Thèse : Oussama ZWEIN
Monsieur Oussama ZWEIN, soutiendra publiquement ses travaux de thèse intitulés "Contribution au développement de capteurs ultrasonores SAW sur base de substrats piézoélectriques de type vitrocéramique pour des mesures à haute température".
THESE : OUSSAMA ZWEIN - Contribution au développement de capteurs ultrasonores SAW sur base de substrats piézoélectriques detype vitrocéramique pour des mesures à haute température
Oussama ZWEIN
Soutenance : 12 juin 2026 à 9h30
Amphithéâtre - IEMN site de Valenciennes - UPHF - Valenciennes.
Jury
Rapporteurs :
- Sami HAGE-ALI - Université de Lorraine /Faculté des Sciences et Technologies.
- Jean-Marc TULLIANNI - Politecnico di Torino,Department of Applied Science and Technology.
Examinateurs :
- Véronique VITRY - Université de Mons.
- Sandra ABDELOUHAB - CRIBC
Invités :
- Christian COURTOIS - Université Polytechnique Hauts-de-France.
- Zakariae OUMEKLOUL - Université Polytechnique Hauts-de-France.
Directeurs :
- Marc DUQUENNOY - Université Polytechnique Hauts-de-France.
- Maurice GONON - Université de Mons.
Résumé
Cette thèse s’inscrit dans le développement de capteurs ultrasonores à ondes acoustiques de surface(Surface Acoustic Wave, SAW) destinés aux environnements industriels sévères. Elle vise à démontrerla faisabilité de dispositifs SAW réalisés à partir de substrats vitrocéramiques polaires à base de fresnoite (Sr₂TiSi₂O₈ – STS), capables de fonctionner à haute fréquence (≥ 30 MHz) et à haute température (jusqu’à 900 °C). Le travail a porté sur l’élaboration et l’optimisation de vitrocéramiques, en étudiant l’influence de la fraction et de la composition du verre résiduel, de la microstructure et de
l’orientation cristallographique préférentielle sur les propriétés thermoélastiques et acoustiques.
Les caractérisations ultrasonores des capteurs ont montré une génération et une propagation efficaces des ondes SAW avec une atténuation modérée et des amplitudes élevées, garantissant de bons rapports signal/bruit. Les capteurs SAW développés à 30 MHz ont démontré leur fonctionnalité jusqu’à 940 °C, avec une plage située entre 300 et 700°C particulièrement stable en fréquence, caractérisée par un faible coefficient de température de fréquence (TCF). L’étude a également mis en évidence le lien direct entre la réponse fréquentielle et les propriétés thermoélastiques du matériau, notamment l’influence de la transition commensurable-incommensurable de la fresnoite sur la dilatation thermique et les constants élastiques. Enfin, les aspects technologiques liés à la tenue des électrodes, aux phénomènes de fuite électrique et à la connectique ont été analysés afin d’améliorer la robustesse des dispositifs.
Ces résultats démontrent que les vitrocéramiques polaires à base de STS constituent des substrats prometteurs pour le développement de capteurs SAW haute fréquence et haute température adaptés aux applications industrielles en environnements extrêmes.