Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Étalonnage en énergie“

La spectroscopie proche infrarouge est très couramment utilisée dans un grand nombre d’industries et donne lieu à des applications analytiques très diverses. L’article présente, de manière synthétique, le principe de cette méthode analytique et ses applications dans les industries de l’alimentation animale. Les fondements théoriques de la spectroscopie vibrationnelle sont tout d’abord présentés simplement. Les principes de fonctionnement des spectromètres adaptés aux applications analytiques sont ensuite décrits. Les aspects statistiques de l’établissement d’un étalonnage sont également succinctement exposés. La dernière partie est consacrées aux applications analytiques : dosage des constituants majeurs des aliments, valeur de critères nutritionnels (digestibilité, énergie métabolisable) chez le monogastique et le ruminant.

Ce document présente le travail réalisé pour doter l'environnement logiciel de la collaboration ATLAS, ATHENA, d'une bibliothèque d'outils pour l'analyse de physique ainsi que pour l'extraction d'une fonction d'étalonnage de l'énergie des jets à partir d'évènements de physique (étalonnage in-situ).
La partie logicielle expose les différents composants de l'architecture logicielle qui a la gestion du flot de données simulées et reconstruites, ainsi que les différentes étapes de ce flot, avant et pendant la prise de données. La construction d'une bibliothèque d'outils facilitant la reconstruction d'objets physiques, leur association avec les entités Monte-Carlo et les interfaces de programmation de ces objets est ensuite détaillée, l'accent étant mis sur l'importance d'avoir un langage et des outils communs à l'ensemble de la collaboration afin de partager l'effort de validation de ces outils et ainsi obtenir des résultats de physique reproductibles.
Dans la partie analyse, l'implémentation dans le framework ATHENA d'un algorithme d'étalonnage de l'énergie des jets légers en utilisant la désintégration de bosons W en une paire de jets est traitée. A partir de l'application de cet algorithme sur des données simulées via la simulation rapide et la simulation complète, il semble envisageable de connaître l'échelle en énergie des jets légers à hauteur du pour-cent. Enfin, l'étude de faisabilité de l'extraction de l'échelle en énergie des jets de b en utilisant le processus γZ° \to γb barb est exposée. Il est montré que l'application de coupures séquentielles ne permet pas d'extraire le signal par rapport au bruit de fond. Cependant, une approche multivariable pourrait améliorer la sélection, permettant de collecter un nombre suffisant de paires Z° pour réaliser l'étalonnage en énergie des jets de b.

Ce document présente le travail réalisé pour doter l'environnement logiciel de la collaboration ATLAS, ATHENA, d'une bibliothèque d'outils pour l'analyse de physique et pour l'extraction d'une fonction d'étalonnage de l'énergie des jets à partir d'évènements de physique (étalonnage in-situ). La partie logicielle expose les différents composants de l'architecture logicielle qui a besoin du flot de données simulées et reconstruites, et les différentes étapes de ce flot, avant et pendant la prise de données. La construction d'une bibliothèque d'outils facilitant la reconstruction d'objets physiques, leur association avec les entités Monte-Carlo et les interfaces de programmation de ces objets est ensuite détaillée, l'accent étant mis sur l'importance d'avoir un langage et des outils communs à l'ensemble de la collaboration afin de partager l'effort de validation de ces outils et ainsi obtenir des résultats de physique reproductibles. Dans la partie analyse, l'implémentation dans le framework ATHENA d'un algorithme d'étalonnage de l'énergie des jets légers en utilisant la désintégration de bosons W en une paire de jets est traitée. A partir de l'application de cet algorithme sur des données simulées via la simulation rapide et la simulation complète, il semble envisageable de connaître l'échelle en énergie des jets légers à hauteur du pour-cent. Enfin, l'étude de faisabilité de l'extraction de l'échelle en énergie des jets de b en utilisant un processus est exposée. Il est montré que l'application de coupures séquentielles ne permet pas d'extraire le signal par rapport au bruit de fond. Cependant, une approche multivariable pourrait améliorer la sélection, permettant de collecter un nombre suffisant de paires Z° pour réaliser l'étalonnage en énergie des jets de b

La mise en évidence de la décroissance double bêta sans émission de neutrino (ββ0ν), interdite par le Modèle Standard, permettrait de déterminer si le neutrino est une particule massive de Majorana (v=v̄ ). Pour cela, la collaboration NEMO a construit le détecteur NEMO3 qui sera sensible à une masse effective du neutrino d'environ 0,2 eV. Il est constitué d'une source émettrice ββ, d'une chambre à fils et d'un calorimètre formé de 1940 compteurs à scintillation permettant de mesurer l'énergie et le temps de vol des électrons. Pour une masse de 0,2 eV, le signal ββ0v correspondrait à la détection de quelques événements par an. Pour le mesurer, il est indispensable de connaître avec précision les étalonnages en énergie et en temps du calorimètre et de maîtriser toutes les sources de bruit de fond. La première partie de ce travail a consisté en l'étude du suivi quotidien des étalonnages du calorimètre par un système d'étalonnage relatif utilisant une lumière laser. Un programme permettant l'automatisation de l'étude des spectres laser et le calcul des coefficients de correction des étalonnages a été mis au point. Le comportement de l'ensemble du calorimètre a ainsi pu être caractérisé sur une durée de 23 jours. La deuxième partie de ce travail a porté sur l'étude de la contribution des neutrons et du rayonnement γ au bruit de fond de l'expérience. Les prises de données avec et sans le blindage de fer, avec et sans source de neutrons ont systématiquement été comparées avec les simulations. Le très bon accord entre l'expérience et les simulations nous a permis de conclure qu'avec les blindages γ et neutron et le champ magnétique, l'objectif fixé de 0 événement de bruit de fond d'origine externe à la source ββ sera atteint.

La phase II de l’expérience H.E.S.S. (High Energy Stereoscopic System) est constituée de cinq télescopes à imagerie Cherenkov dédiés à l’observation de sources astrophysiques de l’hémisphère sud émettant des photons au-delà de 30 GeV. Cette thèse présente le fonctionnement de cet instrument ainsi que toute la chaîne d’analyse associée avec une attention particulière sur le cinquième télescope mis en opération en juillet 2012. Les méthodes d’étalonnage du système sont détaillées. Ensuite, une méthode d’analyse des données, basée sur un modèle semi-analytique de développement des gerbes électromagnétiques dans l’atmosphère, est expliquée. Une méthode de reconstruction du spectre en énergie des sources de photon gamma de haute énergie est présentée. Les méthodes de sélection des photons gamma parmi le bruit de fond de hadrons sont étudiées. En particulier, le développement d’une nouvelle variable de rejet du bruit de fond utilisant les données temporelles du cinquième télescope est exposé. Une étude systématique des performances de l’analyse ainsi que des coupures de sélection des photons gamma est effectuée dans le but d’atteindre le plus bas seuil en énergie possible en contrôlant la soustraction du bruit de fond. Le Centre Galactique a longuement été observé par H.E.S.S., qui a mis à jour une source ponctuelle très brillante à très haute énergie ainsi qu’une une émission diffuse le long du plan Galactique. Les observations du Centre Galactique par la phase II de H.E.S.S. au cours de l’année 2014 sont présentées. Une reconstruction spectrale de la source centrale est effectuée
The phase II of the H.E.S.S. experiment (High Energy Stereoscopic System) consists of five imaging atmospheric Cherenkov telescopes to study the southern astrophysical sources above 30 GeV. This thesis present the detector as well as the analysis chain, with a deep look on the fifth telescope commissioned on July 2012. The calibration method are described in detail. Then, an analysis based on a semi-analytical model of the electromagnetic shower development in the atmosphere is explained. A tool to reconstruct the energy spectrum of the very high energy gamma ray sources is presented. The methods of gamma ray selection among the hadron background are studied. Especially, the development of a new variable using the temporal data of the fifth telescope for the background rejection is shown. A systematic study of the analysis performances and of the selection cuts is accomplished, in order to reach the lowest energy threshold while keeping control of the background subtraction. The Galactic Centre has long been observed by H.E.S.S., which has detected a bright and punctual source at very-high energy as well as a diffuse emission along the Galactic plan. The Galactic Centre observations performed by the phase II of H.E.S.S. during the year 2014 are presented. A spectral reconstruction of the central source is performed

L'expérience H. E. S. S. (High Energy Stereoscopic System) a pour objectif l'observation du ciel austral en rayons γ de très haute énergie. L'observatoire, constitué de quatre télescopes fonctionnant en stéréoscopie et situé en Namibie, est un des plus performants au monde. Enregistrant des données depuis 2003, c'est l'instrument idéal pour l'observation du plan galactique et la détection des nombreuses sources qui s'y trouvent. Trois méthodes d'analyse ont été mises en place, s'appuyant sur différentes propriétés des gerbes électromagnétiques issues de l'interaction des γ avec l'atmosphère. L'objectif premier de cette thèse était de combiner les informations issues de ces trois méthodes pour la sélection des événements et la reconstruction de la direction et de l'énergie des gamma. La nouvelle analyse, appelée Xeff, apporte un gain significatif sur la qualité de la sélection et sur la précision de reconstruction de l'énergie et de la direction. L'analyse Xeff a été utilisée pour l'étude de nébuleuses de pulsar telles que Vela X, GO. 9+0. 1 et MSH 15-52. De nouveaux résultats ont été mis en évidence concernant l'extension de la source (Vela X) ou la forme spectrale (GO. 9+0. 1 et MSH 15-52) grâce à de nouvelles observations et à l'efficacité de l'analyse mise en place. Dès 2010, l'expérience rentrera dans une nouvelle phase avec l'achèvement d'un cinquième télescope, dédié à l'observation des rayons gamma à partir de quelques dizaines de GeV. Les tests mis en place pour l'étalonnage des photomultiplicateurs et les résultats obtenus sont décrits dans le manuscrit
H. E. S. S. (High Energy Stereoscopic System) is one of the leading systems of four Imaging Atmospheric Cherenkov Telescopes that investigates very high energy (VHE) cosmic γ-rays in the 100 GeV to 100 TeV energy range. H. E. S. S. Is located in Namibia, near the Gamsberg mountain and operational since December 2003. The H. E. S. S. Experiment is mainly aimed to the observation of the southern sky including the galactic plan and the numerous astrophysics sources therein. Three analysis methods have been developed using various properties of the electromagnetic showers generated by the interaction of primary cosmic γ-rays within the Earth atmosphere. The first goal of this thesis was to combine the information from these methods for the selection and the energy and direction reconstruction of γ-ray events. The new analysis called Xeff improves significantly the quality of the selection and the precision of the reconstruction. This analysis has been afterwards applied to the study of pulsar wind nebulae like Vela X, GO. 9+0. 1 and MSH 15-52. New results were found concerning the source extension (Vela X) or spectral analysis (GO. 9+0. 1 and MSH 15-52) at TeV energies, thanks to additional data and to the improved efficiency of the new method. In 2010, a new phase will begin with the achievement of a fifth telescope dedicated to γ-ray observation from tens GeV. The calibration processes of the photomultipliers equipping the camera of the new telescope, as well as the results of the tests, are also described in this thesis

Le développement croissant des données numériques est confronté au manque d'outils automatiques efficaces. Dans ce cadre, plusieurs approches relatives à la structuration de la bande sonore sont proposées. Leurs buts sont de détecter les composantes primaires : la parole, la musique et les sons clés. Pour la classification parole/musique, 3 paramètres inhabituels sont extraits : la modulation de l'entropie, la durée des segments (issue d'une segmentation automatique) et le nombre de ces segments par seconde. Les informations issues de ces 3 paramètres sont fusionnées avec celle issue de la modulation de l'énergie à 4 hertz. Des expériences sur un corpus radiophonique montrent la robustesse de ces paramètres. Le système est comparé et fusionné à un système classique. Un autre partitionnement détecte des sons clés. La sélection de candidats est effectuée en comparant la " signature " de chacun des jingles au flux de données. Ce système est simple par sa mise en œuvre, rapide et efficace. Les applaudissements et les rires sont modélisés à l'aide de MMG dans le domaine spectral. Un corpus télévisuel valide cette étude par des résultats encourageants. La détection de mots clés est effectuée de manière classique : il ne s'agit pas ici d'améliorer les systèmes existants mais de se placer toujours dans un besoin de structuration : ces mots clés renseignent sur le type des émissions. Au travers de 2 études, une réflexion est conduite quant à l'utilisation de ces composantes afin de trouver une structure temporelle aux documents. La première étude permet une détection d'un motif récurrent dans une collection d'émissions, alors que la seconde réalise la structuration en thèmes d'un journal télévisé. Quelques pistes de réflexions sur l'apport de l'analyse vidéo sont développées
To process the quantity of audiovisual information available in a smart and rapid way, it is necessary to have robust and automatic tools. This work addresses the soundtrack indexing and structuring of multimedia documents. Their goals are to detect the primary components: speech, music and key sounds. For speech/music classification, three unusual parameters are extracted: entropy modulation, stationary segment duration (with a Forward-Backward Divergence algorithm) and the number of segments. These three parameters are merged with the classical 4 Hertz modulation energy. Experiments on radio corpora show the robustness of these parameters. The system is compared and merged with a classical system. Another partitioning consists in detecting pertinent key sounds. For jingles, the selection of candidates is done by comparing the "signature" of each jingle with the data flow. This system is simple, fast and efficient. Applause and laughter are based on GMM with spectral analysis. A TV corpus validates this study by encouraging results. The detection of key words is carried out in a traditional way: the problem here is not to improve the existing systems but to be in a structuring task: these key words inform about the program type (news, weather, documentary). Through two studies, a reflection is done for the component uses in order to find a temporal structure of the audiovisual documents. The first study is a detection of a recurring production invariant in program collections. The second permits to structure TV news into topics. Some examples of video analysis contribution are developed

Cette thèse vise à améliorer les algorithmes de démélange de spectres gamma afin de pouvoir accélérer la détection d'anomalie et l'estimation des contributions des radionucléides contenus dans les filtres aérosols analysés par l'Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire. Pour ce faire nous avons développé un algorithme de démélange de spectre qui analyse conjointement plusieurs mesures successives d'un même échantillon.Cet algorithme a ensuite été amélioré afin de pouvoir mener l'analyse en temps réel pendant que la mesure du spectre gamma est réalisée. Divers outils ont dû être développés en même temps que cet algorithme pour permettre d'estimer précisémment les activités des radionnucléides, notamment la calibration des signatures spectrales utilisées lors du démélange.Les résultats de ces études sont présentés dans la thèse à la fois sur des spectres simulés et sur des spectres réels issus des analyses de routine du laboratoire. La détection d'une contamination de ¹²³I à 2 Bq dans un échantillon au bout de 2 minutesde mesure illustre bien l'accélération permise par les développement de cette thèse. En effet, cette détection n'aurait pas été possible avec les outils utilisés en routine
The aim of this thesis is to improve spectral unmixing algorithms in gamma ray spectrometry in order to speed up anomaly detection and the estimation of radionuclide contributions in aerosol filter samples analyzed by the French Institute of Radiation Protection and Nuclear Safety. To this end, we have developed an unmixing algorithm that performs joint analysis of several successive measurements of the same sample. This algorithm has been improved to enable online analysis while the gamma-ray spectrum measurement is measured. Various tools had to be developed at the same time as this algorithm to enable radionuclide activities to be estimated accurately, including calibration of the spectral signatures used during the unmixing process.The results of these studies are presented in the thesis both on simulated spectra and on real spectra from the laboratory's routine analyses. The detection of a contamination of ¹²³I at 2 Bq in a sample after 2 minutes of measurement illustrates the acceleration made possible by the developments made during this thesis. Indeed, this detection would not have been possible with the tools used routinely

Ce travail de thèse porte sur différents aspects de la calorimétrie hadronique dans ATLAS. Il s'intéresse dans un premier temps aux photomultiplicateurs du calorimètre à tuiles scintillantes. Les 1000 premiers d'entre eux furent caractérisés auprès d'un banc de tests dédié. Les résultats présentés montrent que les mesures sont de très bonnes qualités et que les photomultiplicateurs choisis satisfont aux exigences de la collaboration. L'étude de leur implantation dans le calorimètre conduit alors à classer les photomultiplicateurs selon différents lots correspondants à différents types de cellules du calorimètre afin de répondre à l'ensemble des contraintes expérimentales. Retenue par la collaboration, la classification proposée est prise en compte dans l'assemblage du calorimètre. Cette thèse traite dans un second temps de la mesure des énergies des jets dans ATLAS. Sur la base d'une simulation complète de la réponse du détecteur, il montre tout d'abord que les méthodes d'étalonnage utilisées en faisceaux tests pour les pions peuvent être adaptées aux jets dans ATLAS. Il est ainsi possible de reproduire l'énergie de référence à moins de 1 % près tout en minimisant la résolution par rapport à cette dernière. Les résolutions obtenues sont compatibles avec les buts de la collaboration grâce notamment à une pondération des énergies des cellules permettant de tenir compte de la non-compensation des calorimètres. L'étalonnage in situ de la réponse du détecteur aux jets par l'intermédiaire des événements Z0+jet est alors envisagé. D'après l'analyse présentée, l'échelle absolue des énergies des jets et les résolutions sur les mesures des impulsions transverses des jets peuvent être déterminées respectivement à 1 % près, soit le but fixé par la collaboration, et à 1 GeV/c près en ne faisant appel qu'à des quantités mesurables, notamment pour corriger les effets des radiations dans l'état initial sur la contrainte en impulsion transverse utilisée.

L'évaluation des grandeurs dosimétriques de protection utiles au respect des trois principes de la radioprotection est réalisée par des instruments de mesure de rayonnements ionisants. Par l'intermédiaire de leur étalonnage, lequel doit être contrôlé périodiquement, ces instruments délivrent une indication de la grandeur dosimétrique opérationnelle de l'environnement dans lequel ils sont utilisés, par exemple l'équivalent de dose ambiant H*(10). Celui-ci constitue un bon estimateur de la dose efficace E, grandeur de protection à partir de laquelle sont définies les limites réglementaires d'exposition aux rayonnements ionisants des travailleurs.Jusqu'à ce travail de thèse, le contrôle périodique de l'étalonnage (CPE) des instruments était réalisé uniquement à l'aide de sources radioactives, telles que le 137Cs, émettrices de rayonnements gamma mono-énergétiques. Bien qu'éprouvée et normalisée, cette méthode souffre notamment d'un défaut de représentativité du spectre en énergie de l'environnement radiatif dans lequel sont utilisés ces instruments. En effet, les sources de rayonnements ionisants rencontrées sont généralement multiples et l'environnement favorise la diffusion de ces rayonnements, impliquant un spectre en énergie étendu. Or, les instruments sont sensibles sur des gammes étendues en énergie, auxquelles l'indication qu'ils délivrent à une dépendance non homogène.Dans le cadre de ce travail de thèse, réalisé en collaboration entre ATRON METROLOGY et le LPC Caen, une méthode d'étalonnage et de contrôle périodique de l'étalonnage des instruments de mesure utilisés en radioprotection a été développée, validée et mise en œuvre. Des champs de rayonnements X, dont les spectres énergétiques sont étendus, s'y substituent, produits par le freinage sur une cible de conversion d'électrons préalablement accélérés par un accélérateur électrostatique. Outre une meilleure représentativité des champs de référence utilisés, cette méthode s'inscrit dans une démarche durable en permettant de s'affranchir de l'utilisation de sources isotopiques pour l'étalonnage ou le contrôle périodique de l'étalonnage des instruments de mesure des rayonnements ionisants
The evaluation of the dosimetric protection quantities used to ensure the three principles of the radiation protection is achieved by radiation survey meters. With a proper calibration, which is periodically controlled, these instruments give a dosimetric operational quantity, as the ambient dose equivalent rate H*(10) for example, which represents a good estimator of the effective dose E used to define regulatory ionizing radiation exposition limits for workers.So far before this thesis work, the periodic calibration control of radiation survey meters was achieved only by using radioactive sources, as the 137Cs, which emit mono-energetic gamma rays. Although this method is well known and standardized, it suffers from an energetic representativeness defect. Indeed, the ionizing radiation sources encountered are generally many and the environment enables diffusions which imply a broadened energetic spectrum. But the radiation survey meters are sensitive on large energetic ranges which response is not homogeneous.As part of this thesis work, realized in collaboration between ATRON METROLOGY and the LPC Caen, a calibration and calibration control of radiation survey meters method has been developed, validated and implemented. Broadened energetic X-rays fields, produced by the braking of electrons pre-accelerated by an electrostatic accelerator, are used rather than the mono-energetic gamma rays. This method offers a better representativeness in terms of metrology but is also a sustainable approach allowing to free the use of radioactive sources for calibration and calibration control of radiation survey meters

Ce travail de thèse se focalise sur l'usage de grands sondages pour extraire de l'information sur la cosmologie. Une photométrie de précision joue un rôle clé dans cette quête à travers la détermination de redshifts photométriques ainsi que la propagation des erreurs dans les résultats cosmologiques ; thème unissant les deux parties de cette thèse. Après une revue de la cosmologie et des mesures favorisant le modèle ΛCDM, ainsi qu'une description du Large Synoptic Survey Telescope (LSST), la première partie de ce travail se porte sur l'étude de la variation des principaux constituants de l'atmosphère sur la photométrie au sol, au niveau du site du LSST à Cerro Pachón, au Chili. Nous utilisons des données récentes sur l'ozone, la vapeur d'eau et les aérosols pour en construire une simulation de longue durée et estimer quantitativement l'influence des gradients spatiaux et temporels de ces constituants sur la procédure de la calibration du LSST. La deuxième partie de ce travail débute par une description théorique de l'effet de lentille gravitationnelle, avec un accent sur le lentillage faible. Après une comparaison des avantages et inconvénients inhérents aux mesures de cisaillement cosmique, nous explorons l'utilisation de l'amplification cosmique conjointement à la séparation tomographique en redshift permise par le LSST afin de contraindre les modèles. Nous trouvons que l'amplification cosmique, bien qu'affectée par le clustering intrinsèque, représente une sonde prometteuse du biais des galaxies et de l'énergie noire, complémentaire au cisaillement cosmique, et qui augmente la robustesse des contraintes cosmologiques provenant des mêmes relevés.