Simar, AudeLederer, DimitriHumbeeck, VictorVictorHumbeeck2025-06-262025-06-262025-06-0220252025-06-02https://hdl.handle.net/2078.2/42923De nombreux systèmes de télécommunication spatiaux nécessitent l’utilisation de guides d’ondes avancés à géométries complexes et à faible masse. Le procédé de fusion sur lit de poudre par laser (LPBF) répond à ces exigences grâce à sa capacité à fabriquer des formes optimisées, difficilement atteignables par des techniques d’usinage conventionnelles. Toutefois, les pièces fabriquées présentent généralement une rugosité de surface plus élevée et une conductivité électrique réduite, susceptibles d’augmenter les pertes électromagnétiques, notamment à haute fréquence. Dans cette étude, des guides d’ondes rectangulaires droits WR28 opérant dans la bande de fréquence Ka (26.5–40 GHz) ont été fabriqués par LPBF en variant les paramètres de procédé et les stratégies de balayage. Ces réglages permettent de contrôler la rugosité des parois internes, globalement ou localement, afin d’évaluer l’impact de sa distribution sur les performances. Les échantillons réalisés présentent une grande diversité de rugosités et de textures de surface. Deux alliages d’aluminium ont été considérés ; l’AlSi10Mg et l’Al6061-Zr. Malgré la rugosité intrinsèque liée au procédé, les mesures réalisées sur les guides en AlSi10Mg révèlent des pertes par insertion relativement faibles, comprises entre 0.10 et 0.29 dB. Ces résultats suggèrent que les guides d’ondes fabriqués par LPBF peuvent atteindre des niveaux d’atténuation acceptables, même sans post-traitement important, dans certaines bandes de fréquence. En revanche, l’utilisation de l’Al6061-Zr avec des paramètres de procédé non maîtrisés n’a pas permis d’exploiter pleinement son potentiel, les pertes d’insertion mesurées s’élevant entre 0.72 et 0.86 dB. Par ailleurs, des traitements thermiques ont été appliqués afin de modifier la microstructure des alliages et d’améliorer leur conductivité électrique. Ces procédés ont entraîné des gains non négligeables, soulignant ainsi leur rôle complémentaire dans l’optimisation simultanée des propriétés mécaniques et électriques. Dans l’ensemble, ce travail démontre que, par un ajustement fin des paramètres de fabrication et l’application de traitements thermiques ciblés, il est possible de limiter les effets négatifs de la rugosité induite par le procédé LPBF et de fabriquer des guides d’ondes fonctionnels pour des applications haute fréquence, avec un minimum de post-traitements supplémentaires. Many space telecommunication systems require the use of advanced waveguides with complex geometries and low mass. The Laser Powder Bed Fusion (LPBF) process meets these requirements thanks to its ability to produce optimized shapes that are difficult to achieve using conventional machining techniques. However, parts manufactured using LPBF generally exhibit higher surface roughness and reduced electrical conductivity, which can increase electromagnetic losses, particularly at high frequencies. In this study, straight WR28 rectangular waveguides operating in the Ka-band (26.5–40 GHz) were fabricated by LPBF, varying process parameters and scanning strategies. These adjustments enable control of the internal wall roughness, either globally or locally, in order to assess the impact of its distribution on performance. The fabricated samples exhibited a wide range of roughness levels and surface textures. Two aluminum alloys were considered: AlSi10Mg and Al6061-Zr. Despite the intrinsic roughness associated with the process, measurements on AlSi10Mg waveguides revealed relatively low insertion losses, ranging from 0.10 to 0.29 dB. These results suggest that LPBF-fabricated waveguides can achieve acceptable attenuation levels, even without significant post-processing, within certain frequency bands. In contrast, the use of Al6061-Zr with uncontrolled process parameters did not allow its full potential to be exploited, with measured insertion losses ranging from 0.72 to 0.86 dB. In addition, thermal treatments were applied to modify the alloys’ microstructure and improve their electrical conductivity. These processes resulted in significant gains, highlighting their complementary role in the simultaneous optimization of mechanical and electrical properties. Overall, this work demonstrates that, through fine tuning of fabrication parameters and the application of targeted thermal treatments, it is possible to mitigate the negative effects of LPBF-induced roughness and to fabricate functional waveguides for high-frequency applications, with minimal additional post-processing.LPBFWaveguidesRoughnessProcess parameterstext::thesis::master thesis