Mohamed Wajdi BEN AYOUB, Ph.D.

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Mohamed Wajdi BEN AYOUB soutiendra sa thèse le 17 juillet 2018 à 10H au CETIAT à Villeurbanne, intitulée "Dispositifs de mesure de constantes diélectriques dans les matériaux humides. Vers une meilleure traçabilité de la mesure de l’humidité des solides."

Le jury se compose de :
Jocelyn PARÉ IARC-Université de Moncton Rapporteur
Damienne BAJON ISAE-SUPAERO Rapporteur
Hugues GIOVANNINI Université Aix Marseille Examinateur
Marc HIMBERT CNAM Examinateur
Essam HEGGY CNRS / NASA Jet Propulsion Examinateur
Pierre SABOUROUX Université Aix Marseille Directeur de thèse
Éric GEORGIN CETIAT Co-encadrant de thèse
Jean-François ROCHAS WAVE CONCEPT Membre invité
Luc ERARD LNE Membre invité
Catherine POIRIER CTMNC Membre invité

Résumé

Cette thèse s’inscrit dans le cadre d’un projet européen de recherche intitulé METfnet (Metrology For Moisture in Solids).

Au niveau industriel, les capteurs électriques de mesure de la teneur en eau dans les solides sont généralement mono fréquentiel. La fréquence de fonctionnement est choisie arbitrairement. Par contre, la sensibilité de la teneur en eau dépend du type de matériau et des liaisons d’eau existantes. D’une part, la fréquence de relaxation diélectrique de l’eau à l’état liquide est située dans la bande des Micro-ondes. D’autre part, la fréquence de relaxation diélectrique de l’eau liée dépend du matériau mais elle est dans la bande des Radiofréquences. En se basant sur cette hypothèse, le but de cette thèse consiste à analyser la sensibilité fréquentielle vis-à-vis les liaisons d’eau dans les solides en utilisant comme un paramètre intermédiaire la permittivité diélectrique complexe.
La première partie du travail a eu pour objectif de valider métrologiquement deux cellules de mesure de type capacitive et coaxiale développées au CETIAT pour mesurer la constante diélectrique. Les deux cellules de mesure ont été validées pour mesurer la permittivité diélectrique complexe des liquides, solides et des produits humides dans la bande [1 MHz – 2 GHz] et une comparaison avec l’outil EpsiMu® développé par l’Institut Fresnel a été réalisée.
En deuxième phase, nous étudions expérimentalement des matériaux humides en couplant la caractérisation électromagnétique avec la méthode thermo-coulométrique qui permet de mesurer et de distinguer sélectivement les liaisons d’eau existante dans un solide.
À l’issue de cette phase, une étude paramétrique sur les spectres diélectriques complexes a été réalisée pour identifier des sensibilités par rapport aux fractions d’eau existantes.
À titre d’exemples, cette étude a été appliquée sur différents matériaux comme le carton industriel, l’argile kaolinite ainsi que quelques produits monohydrates comme le α-D-Lactose et le calcium oxalate.

Mots clés : Permittivité diélectrique complexe, teneur en eau, liaisons d’eau, fréquence de relaxation, cellule capacitive, ligne de propagation coaxiale, matériaux solides.