La multiplication des antennes à installer sur les topsides des navires pose plusieurs problèmes d’intégration physique (où positionner les différentes antennes ?), de compatibilité électromagnétique (où les positionner pour qu’elles ne se perturbent pas les unes les autres ?) ainsi que de furtivité (où et comment les positionner pour ne pas nuire à l’aspect furtif recherché pour les navires militaires ?). Une des solutions consiste à mutualiser les senseurs : une seule antenne pour plusieurs fonctions. Une seconde solution s’emploie à fonctionnaliser les parois des navires et à rendre « intelligents » les matériaux les constituant, comme l’âme d’une paroi composite sandwich par exemple. C’est cette solution que propose le projet NIDASTIC.

NIDASTIC s’inscrit dans le prolongement d’une thèse CIFRE Défense co‐encadrée par Naval Group et l’Université de Rennes 1 (IETR), qui a montré le potentiel de parois composites fonctionnalisées par des nids d’abeille « intelligents », notamment pour réaliser des fonctions dans le domaine des hyperfréquences.

L’idée d’origine est de déposer (par sérigraphie, impression jet d’encre etc…) des motifs conducteurs, des antennes micropatchs, ou encore des composants électroniques sur les parois des cellules nids d’abeille, ou de réaliser les nids d’abeille en intégrant ces mêmes éléments dans la paroi des cellules (par fabrication additive par exemple).

Le projet NIDASTIC fixait 3 objectifs essentiels :

• Valider la faisabilité industrielle de nids d’abeille fonctionnalisés ;

• Valider la capacité à réaliser chacune des 3 fonctions (vecteur de commande, vecteur d’alimentation d’antennes, antenne intégrée dans l’âme de parois sandwichs) sur des parois réalisées avec ces nids d’abeille ;

• Développer des capacités industrielles permettant de réaliser les nids d’abeilles fonctionnels et de les exploiter tant pour des applications militaires que pour des applications civiles.

Le concept initial du projet était de parer les nids d’abeille, classiquement utilisés comme matériau pour la fabrication de parois composites sandwich, de fonctions antennaires, de fonctions d’alimentation et de commande d’équipements positionnés dans la paroi. En cours de projet, la réalisation d’une 4ème fonction hyperfréquence, basée le concept de nid d’abeille fonctionnalisé, a été mise en évidence. Il s’agit de la fonction absorbante électromagnétique.

Suite à l’étude des différents procédés de fabrication, le procédé par expansion a été retenu pour la fabrication de maquettes de NIDA. Une technique de sérigraphie a été élaborée pour imprimer le substrat constitutif des NIDA de motifs à base d’encres de diverses caractéristiques (conductrices, résistives, ferroélectriques, ferromagnétiques, adhésives…), pour réaliser des composants électroniques (résistance, capacités et tores), des antennes, des alimentations d’antennes et des absorbants radar contribuant à l’amélioration de la furtivité du navire et capables de résoudre des problèmes de compatibilité électromagnétique avec les autres senseurs présents à bord.

Des démonstrateurs d’antennes ont été réalisés et caractérisés. Pour la première fois, une antenne filaire fonctionnelle en bande VUHF a été intégrée à un matériau d’âme à structure nid d’abeille, démontrant toute la pertinence du projet NIDASTIC. Différentes antennes de type filaires, de type patchs ou des antennes réseaux directives, intégrées dans l’âme d’une paroi composite ont été développées. La partie sur la fonction antenne a donné lieu au dépôt de deux brevets.

Le concept NIDA à fonction absorbant consiste à métalliser les faces internes et externes des cellules constitutives des nids d’abeille avec de l’encre résistive et ce par des procédés de sérigraphie. Pour cela les feuilles des substrats destinées à la fabrication des cellules nids d’abeilles sont imprimées avec des encres à conductivité électrique et épaisseur contrôlées, préalablement aux phases d’encollage et à l’étirement, qui conduiront aux nids d’abeille fonctionnalisés. Un design permettant une absorption de plus de 20 dB entre 2 et 18 GHz a été mise en évidence par simulation.

Le projet a permis de monter en maturité le concept de nid d’abeille (NIDA) fonctionnalisé pour l’intégration de fonctions hyperfréquences à des parois structurales composites navales permettant la réduction de l’encombrement des antennes sur les navires militaires.