Carles Puente, Carmen Borja, Jaume Anguera, Jordi Soler, Edouard Rozan
Antennes pour téléphones mobiles
Finalistes du Prix de l’inventeur européen 2014
En 1995, Carles Puente Baliarda et son équipe inventent les premières antennes fractales pour les télécommunications mobiles. Les antennes tirent leur nom – et leurs puissantes capacités de transmission et réception – de propriétés géométriques : les fractales sont des formes géométriques qui se composent de plusieurs copies d’elles-mêmes de plus en plus petites, ce qui permet de réduire la taille des antennes et de les intégrer dans des téléphones mobiles compacts.
Les antennes classiques, telles que celles utilisées pour la radiodiffusion en FM, doivent avoir une longueur suffisante pour transmettre et recevoir des signaux à pleine capacité - environ 1,5 mètre pour une antenne radio standard. Les schémas d’auto-répétition en fractales permet d’intégrer l’antenne dans un espace restreint. Par ailleurs, il est possible de combiner plusieurs antennes pour recevoir des signaux sur différentes bandes de fréquence comme la Wi-Fi, le GPS ou le Bluetooth.
Impact social
L’invention de Puente Baliarda a ouvert la voie à la révolution de «l’Internet n’importe où» avec des appareils extrêmement compacts et mobiles. Lorsqu’on compare la taille et la capacité des téléphones d’il y a 20 ans avec les appareils actuels, l’impact des antennes fractales ne fait plus aucun doute. Les premiers téléphones mobiles étaient dotés d’antennes d’au moins 15 cm de long, mais grâce aux antennes fractales, la taille et les performances des téléphones ne sont plus soumises à des contraintes spatiales.
Impact économique
Fractus, la société fondée par Puente Baliarda pour commercialiser son invention, a enregistré un chiffre d’affaires de 3,6 millions $US en 2009. Depuis lors, la société a adopté une stratégie commerciale mixte : Fractus ne se contente plus de produire des antennes, elle concède également sa technologie sous licence à des tiers. Des contrats de licence stratégiques avec de grands fabricants de téléphones mobiles tels que LG, HTC ou Motorola se sont traduits par une forte progression du chiffre d’affaires, lequel a atteint 111 millions $US en 2012. Aujourd’hui, Fractus est numéro 1 mondial du marché pour le développement et la production d’antennes fractales, avec plus de 150 brevets déposés.
Selon un rapport de BCC Research, le marché mondial des antennes devrait passer de 13,4 milliards $US en 2012 à 16,9 milliards $US en 2017. En 2011, 9,7 milliards d’unités d’antennes fractales ont été fournies dans le monde. Pour mettre les choses en perspective, Fractus a fourni plus de 35 millions d’unités dans le monde, soit 0,4% du chiffre d’affaires mondial. Ce chiffre devrait atteindre 19,6 milliards d’ici 2017.
Mode d’action
Une fractale est un ensemble mathématique ou un schéma qui se compose d’éléments individuels « auto-similaires », chacun étant une réplique miniature de l’ensemble : imaginez une forme d’arbre composée d’arbres plus petits. Sur le principe des formes fractales, les antennes fractales se composent de plusieurs éléments auto-similaires, ou « itérations », fabriqués avec les mêmes processus et matériaux utilisés pour créer des circuits imprimés.
Chaque itération d’une antenne fractale correspond également à une certaine plage de fréquences. Grâce à la présence d’itérations multiples, les antennes fractales peuvent fonctionner sur plusieurs fréquences et largeurs de bande – chose impossible avec les antennes « linéaires » classiques.
Inventeur
Né à Badalone en Catalogne (Espagne), Puente Baliarda commence à réfléchir aux concepts d’une nouvelle antenne pendant ses études d’ingénieur à l’Université polytechnique de Barcelone, dans les années 1990. Le défi : réduire la taille tout en augmentant les capacités de transmission. Très inspiré dans sa quête d’une solution, il commence à travailler sur une invention originale – mêlant deux disciplines apparemment sans aucun lien : la théorie de l’électromagnétique et la géométrie fractale, et ce de sa propre initiative et sans soutien financier.
Le saviez-vous ?
Pour illustrer le concept des schémas d’auto-répétition, tels que ceux utilisés dans les antennes fractales, on peut prendre un exemple dans la nature : les fougères sont composées de plusieurs feuilles qui ressemblent elles-mêmes à de petites fougères.
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