Simuler l’interaction électromagnétique des objets connectés avec le corps

01/02/2021

Marie Houillon, doctorante à l’Institut de recherche mathématique avancée (Irma), a consacré la fin de sa thèse soutenue en novembre 2020 à une simulation numérique des interactions avec le corps humain du rayonnement d'un objet connecté. Le tout, sur le supercalculateur Jean Zay.

Après un passage par la case enseignement, Marie Houillon décide de reprendre des études en master calcul scientifique et mathématiques de l’information à Strasbourg. À l’issue, une thèse orientée vers la technologie lui est proposée par le laboratoire d'excellence Institut de recherche en mathématiques, interactions et applications (Irmia). « Je m’intéresse aux applications dans l’industrie, ce sujet, « Schémas Galerkin Discontinu optimisés pour les problèmes d'électromagnétisme avec des géométries complexes », m’allait bien, car il est à cheval avec l’entreprise. »

Dans ce cadre, la doctorante participe à une simulation numérique menée par l’Irma en collaboration avec AxesSim, une société spécialisée dans les simulations électromagnétiques.

Domotique, surveillance, IRM, pilules connectées... L’électromagnétisme est présent partout pour tous les objets connectés. « Ce projet a pour but de simuler la propagation des ondes électromagnétiques produites par des petites antennes et leurs interactions avec les tissus du corps humain. » L’idée à long terme étant de proposer aux fabricants d’objets connectés des outils de simulation leur permettant d’optimiser le design électromagnétique de leurs produits.

Différents paramètres physiologiques pris en compte

Pour ce faire, l’Irma et AxesSim ont développé le programme Teta-CLAC. « Il utilise une méthode mathématique de type Galerkin discontinu qui a l’avantage de permettre de réaliser des simulations réalistes complexes en un temps raisonnable ce qui répond aux besoins des industriels. » Conductivité des tissus, cycle de respiration des poumons, position de l’antenne : avant-bras, nuque ou ventre… différents paramètres sont pris en compte par le logiciel.

Via un appel à projets, la simulation est réalisée sur le supercalculateur Jean Zay. « Nous avons simulé plus précisément les interactions d’une antenne Bluetooth basse énergie avec un corps humain complet. La collaboration entre l’Irma et AxesSim est un bel exemple de ce qui peut être fait entre le domaine industriel et la recherche », se réjouit Marie Houillon qui précise que les résultats sont encore en cours d’exploitation. Ils devraient permettre d’identifier les paramètres ayant un réel impact sur la propagation des ondes ainsi que ceux pouvant être négligés afin de réduire au maximum le temps de calcul des simulations.

De son côté, la doctorante va s’envoler vers de nouveaux horizons sans quitter les mathématiques pour autant. « Je vais prendre un poste d’ingénieur de recherche à Karlsruhe. « L’une des choses que j’aime le plus dans les mathématiques, c’est ce qu’elles permettent d’accomplir dans d’autres domaines, et notamment le médical. »

MR

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