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14 mars 2018

Laboratoire Ampère - Ecole Centrale de Lyon "Apport du retournement temporel pour les systèmes RFID"


Catégorie : Doctorant


La RFID (Radio Frequency IDentification, identification par radiofréquence), aujourd’hui standardisée et largement déployée pour des applications comme la logistique, le contrôle d’accès et la traçabilité, connaît une (r)évolution avec notamment l’émergence de l’Internet des Objets. Forte de ses avantages inhérents, identification unitaire et télé-alimentation, la RFID est en train de se doter de nouvelles capacités avec des tags dits augmentés, tag-capteurs-actionneurs capables de communiquer entre eux et de s’adapter à leur environnement. L’intégration de ces nouvelles fonctionnalités (bien au-delà de la seule identification) nécessite de nouvelles approches que ce soit en termes de capture et traitement des informations, transfert des données, transfert d’énergie sans fil ou encore sécurité.

Le retournement temporel est une technique de focalisation des ondes initialement introduite et démontrée dans le domaine de l’acoustique ultrasonore. Elle trouve depuis peu des applications dans le domaine de l’électromagnétisme et notamment pour la transmission d’énergie sans fil dans des environnements intérieurs ou à travers des milieux complexes [1].

L’idée de coupler retournement temporel et RFID n’a encore jamais été explorée et semble prometteuse pour envisager à la fois de meilleures performances et de nouvelles fonctionnalités.

 

Objectifs de la thèse

L’objectif général de la thèse est d’appliquer le principe du retournement temporel en RFID UHF afin dans un premier temps d’améliorer les performances en termes de lien RF entre lecteur et tag (incluant transfert des données et transfert d’énergie) et dans un second temps de proposer de nouvelles fonctionnalités par exemple, en termes de capture de données et/ou d’authentification.

Verrous scientifiques

Le sujet de thèse proposé s’inscrit au niveau de l’état de l’art à la fois sur l’axe RFID et l’axe transmission d’énergie sans fil par retournement temporel. Il propose une association jamais encore explorée qui présenterait une avancée scientifique significative dans les deux domaines et ouvrirait aussi des perspectives nouvelles pour le déploiement de l’Internet des Objets et plus généralement les futurs réseaux intelligents de communications et de captures d’information.

A ce jour, seuls quelques travaux associant RFID et technologie Ultra Large Bande en couplant le principe de rétro-modulation et la radio par impulsions ont été réalisés à des fins de localisation [2, 3] ou dans le cas de la RFID dite « chipless » [4]. Néanmoins l’utilisation de signaux impulsionnels pour la RFID traditionnelle constitue un changement de paradigme qui nécessite de revisiter l’ensemble des éléments constitutifs d’un système RFID : protocole de communication, antenne et circuit redresseur du tag, puce du tag et forme des signaux transmis par le lecteur. La thèse proposée adresse ce premier verrou scientifique et vise à explorer de façon expérimentale et théorique la possibilité et le potentiel de l’utilisation de signaux impulsionnels en RFID. Le second verrou scientifique auquel s’adresse la thèse est la complexité du milieu séparant le lecteur et le tag qui, avec les technologies actuelles basées sur l’utilisation d’ondes continues, impose des distances de lecture réduites [5]. Cette thèse se propose d’apporter une preuve de concept de l’utilisation du retournement temporel pour une communication RFID en milieu de propagation complexe. Cette démonstration faite, de nombreuses applications nouvelles sont envisageables.

Références

[1] R. Ibrahim, D. Voyer, A. Bréard, J. Huillery, C. Vollaire, B. Allard, Y. Zaatar, "Experiments of Time-Reversed Pulse Waves for Wireless Power Transmission in an Indoor Environment," IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 64(7), 2159-2170, 2016.

[2] D. Dardari, R. D'Errico, C. Roblin, A. Sibille and M. Z. Win, "Ultrawide Bandwidth RFID: The Next Generation?," Proceedings of the IEEE, 98(9), 1570-1582, September. 2010.

[3] D. Dardari, N. Decarli, A. Guerra and F. Guidi, "The future of ultra-wideband localization in RFID," IEEE International Conference on RFID, Orlando, FL, 2016, pp. 1-7.

[4] S. Tedjini, N. Karmakar, E. Perret, A. Vena, R. Koswatta, R. E-Azim, "Hold the chips : chipless technology, an alternative technique for RFID," IEEE Microwave Magazine, 14(5), 56-65, July-August 2013.

[5] A. J. S. Boaventura and N. Carvalho, "Extending reading range of commercial RFID readers," IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 61(1), 633-640, January 2013.

Profil du candidat recherché

Ingénieur ou titulaire d’un master recherche à dominante électronique et/ou traitement du signal avec des compétences en micro-ondes, radiocommunications et traitement du signal. Une bonne maîtrise de l’anglais est nécessaire.

Compétences acquises pendant la thèse

Environnement de la thèse et rémunération

La thèse se déroulera au laboratoire Ampère à l’Ecole Centrale de Lyon. Elle sera financée par une bourse doctorale établissement (environ 1400€/mois net). Une activité d’enseignement à l’Ecole Centrale de Lyon (64h/an) viendra accompagner la thèse.

Candidature

Envoyer CV, lettre de motivation ainsi que les relevés de notes des 3 dernières années (L3-M1-M2) avant le 01 Mai 2018 à julien.huillery@ec-lyon.fr et yvan.duroc@univ-lyon1.fr

 

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