Description du sujet de thèse

Contexte : Avec le déploiement massif de la 5G, de nouvelles bandes de fréquences ont été introduites pour les communications sans-fil. Selon l'Union internationale des télécommunications (UIT), le trafic de données mobiles devrait atteindre 5 zettaoctets/mois d'ici 2030 et le nombre d'appareils connectés à Internet dépassera 75,4 milliards d'ici 2025. La 5G exploite un large spectre, allant des fréquences inférieures à 1 GHz jusqu'aux fréquences millimétriques. L'adoption des fréquences millimétriques pour les communications mobiles constitue un point de discontinuité par rapport aux anciennes générations 2G/3G/4G. Cela se traduit par la nécessité d’évaluer et d’analyser l’exposition des utilisateurs aux technologies 5G, notamment pour les sujets potentiellement plus sensibles, comme les enfants et les femmes enceintes.

Objectif du projet de thèse : Ce projet contribuera à l'amélioration des connaissances existantes concernant l'exposition de l'ensemble de la population à une ou plusieurs sources électromagnétiques (EMs) fonctionnant dans les bandes 5G positionnées en champ proche ou lointain par rapport à l'utilisateur. Cela comprendra l'étude de l'absorption de puissance et l'échauffement qui en résulte en fonction de l'âge ainsi qu'au cours de la grossesse. L'objectif principal du projet est de développer des méthodes de calcul déterministes et stochastiques, pour faire face à la grande complexité et variabilité des scénarios d'exposition, y compris l'analyse thermique. L'analyse EM et thermique sera réalisée sur des modèles humains de complexité croissante tenant compte de la variabilité interindividuelle (épaisseur de la peau, humidité, état physiologique, etc.), de la dépendance à l'âge des propriétés EM et thermiques et de l'anatomie. Cette approche multidimensionnelle permettra de fournir une évaluation précise de l'exposition des enfants et des femmes enceintes en tenant compte de scénarios d'exposition et de cas d'utilisation à la fois réalistes et représentatifs. Ce projet sera réalisé à l'Institut d'Electronique et des Technologies du numérique (IETR), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) (France) en collaboration avec l'Institut d'Électronique, d'Ingénierie de l'Information et des Télécommunications du Conseil National de la Recherche d'Italie (IEIIT CNR) (Italie).

Mots clés : capteurs sur le corps, ondes millimétriques, antennes étirables portables, haptique conforme.

References :
[1] G. Sacco, D. Nikolayev, R. Sauleau, and M. Zhadobov, “Antenna/human body coupling in 5G millimeterwave bands: Do age and clothing matter?” IEEE Journal of Microwaves, vol. 1, no. 2, pp. 593–600, Apr. 2021.
[2] G. Sacco, S. Pisa, and M. Zhadobov, “Age-dependence of electromagnetic power and heat deposition in nearsurface tissues in emerging 5G bands,” Scientific Reports, vol. 11, no. 1, p. 3983, Feb. 2021, ISSN: 2045-2322.
[3] G. Sacco, S. Pisa, and M. Zhadobov, “Impact of textile on electromagnetic power and heating in near-surface tissues at 26 GHz and 60 GHz,” IEEE Journal of Electromagnetics, RF and Microwaves in Medicine and Biology, vol. 5, no. 3, pp. 262–268, Dec. 2020, ISSN: 2469-7249, 2469-7257.

Contexte de travail

Environnement de recherche : Le/la doctorant·e rejoindra l'équipe Ondes électromagnétiques dans les milieux complexes (eWAVES) de l'IETR/CNRS. L'IETR est l'un des principaux laboratoires de recherche en Europe dans les domaines de l'électronique, des communications sans fil et des technologies numériques. Nos activités de recherche en électromagnétisme biomédical couvrent un large spectre de recherche fondamentale et appliquée allant de la modélisation multi-physique et multi-échelle aux radars biomédicaux et aux technologies avancées pour les communications sans fil centrées sur le corps. L'équipe a été à l'origine d'innovations pionnières dans le domaine de l'électromagnétisme biomédical, notamment les premiers fantômes équivalents à des tissus en bande millimétrique, un nouveau concept de fantôme planaire solide basé sur le coefficient de réflexion, une nouvelle technique de caractérisation multi-physique à large bande pour les matériaux de type Debye, des antennes textiles en bande millimétrique innovantes pour les vêtements intelligents, antennes UHF implantables miniatures ultra-robustes, première chambre de réverbération en bande millimétrique.

Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.

Informations complémentaires

Candidat·e
• Formation : Master ou diplôme équivalent en génie biomédical, en génie électrique ou en physique.
• Connaissances : connaissances en électronique, bio-électromagnétisme, modélisation numérique. Une expérience avec des solveurs numériques commerciaux ou open source (CST, Ansys, SIM4LIFE, COMSOL Multiphysics) et des compétences en programmation (MATLAB, Mathematica) sont les bienvenues mais pas obligatoires.
• Maîtrise de l'anglais : le/la candidat·e doit maîtriser et s'exprimer en anglais et doit avoir de solides compétences en rédaction. La connaissance du français n'est pas requise mais serait appréciée.