Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Extinction du rayonnement“

Le brouillard d'eau a d'abord été caractérisé en l'absence de flamme (granulométrie, anémométrie). Puis, les champs de température ont été établis au sein d'une flamme d'heptane, en l'absence et en présence du brouillard d'eau. Les champs de coefficient d'extinction correspondant aux même conditions ont également été déterminés pour deux longueurs d'onde afin de pouvoir distinguer les contributions relatives de l'absorption et de la diffusion. La connaissance de ces champs expérimentaux a permis le calcul des flux rayonnés vers le voisinage du foyer à l'aide d'un algorithme reposant sur la Méthode des Ordonnées Discrètes. Les valeurs de flux radiatifs ainsi obtenues ont pu être comparées à des valeurs mesurées. L'exploitation d'images tomographiques à l'aide d'un logiciel de ± PIV α a permis d'apporter des éléments de compréhension à propos de l'interaction dynamique des gouttelettes avec le foyer. Enfin, l'étude montre que l'introduction de vapeur d'eau au sein d'une flamme a un effet chimique
The water mist is first characterized without flame : measurements of droplets diameters, droplets density and mass flow rate are performed. Then, the temperature field within the flame is established, without and then with water mist. Absorption fields and diffusion coefficients for two wavelengths are also determined in order to determine the relative contribution of absorption and diffusion processes. The knowledge of these experimental fields allows for the calculation of radiative flux towards the fuel surface with a Discrete Ordinates Method algorithm. Computed radiative flux values are compared with experimental values. Tomographic images of the mist-flame interaction flow are obtained. A PIV treatment of these images allows for the determination of droplets speed fields in order to get a better understanding of the dynamic interaction between the droplets and the flame. The study also shows that the introduction of steam within the flame has a chemical effect

Le travail présenté dans ce mémoire de thèse, s'est déroulé dans le cadre d'un programme européen de recherche sur la protection incendie par rideaux d'eau pulvérisée, d'installations industrielles à risques (notamment en industries pétrochimiques et gazières). La modélisation et l'étude expérimentale des transferts de chaleur par rayonnement dans des pulvérisations d'eau diphasiques (gouttelettes d'eau poly dispersée et vapeur d'eau essentiellement) sont abordées. Le modèle radiatif développé en géométries mono et bidimensionnelle, se distingue par sa formulation rigoureuse, basée sur des sous-modèles assurant un bon compromis entre la précision des calculs et le temps réel d'exécution: le modèle microscopique de Mie pour déterminer les propriétés optiques spectrales des gouttelettes d'eau, la méthode de corrélation-k (ck) pour modéliser le rayonnement de la phase gazeuse (vapeur d'eau et dioxyde de carbone) et, la méthode des ordonnées discrètes pour résoudre l'équation du transfert radiatif sous sa forme intégrée. La phase expérimentale en laboratoire a porté sur des pulvérisations de tuyères uniques et sur des rideaux réduits de configuration multi-rampes. Elle a permis de mieux appréhender le comportement de ce type de milieu semi-transparent et de mettre en évidence les paramètres clés contrôlant l'atténuation par des rideaux d'eau: la taille et la concentration massique des gouttelettes d'eau, la fraction molaire de la vapeur d'eau, et l'épaisseur géométrique du rideau. Pour étudier la validité du modèle radiatif élaboré, nous analysons dans un premier temps ses tendances dans des configurations tests de la littérature. Un bon compromis précision-temps de calcul est trouvé. Dans un deuxième temps, des comparaisons satisfaisantes sont menées d'une part, entre les prédictions de ce modèle radiatif et les résultats expérimentaux des tests en laboratoire et, d'autre part, avec les données des campagnes expérimentales à grande échelle, conjointement menées avec les autres partenaires du projet
This thesis work was carried out in the frame of the European research project Astrre, with the purpose of developing an engineering computer-aided code, for designing water spray curtain protection systems, against fire radiation in hydrocarbon industries mainly. Modeling and experimental studies of radiative heat transfer through the two phases (poly disperse water droplets and water vapor mainly) of the spray are analysed here. The radiative transfer model developed in planar and two-dimensional geometries, is characterized by its rigorous formulation, based on sub models providing a good compromise accuracy and computational time: optical properties of the water droplets are derived from the Mie theory for spherical particles, the gaseous phase behavior is handled by the correlated-k distribution method, and the radiative transfer equation in its integral form, is solved by a discrete ordinates method. The laboratory experimental tests, performed on water sprays provided by both a single nozzle and a series of nozzles, brought new and useful informations about the spectral behavior of such participating media, and also pointed out the main parameters involved in the attenuation ability of a water spray curtain for radiation shielding: the drop lets size and mass concentration, the water vapor and carbon dioxide molar fractions and the curtain width. A deeper analysis is carried out on the accuracy and CPU rime of the developed radiative model, by comparing its solutions to both benchmark cases from literature and, laboratory and large scale experimental results; an agreement is observed in different cases, with reasonable CPU rime for the model. The computer code Astrre 1. 0, developed in this research project, is now available in industry, and based for the radiative transfer analysis, on the model presented in this thesis report

Le lien entre les propriétés optiques des aérosols fins et leur composition chimique n'est pas encore bien compris. Il a été étudié ici en utilisant des mesures in situ (spectromètre de masse d'aérosol, aethalomètre et néphélomètre) réalisées sur la plateforme ‘ATmospheric Observations in liLLe’ de 2016 à 2020. On a pu observer des aérosols très absorbants et une saisonnalité marquée pour la contribution massique du nitrate d'ammonium (AN) au printemps. Nous avons montré que l'AN (35%) et les aérosols carbonés (51%) prédominent dans l’extinction du rayonnement à 525 nm. Enfin, une nouvelle approche combinant ces mesures in situ à des rétrotrajectoires, et des inventaires d'émissions ont révélé une diminution du carbone brun (BrC) dans les 24 heures suivant son émission, même en hiver, ce qui implique une probable sous-estimation systématique de la contribution attribuée au chauffage résidentiel (lié à la présence de BrC) dans l'absorption des aérosols de la région
The link between fine aerosol optical properties and their chemical composition is not yet well understood, and was investigated using long-term in situ observations performed at the “ATmospheric Observations in liLLe” platform from 2016 to 2020 using a combination of aerosol mass spectrometer, aethalometer, and nephelometer. Highly absorbing aerosols and a marked seasonality of the mass contribution of ammonium nitrate (AN) in spring were observed. We evidence that AN (35%) and carbonaceous aerosols (51%) are predominant regarding light extinction at 525 nm. Besides, a novel approach combining these in situ measurements to backtrajectories and emission inventories identifies a Brown Carbon (BrC) decrease within 24 hours after emission even during wintertime, pointing at a likely systematic underestimation of the contribution of residential heating (identified by the presence of BrC) to the aerosol absorption in the region

Le travail effectué dans ce mémoire concerne l'étude des caractéristiques optiques d'un milieu poreux semi-transparent. Ce milieu composé de fibres, absorbe et diffuse la lumière, c'est un milieu absorbant-diffusant. La théorie électromagnétique permet l'accès aux coefficients monochromatiques d'absorption et de diffusion, à partir de l'indice de réfraction de la phase solide du milieu. Nous avons construit une installation permettant de tester cette théorie en mesurant la transmittance spectrale sur des échantillons de différentes épaisseurs. La confrontation entre les calculs et l'expérience est très satisfaisante du point de vue optique, ce qui confère une certaine validité à la théorie utilisée

Les galaxies sont les éléments constitutifs de l'Univers. La compréhension de leur rôle dans le cosmos se fait grâce à l’étude de la lumière qu’elles émettent d'un point de vue multi-longueur d'onde car les processus physiques en leur sein sont responsables du rayonnement que nous observons. Dans ce travail, un échantillon de galaxies dans le champ COSMOS avec une photométrie de l'ultraviolet à l'infrarouge lointain et des flux Ha, Hb, [OIII]5007 est étudié à l'aide du logiciel CIGALE. La photométrie est ajustée avec les flux Ha pour obtenir des estimations robustes de la masse stellaire, du taux de formation d'étoiles (SFR) et de l'atténuation dans les raies d'émission. Grâce à la correction par la poussière nous avons proposé une correction de la relation liant le SFR et la luminosité de [OIII]5007. La dispersion de cette relation est étudiée en fonction des propriétés du milieu interstellaire comme le paramètre d'ionisation et la métallicité du gaz en ajustant la photométrie et les flux Ha, Hb, [OIII]5007. Les modèles d'émission nébulaire dans CIGALE sont mis à jour pour reproduire l'émission nébulaire de ces galaxies à z~1.6. Ces modèles sont également utilisés pour créer des catalogues de spectres fictifs pour la collaboration MOONS. Un sous-échantillon de galaxies dans le champ COSMOS est ajusté en couvrant la photométrie de l'ultraviolet à l'infrarouge moyen. Des spectres fictifs sont créés, incluant soit le continuum stellaire soit le continuum stellaire et l'émission nébulaire. L'utilité de l'inclusion des informations spectroscopiques en plus de la photométrie dans l'ajustement SED est présenté dans ce travail en préparation des futurs relevés spectroscopiques
Galaxies are the building blocks of the Universe. Understanding their role in the cosmos translates into studying their emitted light from a multi-wavelength perspective as a large variety of physical processes inside them are responsible for the radiation we observe. In this work, a sample of galaxies in the COSMOS field with ultraviolet to far-infrared photometry and Ha, Hb, [OIII]5007 fluxes is studied using spectral energy distribution (SED) fitting software CIGALE. The photometry is firstly fitted along with the Ha fluxes to derive robust estimations of the stellar mass, star formation rate (SFR), and attenuation in the emission lines. A dust-corrected relation between SFR and [OIII]5007 luminosity is proposed. The dispersion in this relation is studied under the light of the interstellar medium (ISM) properties as the ionization parameter and gas-phase metallicity fitting the photometry and the Ha, Hb, [OIII]5007 fluxes. The nebular emission models inside CIGALE are updated to reproduce the nebular emission of these galaxies at z~1.6. These models are also used to create mock spectra catalogs for the Multi-Object Optical and Near-infrared Spectrograph (MOONS) collaboration. A sub-sample of galaxies in the COSMOS field is fitted covering ultraviolet to mid-infrared photometry. Mock spectra are created including either stellar continuum-only or stellar continuum and nebular emission. The power of including spectroscopic information along with the photometry in the SED fitting process is presented in this work in preparation for future large spectroscopic surveys that will open a new era in galactic and extragalactic astronomy

L'étude du pouvoir réflecteur (r) et de la transmission (t) des milieux anisotropes et absorbants dans l'infrarouge lointain nous a conduit a présenter des expressions directement programmables des relations permettant la détermination des constantes optiques, l'indice de réfraction n et l'indice d'absorption k à partir des mesures expérimentales de r et de t. Nous avons établi les expressions des facteurs de réflexion et de transmission pour les deux polarisations possibles de l'onde, en fonction de l'angle d'incidence. L'étude est limitée au cas de la propagation d'une onde plane dans les plans principaux du cristal. Nous abordons ensuite le cas de la lame à faces parallèles qui représente physiquement nos échantillons. Les facteurs de réflexion et de transmission sont mesurés dans l'infrarouge lointain de 10 à 600 cm##1 en lumière polarisée pour des températures comprises entre 7 et 300 k. Pour cette étude nous avons choisi un cristal biaxe, le nitrite de sodium et deux cristaux uniaxes, la cassitérite et le quartz. La comparaison des résultats expérimentaux et des valeurs calculées nécessite la connaissance de la fonction diélectrique. Nous utilisons la forme factorisée de la fonction diélectrique. Les valeurs initiales des paramètres d'ajustage sont déterminées par une analyse de Kramers-Kronig du spectre de réflexion sous incidence normale. La mesure simultanée du pouvoir réflecteur et de la transmission de la lame nous permet d'apporter une correction pour déterminer la valeur vraie du pouvoir réflecteur des cristaux, valeur nécessaire pour les calculs de physique du solide

Ce travail souligne l'intérêt du diamant synthétique pour la dosimétrie par thermoluminescence (TL) et plus particulièrement pour la radiothérapie. La première partie de ce travail porte sur les propriétés thermoluminescentes et dosimétriques du diamant polycristallin élaboré par synthèse CVD. Les résultats obtenus montrent que ce matériau est bien adapté pour la dosimétrie médicale par TL. La deuxième partie de ce travail s'intéresse à l'application du diamant CVD en radiothérapie. Des mesures de profils de dose, de rendements en profondeur sous photons et électrons, la cartographie d'un faisceau d'électrons et des mesures en Radiothérapie Conformationnelle avec Modulation d'Intensité ont été réalisées avec nos échantillons et comparées à la réponse d'un détecteur de référence. L'ensemble des résultats obtenus montre tout le potentiel du diamant CVD pour une utilisation comme dosimètre TL dans les zones à forts gradients de dose et pour le contrôle des faisceaux d'accélérateurs de traitement
Remarkable properties of synthetic diamond (human soft tissue equivalence, chemical stability, non-toxicity) make this material suitable for medical application as thermoluminescent dosimeter (TLD). This work highlights the interest of this material as radiotherapy TLD. In the first stage of this work, we looked after thermoluminescent (TL) and dosimetric properties of polycristalline diamond made by Chemically Vapor Deposited (CVD) synthesis. Dosimetric characteristics are satisfactory as TLD for medical application. Luminescence thermal quenching on diamond has been investigated. This phenomenon leads to a decrease of dosimetric TL peak sensitivity when the heating rate increases. The second part of this work analyses the use of synthetic diamond as TLD in radiotherapy. Dose profiles, depth dose distributions and the cartography of an electron beam obtained with our samples are in very good agreement with results from an ionisation chamber. It is clearly shown that CVD) diamond is of interest to check beams of treatment accelerators. The use of these samples in a control of treatment with Intensity Modulated Radiation Therapy underlines good response of synthetic diamond in high dose gradient areas. These results indicate that CVD diamond is a promising material for radiotherapy dosimetry