Rouen, le 25 juin 2025 – La plateforme Fabrication Additive Normandie Polymères (PFAN-P), en collaboration avec l’entreprise ULTIMETAS, spécialisée dans la conception d’antenne à métasurface, démontre la faisabilité de prototypes d’antennes haute fréquence (5G/6G) à bas coût, combinant impression 3D de polymères photoréticulables et sérigraphie d’encre conductrice. Cette innovation ouvre la voie à une production rapide et économique de métasurfaces compactes, essentielles pour les télécommunications de demain.
Miniaturisation, reconfigurabilité, efficacité énergétique, polyvalence… les antennes à métasurface, composées de structures microscopiques aux propriétés électromagnétiques uniques, redéfinissent les technologies sans fil en manipulant les ondes électromagnétiques avec une précision inédite. Contrairement aux antennes classiques, souvent encombrantes et rigides, ces dispositifs ultra-minces et légers s’adaptent dynamiquement aux fréquences (5G, 6G, IoT) et environnements, permettant des usages innovants. En combinant intelligence artificielle et matériaux innovants, ces antennes ouvrent la voie à des réseaux plus rapides, écologiques et résilients, essentiels pour les villes connectées et l’industrie 4.0.
Des matériaux intelligents pour des antennes compactes
Les antennes actuelles, fabriquées par des procédés traditionnels (usinage, lithographie), restent coûteuses et peu adaptées aux itérations rapides. Pour y remédier, les ingénieurs de la plateforme PFAN-P ont exploré des résines photopolymères compatibles avec l’impression 3D, capables de servir de substrats diélectriques optimisés pour les hautes fréquences (27-44 GHz). Parmi cinq matériaux testés, une résine commerciale bon marché s’est imposée pour ses propriétés uniques : permittivité ajustée, stabilité dimensionnelle et post-traitement simplifié à l’eau.
Une production intégrée et agile
Le procédé développé repose sur trois étapes clés :
- Impression 3D du substrat : réalisée sur une machine du réseau FAN utilisant la technologie MSLA[1], cette étape permet de produire en quelques minutes des disques diélectriques de 1 mm d’épaisseur avec une précision de 0,02 mm ;
- Sérigraphie d’encre conductrice : un dépôt d’encre argentée crée les motifs conducteurs. Cette étape a été confiée à la société HEATSLEF, membre NAE, habituée à travailler avec ce procédé ;
- L’élément d’antenne ainsi fabriqué est ensuite fixé sur un plan de masse, une surface conductrice servant de référence électrique, afin de finaliser la fabrication.
Les tests en laboratoire dans les locaux d’ULTIMETAS ont confirmé un gain comparable à celui des antennes traditionnelles, mais avec une réduction du poids et du coût, garantissant des performances électromagnétiques comparables aux méthodes conventionnelles.
Quels avantages concrets ?
- Coût réduit : l’impression 3D et la sérigraphie manuelle divisent les coûts de prototypage ;
- Gain de temps : un prototype fonctionnel est réalisable en moins de 24 heures, contre plusieurs semaines auparavant ;
- Adaptabilité : la modularité des résines et des motifs conducteurs permet des designs sur mesure pour l’aérospatial, la défense ou les réseaux télécoms.
Perspectives
L’équipe travaille désormais à industrialiser le procédé. Des essais vont être réalisés en partenariat avec des acteurs normands. À terme, cette technologie pourrait équiper les futures générations de satellites, drones ou infrastructures 6G.
[1] Solidification de la résine liquide à l’aide d’une source de lumière ultraviolette