandre sur un nouveau
substrat PET industriel en Polyester. Il a conçu et réalisé une antenne prototype Tag miniature,
ayant une taille globale de 68×19.7 mm 2, fonctionnant aussi bien en champ proche qu’en
champ lointain dans la bande RFID-UHF (865.0 868.0 MHz) adoptée en Tunisie. Il a
caractérisé cette antenne, en chambre anéchoïque, avec des portées de lecture de 18cm en
champ proche et de 60 cm en champ lointain. En espace libre, cette antenne Tag permet
d’atteindre une distance de lecture de 15 m pour une puissance d'émission de 25.0 dBm avec
une antenne cornet en émission. Pour ce qui concerne le “Lecteur”, M. Dhaouadi a conçu et
testé deux antennes “Lecteur”, l’une en boucle et l’autre en Patch circulaire et a surtout
montré leur bon fonctionnement en champ proche. Celuici est obtenu quand le Tag renvoie au
Lecteur les bonnes requêtes.
Dans le troisième chapitre, Mr Dhaouadi a étudié les antennes Tag devant fonctionner à
proximité d’objets métalliques. En effet, le fonctionnement des antennes Tags RFIDUHF et la
communication LecteurTag sont complexes dans un environnement métallique. Ceci est dû au
fait que lorsque les Tags RFID sont attachés à des objets métalliques, les ondes
électromagnétiques incidentes se réfléchissent totalement à la surface métallique en
opposition de phase avec les incidentes. Ces ondes réfléchies annulent les ondes incidentes et
réduisent ainsi l'énergie nécessaire pour activer le Tag. Ceci est d’autant plus contraignant que
les Tags RFID passifs n'ont pas de source d'énergie interne. Ils reçoivent tous de l'énergie
nécessaire pour leur fonctionnement à partir du rayonnement électromagnétique émis par le
Lecteur. Le point le plus important concerne l'efficacité du rayonnement du Tag afin d'obtenir
suffisamment d'énergie pour activer la puce.
Dans ce troisième et dernier chapitre qu’il a réparti en deux parties, M. Dhaouadi a cherché à
étudier l'aptitude d'un système RFID à fonctionner de façon fiable dans un environnement
métallique ainsi que la polarisation circulaire du Tag et du Lecteur RFIDUHF. Dans la
première partie, il a proposé une antenne avec un stub d’adaptation court-circuité et une
antenne avec un stub ouvert. Ces deux antennes fonctionnent bien en contact et à proximité
des surfaces métalliques. Il a également utilisé une fente pour adapter une antenne Tag
RFIDUHF avec un plan de masse. Cette antenne Tag prototype à fente d’adaptation a été
conçue sur un substrat Taconic TLY ayant une permittivité de r = 2.2 et une épaisseur H =
0.76 mm. Mr Dhaouadi a caractérisé les performances de cette antenne prototype à fente en
chambre anéchoïque en mesurant sa portée avec et sans plaque métallique. Dans la seconde
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partie de ce chapitre, Mr Dhaouadi a étudié l’influence et l’intérêt de la polarisation circulaire
pour des antennes Tag et Lecteur. Il a simulé et réalisé deux antennes pour lecteurs RFID à
polarisation circulaire fonctionnant dans les bandes RFIDUHF Européenne et Américaine. Il a
aussi conçu et réalisé une antenne PIFA pour Tag à polarisation circulaire ayant comme
substrat l’air. Il a montré qu’en étant entièrement collée sur un mur métallique de 300×300
mm2, elle fonctionne correctement avec un gain de 3,5 dB et une portée de lecture de 18 m en
espace libre. Ce prototype PIFA fonctionne en position verticale, horizontale et en
environnement métallique tel qu’un container.
En conclusion, le sujet traité dans cette thèse est un sujet récent et multidisciplinaire. Il
touche à plusieurs domaines tels que les techniques de modélisation des antennes RFID, la
description de la propagation des ondes électromagnétiques le long d'un guide de forme et de
structure variées ainsi que les techniques expérimentales de détermination des paramètres des
antennes RFID. Le volume de travail accompli par le candidat pour traiter ce sujet est
important. Malgré l’absence de publications dans des revues indexées, les travaux entrepris
par le candidat présentent une originalité et un caractère novateur ils ont été concrétisés par
plusieurs communications telles que : EuCAP’2013, URSIGASS’2011, MIKON’2010,
WAMICON’2014, RWW’2015. Suite au travail concluant de Mr Mondher Dhaouadi, je
donne un avis favorable pour la soutenance de sa thèse de doctorat.
Mohsen Machhout
Maître de conférences à la F.S.M
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