Explorer le potentiel des métamatériaux dans les réseaux sans fil
La connectivité sans fil constitue l’épine dorsale de la société moderne, nous permettant par exemple de communiquer, d’accéder à l’information et d’effectuer des transactions financières. «Au cours de la dernière décennie, les réseaux sans fil ont évolué à un rythme remarquable», souligne Stefano Buzzi, coordinateur du projet META WIRELESS(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), de l’université de Cassino et du Sud du Latium(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), en Italie. «À l’aube de l’ère de la 6G, la connectivité ne consistera pas simplement à relier les gens à Internet, mais à créer des services entièrement nouveaux qui favorisent l’innovation, le bien-être de la société et la croissance économique.»
L’avenir des réseaux 6G
Le projet META WIRELESS, soutenu par le programme Marie Skłodowska-Curie Actions(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) et coordonné par le Consortium national interuniversitaire pour les télécommunications(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), s’est proposé d’explorer les applications pratiques dans le contexte des futurs réseaux 6G. «À l’été 2019, le domaine des communications sans fil entrait dans une nouvelle phase passionnante», explique Stefano Buzzi. «Les métamatériaux, et en particulier les surfaces intelligentes reconfigurables (RIS), commençaient tout juste à être considérés comme des technologies transformatrices permettant de façonner et de contrôler l’environnement radio. Nous voulions étudier leur potentiel.» Les métamatériaux(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) peut être utilisé pour recouvrir des objets ou déployé sur les façades des bâtiments, ce qui permet de personnaliser les réponses électromagnétiques d’un environnement sans fil. Le projet entendait également renforcer les capacités du domaine en formant une nouvelle génération de chercheurs capables de le faire progresser. META WIRELESS a recruté 15 talentueux diplômés de maîtrise dans le monde et les a inscrits à un programme de doctorat structuré et pluridisciplinaire dans des institutions européennes de premier plan. Le projet s’est articulé autour de deux piliers complémentaires, à savoir des objectifs de recherche technique et des objectifs de formation spécialisée. Du côté de la recherche, l’accent a été mis sur l’exploration du potentiel des RIS et des métamatériaux dans les réseaux sans fil. Le programme de formation comprenait des séminaires relatifs l’intégrité de la recherche, la rédaction scientifique, la rédaction de brevets et l’esprit d’entreprise.
La technologie RIS au service de l’efficacité
L’une des principales réussites du projet a été le développement d’un simulateur(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) à code source ouvert pour les systèmes sans fil alimentés par RIS, offrant à la communauté des chercheurs une plateforme commune pour tester et comparer de nouvelles idées. Les fondements théoriques des RIS ont également été établis en créant des modèles mathématiques plus raffinés. Les chercheurs ont développé des prototypes matériels, comblant le fossé entre les modèles et la pratique. «À mesure que le projet avançait, le domaine de recherche lui-même évoluait rapidement», explique Stefano Buzzi. «Aujourd’hui, l’attention s’est portée sur les architectures RIS avancées, telles que les RIS au-delà de la diagonale, les métasurfaces intelligentes empilées et les RIS actifs. Ces concepts n’avaient pas été envisagés lorsque nous avons rédigé la première version de la proposition en 2019, mais ils ont fait l’objet d’un examen approfondi.» Il était tout aussi important d’identifier les cas d’utilisation pertinents pour lesquels la technologie RIS peut apporter des avantages évidents. «Deux orientations prometteuses se sont dégagées», ajoute Stefano Buzzi. «La première est l’utilisation des RIS dans de vastes environnements intérieurs, tels que les aéroports, les centres commerciaux ou les installations industrielles, où ils peuvent étendre la couverture et améliorer la connectivité sans qu’il soit nécessaire de procéder à d’importantes mises à niveau de l’infrastructure. La seconde est leur intégration dans les systèmes d’antennes pour créer des architectures hybrides avancées.»
Susciter l’intérêt de la recherche pour les RSI
Le projet META WIRELESS a joué un rôle essentiel pour stimuler l’intérêt pour la recherche dans ce domaine. «Depuis le lancement du projet, la recherche sur les RIS s’est développée de manière exponentielle», explique Stefano Buzzi. «META WIRELESS a contribué à lancer cette dynamique.» Stefano Buzzi estime que l’héritage humain est tout aussi important. Les jeunes chercheurs impliqués travaillent aujourd’hui dans l’industrie ou dans des universités en tant que chercheurs postdoctoraux, la majorité d’entre eux étant restés en Europe. «Plusieurs bénéficiaires se sont à nouveau associés à des initiatives de suivi, dont les projets INTEGRATE et ISLANDS», ajoute Stefano Buzzi. «L’intégration de ces talents et l’encouragement des relations humaines à long terme pourraient bien constituer la réalisation la plus durable du projet.»
