Soutenance de thèse 24/11/2023 - Rym ASSILA BELHADJ MEFTEH - Conception d'un émetteur et d'un récepteur alimentés par batterie pour la mesure de l'affaiblissement du canal dans le cadre de communications à travers le corps humain

Annonce de soutenance de thèse

 Mme. Rym ASSILA BELHADJ MEFTEH

(Sciences pour l'ingénieur : spécialité Micro et Nanoélectronique)

Soutiendra publiquement ses travaux de thèse intitulés

Conception d'un émetteur et d'un récepteur alimentés par batterie pour la mesure de l'affaiblissement du canal dans le cadre de communications à travers le corps humain

dirigés par  Nicolas DEHAESE  (IM2NP) et Rémy VAUCHE (IM2NP)

le vendredi 24 Novembre 2023 à 10h - Amphi Néel - Campus de Polytech - Technopôle de Château-Gombert

Résumé

Les communications à travers le corps humain (HBC : « Human Body Communication ») consistent à transmettre des données via l’utilisation d’électrodes appliquées sur le corps humain et permettent d’envisager de nombreuses applications dans le domaine médical et non-médical (sport, divertissement, militaire). Dans une communication HBC, trois types de couplage peuvent être envisagés : un couplage magnétique (HBC-MC), un couplage galvanique (HBC-GC) et un couplage capacitif (HBC-CC). En transmission HBC-CC, il est difficile d’estimer avec précision l’affaiblissement subi par le signal lors de son passage à travers le corps humain du fait que dans ce cas, le chemin de retour s’effectue dans l’environnement proche de la personne, environnement dont les caractéristiques influencent l’affaiblissement du signal. Dans la plupart des études publiées dans la littérature, l’estimation de l’affaiblissement a été réalisée à partir d’appareils de mesure de grande taille connectés au secteur (analyseur de réseau vectoriel, générateur de signaux, analyseur de spectre, etc.) qui créent des couplages capacitifs parasites conduisant à une surestimation de l’affaiblissement. Une telle estimation est néanmoins très importante afin de pouvoir dimensionner côté émetteur, le niveau de puissance à émettre et côté récepteur, la sensibilité de réception, tout en cherchant à minimiser la consommation et ainsi augmenter la durée de vie des batteries. Cette thèse porte ainsi sur la conception d’un émetteur et d’un récepteur HBC-CC alimentés par batterie, de facteur de forme proche d’un éventuel dispositif commercial et qui permettent d’estimer de manière réaliste l’affaiblissement du signal. L’émetteur et le récepteur proposés sont tous les deux construits autour d’un microcontrôleur permettant d’estimer en temps réel l’amplitude des signaux émis et reçus à l'aide d'un algorithme de transformée de Fourier discrète à fréquence unique (algorithme de Goertzel). L'affaiblissement du signal est ensuite déduit à l'aide des impédances mesurées d’entrée/sortie de l'émetteur-récepteur et de celles des électrodes. Le système proposé, muni de réseaux d’adaptation permettant d’optimiser le transfert de puissance, a enfin été utilisé pour étudier l'influence de différents paramètres (distance inter-électrodes, corpulence de la personne, posture du corps, pression de contact électrode-peau, surface du plan de masse) sur l’affaiblissement.

Mots-clés

Communication à travers le corps humain, Couplage capacitif, Affaiblissement du signal, Emetteur-récepteur HBC-CC, Algorithme de Goertzel

Composition du jury :

- Président du jury : Serge WEBER, Université de Lorraine, France

- Rapporteure : Florence PODEVIN, Université Grenoble-Alpes, France

- Rapporteur : Morgan MADEC, Université de Strasbourg, France  

- Examinateur : Philippe PANNIER, Aix-Marseille université, France

- Directeur de thèse : Nicolas DEHAESE, Aix-Marseille université, France

- Co-encadrant de thèse : Rémy