Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Fluorescence induite par LED“

L’article présente les résultats d’une pédagogie collaborative sur 2 forums ainsi que les différents outils utiles pour partager des résultats techniques et scientifiques. Depuis 5 ans, ce type de pédagogie est utilisé au département GEII en IUT sur différents projets techniques. L’article dévoile comment faire un choix de forums pour atteindre un auditoire suffisamment intéressé sur le sujet pour le faire avancer. Les avantages et les inconvénients pédagogiques de l’écriture collaborative sont exposés ainsi que la différence induite par une rédaction en langue française ou en langue anglaise. En fin de module, un questionnaire aux étudiants a été effectué pour permettre de faire un bilan de ce qu’ils pensent du partage collaboratif ainsi que leur bilan personnel. Les résultats du questionnaire est unanimement positif. Des statistiques données par les forums sur les « vues » permettent de savoir si le partage du travail est dynamique. Cependant, l’article montre aussi que les statistiques données par les forums sont parfois peu pertinentes. Enfin, la question du mode de partage sera repondu Est qu’il vaut mieux partager dans un forum ou dans un wiki ?

Objectifs : Évaluer la faisabilité, la fiabilité, le rôle actuel et l’intérêtde la cystoscopie de fluorescence en lumière bleue induite par l’hexaminolévulinate (Hexvix, Photocure ASA) pour la détection des tumeurs urothéliales. Préciser le profil des tumeurs plus particulièrement concernées par cette technique.Patients et méthodes : De janvier 2009 à janvier 2010, une lésion vésicale papillaire typique ou une lésion suspecte a été décelée en cystoscopie chez un total de 30 patients (64 prélèvements). Une résection endoscopique a été réalisée après la détection des lésions vésicales en lumière blanche et en lumière bleue (Hexvix). Une limite de l’étude est l’utilisation répétée d’Hexvix aux fins du suivi de patients porteurs d’un cancer de la vessie n’a pas été étudiée.Résultats : L’âge moyen des patients était de 70 ans (56-84 ans ; 27 hommes et 3 femmes). La cytologie préopératoire s’est révélée positive chez 17 patients, et négative chez 13 patients. Notre étude de 30 patients a permis d’analyser 64 prélèvements. Trente cinq tumeurs papillaires et 10 lésions non papillaires, mais suspectes, ont été repérées en lumière blanche. Cinquante-six prélèvements présentaient une fluorescence positive en lumière bleue, dont 19 lésions étaient seulement décelables sous cette sourcede lumière.Conclusion : Notre étude nous a permis de conclure que la cystoscopiede fluorescence à l’hexaminolé vulinate améliore sensiblement la détection des tumeurs superficielles de la vessie, particulièrement des carcinomes in situ (CIS). De plus, elle permet une résection plus complète qu’en cystoscopie standard à la lumière blanche et diminue le taux de tumeurs résiduelles après résection transurétrale de la vessie (RTUV).

Dans cette these sont presentees des etudes cinetiques de reactions elementaires d'interet atmospherique ou combustionnel. Il s'agit de 3 etudes distinctes: d'abord l'etude cinetique de l'equilibre entre radicaux benzyle (c7h7) et benzylperoxyle, ensuite la reaction du radical oh avec le 1,1-dichloro-1-fluoroethane (ch3cfcl2), enfin la reaction du radical ethoxy (c2h50) avec l'oxygene et le monoxyde d'azote. Toutes les mesures cinetiques sont effectuees au moyen de la technique absolue du tube a ecoulement rapide et decharge micro-ondes associee a une detection des especes labiles soit par fluorescence induite par laser soit par resonance de fluorescence. Pour la reaction du radical benzyle avec o2, les mesures en fonction de la temperature entre 393 et 433 k ont permis de mettre en evidence l'equilibre et d'en determiner pour la premiere fois les parametres thermochimiques. Pour les deux autres reactions, la constante de vitesse a ete determinee en fonction de la temperature entre 298 et 393 k, ce qui a permis d'en deduire les expressions d'arrhenius. Nos resultats sont discutes et compares avec les quelques autres mesures faisant appel a d'autres techniques experimentales.

La fluorescence de la chlorophylle (ChlF) est directement liée au processus photosynthétique. Cependant, au niveau de la canopée, ce lien physiologique entre la fluorescence et la photosynthèse peut être brouillé par les changements structurels de la végétation et les interactions entre la lumière du soleil et la structure 3D de la canopée. De plus, une grande partie de nos connaissances sur la relation entre la fluorescence et l'état physiologique des plantes provient d'études au niveau des feuilles réalisées dans des conditions de laboratoire. La signification physiologique de la ChlF au niveau de la canopée et dans des conditions naturelles est toujours un sujet de recherche majeur. Ce projet doctoral avait pour objectifs : 1. Etude du rendement de fluorescence de la chlorophylle au niveau de la canopée: nous décrivons un nouvel instrument, Ledflex, qui est un micro-LIDAR dédié à effectuer des mesures continues du rendement de fluorescence de la végétation. Ledflex a été appliqué avec succès dans des conditions de plein soleil pour établir la signature du stress hydrique sur la canopée du pois (Pisum Sativum). Dans des conditions bien irriguées, le cycle diurne du rendement de fluorescence observé (Fs) présente une forme en M avec un minimum (Fmin) vers midi supérieur au niveau observé à l’obscurité (Fo). Après plusieurs jours sans irrigation, Fs diminue et Fmin
The chlorophyll fluorescence (ChlF) is directly related to the photosynthetic process. However, at canopy level this physiological link between fluorescence and photosynthesis may be blurred by structural vegetation changes and geometrical effects linked to interactions between sunlight and the three-dimensional structure of the canopy. Furthermore, much of our knowledge about the relationship between fluorescence and the physiological status of plants come from leaf level studies carried out under laboratory conditions. The physiological significance of ChlF at canopy level and under natural conditions is still a major subject of research and a source of uncertainties in the interpretation of SIF. This doctoral project aims were: 1. To study chlorophyll fluorescence yield at canopy level: we describe a new instrument, Ledflex, which is a micro-LIDAR dedicated to perform continuous measurements of vegetation fluorescence yield. Ledflex has been successfully applied under full sunlight conditions to establish the signature of water-stress on a pea (Pisum Sativum) canopy. Under well-watered conditions the Fs diurnal cycle present an M shape with a minimum (Fmin) at noon which is higher than the fluorescence level observed at predawn (Fo). After several days withholding watering, Fs decreases and Fmin

La température des mélanges gazeux est un paramètre clé pour la combustion des moteurs à combustion interne. Elle influence significativement la préparation du mélange, l’auto inflammation, la combustion et la formation des polluants. La compréhension des phénomènes physiques associés nécessite des mesures de pointe, pouvant fournir des champs de température avec une bonne précision spatiale et temporelle. L’objectif de ce travail est de développer des techniques applicables en moteur optique, reposant sur l’imagerie de fluorescence induite par laser (LIF)La première partie concerne la mesure de la température dans les gaz frais par fluorescence du traceur toluène. L’émission du toluène se décale spectralement quand la température augmente et celle-ci peut être estimée en mesurant le signal de LIF dans deux bandes spectrales. Le calibrage du rapport de LIF est obtenu par l’acquisition de spectres d’émission durant la compression d’un moteur. Des champs de température en 2D ont ensuite été mesurés dans le cylindre. De nombreuses conditions expérimentales ont été testées, permettant de définir deux stratégies de mesure selon la température étudiée. La seconde partie traite de la LIF OH à deux longueurs d’onde d’excitation pour mesurer la température dans les gaz brûlés. Plusieurs longueurs d’onde d’excitation ont été testées dans un brûleur Bunsen stationnaire (1 bar, mélange méthane / air) ainsi que sur moteur optique, pour sélectionner les raies convenant aux applications moteur. L’erreur causée par l’atténuation du plan laser a été minimisée par le choix de deux transitions OH aux caractéristiques d’absorption similaires, approche testée sur brûleur à contre-courant
Temperature of the in-cylinder gas mixture is a key parameter for combustion in internal combustion (IC) engines. Temperature has a significant influence on mixture preparation, auto-ignition chemistry, combustion and pollutant emissions formation. Understanding the underlying physical phenomena requires advanced measurement techniques that provide accurate spatial and temporal distributions of temperature. The objective of this research is therefore, to develop advanced measurement techniques applicable in optical IC engines, based on laser-induced fluorescence (LIF) imaging. The first part focuses on a technique dedicated to the measurement of unburned gas temperature based on toluene tracer fluorescence. The toluene LIF emission shits spectraly as a function of temperature and this shift can be estimated by measuring the LIF signal in two distinct spectral ranges. The calibration of this signal ratio is performed with emission spectra acquired during the compression of an engine. 2D temperature distributions were then acquired in the engine using the toluene LIF technique. Several experimental conditions were investigated, leading to two measurement strategies depending on the temperature range. The second part describes the two-line OH LIF technique for temperature measurements within the burned combustion gases. Various excitation wavelengths were tested in a steady-state Bunsen-type methane/air flame at 1 bar as well as in an optical engine in order to select appropriate OH lines. The error due to laser sheet attenuation was minimized by selecting two OH transitions with similar absorption characteristics. This strategy was tested in a counter-flow burner flame

La thèse consiste à développer une technique d'imagerie quantitative de concentration de polluants dans les écoulements réactifs. Il s'agit d'une part de développer l'imagerie de fluorescence sur NO. Un modèle de fluorescence à n niveaux a été développé pour calculer l'évolution de la fluorescence avec la température, concentration des espèces et pression. Ce modèle a été validé avec des mesures de fluorescence et d'absorption obtenues dans une cellule optique fonctionnant jusqu'à 800 K et 20 bar puis dans un brûleur laminaire haute-pression. De ce modèle a été définie une stratégie permettant la mesure de la distribution instantanée de NO dans une flamme stratifiée. Une étude similaire pour détecter CO a été ensuite initiée. Des mesures de fluorescence à deux photons ont été obtenues dans la cellule et dans une flamme plate atmosphérique. Les résultats montrent que cet outil est opérationnel, répondant à un besoin pour l'amélioration des performances des systèmes de propulsion
This PhD work is to develop a quantitative imaging technique for measurements of the concentration of pollutants in reactive flows. On one hand, the concern was to develop the NO fluorescence imaging technique. For this purpose, an n-level fluorescence model was first developed to calculate the behavior of fluorescence signals with temperature, species concentration, and pressure. Then this model was validated with fluorescence and absorption measurements acquired in an optical cell up to 800 K and to 20 bar and in a high-pressure laminar burner. From this model, a strategy used to measure the instantaneous NO distribution in a stratified flame was defined. Then, a similar study to detect CO with fluorescence was then investigated. Two-photon fluorescence measurements were performed in the optical cell and in a flame. The results make clear that the spectroscopic diagnostic becomes operational with the need to improve the performances of propulsion systems

La fluorescence induite par laser multibande est une technique non intrusive permettant d’accéder à la température de la phase liquide dans des milieux complexes. L’application de cette technique dans des liquides monophasiques où le chemin optique est variable (produit de la concentration moléculaire du traceur et de la distance dans le milieu liquide entre le volume de mesure et l’optique de détection) a été considérée. Le rapport des intensités de fluorescence collectées sur deux bandes spectrales permet de s’affranchir de la concentration en traceur fluorescent, de l’intensité laser incidente et du volume de mesure. Une troisième bande spectrale de détection permet de prendre en compte le terme de ré-absorption de la fluorescence dans le cas de chemins optiques non-négligeables et variables. Puis l’application de la technique à la mesure de la température de la phase liquide d’un spray est présentée. Un traitement spécifique du signal a été développé afin de tenir compte de la nature aléatoire du signal de fluorescence liée à la présence de gouttes dans le volume de mesure. De plus, ce traitement a été adapté afin de rendre possible le couplage des données de fluorescence avec des mesures granulométriques effectuées par la technique phase Doppler dans la perspective finale d’obtenir des températures de goutte par classe de taille. Cependant plusieurs phénomènes perturbateurs ont été mis en évidence : - une dépendance inattendue et non linéaire à la taille de goutte du rapport des intensités de fluorescence collectées sur deux bandes spectrales. - une forte diffusion de la lumière laser incidente par le nuage de gouttelettes induit une fluorescence bien au delà de la zone d’excitation laser. Cette fluorescence parasite est néanmoins détectée dans la profondeur de champ du dispositif optique et se conjugue avec l’effet non-linéaire de la taille des gouttes. Une stratégie de correction de ces différents phénomènes est proposée et une expérience de validation est réalisée sur un spray chauffé injecté dans une cellule saturée en vapeur
Multiband laser-induced fluorescence is a non-intrusive technique able to provide a measurement of the liquid phase of complex media. The application of this technique in single phase liquids, with a variable optical path (product of the fluorescent tracer molecular concentration by the distance between the probe volume and the collection optics in the liquid) was considered. The ratio of the fluorescence intensities collected on two spectral bands allows removing the influence of the fluorescence tracer concentration, incident laser intensity and probe volume. A third spectral band of detection is used to take into account the re-absorption of the fluorescence in the case of non negligible and variable optical paths. Then, the application of this technique to the measurement of the temperature of the liquid phase of a spray is presented. A specific data processing was developed in order to take into account the random presence of droplets in the probe volume. Moreover, the processing was adapted to achieve combined fluorescence and droplet size measurements using the phase Doppler technique. The overall foreseen goal is to measure temperature per droplet size class. However, several disturbing phenomena were highlighted: - an unexpected non-linear dependence on the droplet size of the ratio of the fluorescence intensities collected on two spectral bands, - a strong incident laser light scattering by the droplets cloud, which induces a fluorescence beyond the excitation zone. This fluorescence is also collected in the depth of field of the optical device and combines with the non-linear size dependence. A correction strategy of these phenomena was implemented and a validation experiment on a heated spray injected in a vapour-saturated cell was performed

L'etude porte sur la caracterisation de l'hydrodynamique et des performances de melange des melangeurs statiques sulzer smv. Nous avons dans un premier temps realise une cartographie des vitesses et des fluctuations de vitesses locales a la sortie du melangeur par velocimetrie laser doppler. Les donnees experimentales mesurees a la sortie de melangeurs composes d'un et deux elements nous ont permis d'etablir le comportement hydrodynamique local engendre par le melangeur statique et d'etudier l'influence de la geometrie et du nombre d'elements sur l'ecoulement. L'analyse spectrale des fluctuations de vitesses locales et la mesure des pertes de charge creees par le melangeur nous ont permis de quantifier l'energie dissipee par le melangeur statique. Dans une deuxieme partie, nous avons utilise une technique experimentale non intrusive, la fluorescence induite par laser, pour etudier le melange local a la sortie du melangeur en fonction du nombre d'elements utilises et de la distance les separant. Nous montrons qu'il existe une distance optimale a garder entre deux elements consecutifs pour ameliorer les criteres de melange. Enfin, une derniere partie a ete consacree a la simulation numerique de l'ecoulement a l'interieur et a la sortie du melangeur, grace a l'utilisation d'un code de calcul commercial fluent.

Les travaux de thèse présentés ici ont été motivés par les besoins de connaissances, sur le mélange et la combustion des flammes jets non prémélangées, rencontrées dans les propulseurs de type aérobies (statoréacteurs). En effet, il existe encore de nombreux problèmes inhérents à ce type de propulseurs, notamment en ce qui concerne le mélange et la combustion de fluide de densités très différentes, puis l'allumage et la stabilisation de flammes, caractérisées par une importante hétérogénéité des réactifs. Pour le faire, nous avons déterminé expérimentalement, l'influence sur le mélange et la combustion, d'une variation du rapport de vitesse r (entre l'écoulement de combustible et les écoulements d'airs amont), puis d'une variation de la masse volumique des écoulements d'air et enfin d'une modification de la nature du combustible (comparaison entre de l'hydrogène pur et des mélanges méthane/hydrogène). Ces travaux expérimentaux sont menés au sein d'une soufflerie dédiée à l'étude des flammes jets non prémélangées, dans des écoulements subsonique à haute vitesse. Pour les besoins de l'étude, différents diagnostics, notamment optiques, ont été mis en place de manière permanente ou ponctuelle : mesure de pressions et de températures, chimiluminescence, vélocimétrie par imageries de particules (PIV) et fluorescence induite par plan laser sur radicaux OH (PLIF-OH). La première partie de l'étude nous a permis de mettre en exergue l'influence d'une variation du rapport de densité s (initiée par la modification de la température des écoulements d'air amont) sur le mélange et la combustion. Il est ressorti de l'étude que le ratio de masse volumique n'avait que peu ou pas d'influence sur le mélange et la combustion des flammes jets non prémélangées d'hydrogène/air subsonique à haute vitesse. Une deuxième partie de l'étude nous a permis d'observer l'influence d'une variation du rapport de vitesse r sur le mélange et la combustion. Pour le faire 3 flammes d'hydrogène/air avec des vitesses d'entrée de combustible différentes ont été mises en œuvre. Nous avons pu conclure que la diminution du rapport de vitesse (associée à l'augmentation de la vitesse d'entrée du combustible) conduisait à l'amélioration du mélange au sein des écoulements et une meilleure efficacité de la combustion (définie à partir du dégagement de chaleur). Nous avons également pu conclure que sous l'hypothèse d'une vitesse des écoulements d'air amont constante, l'augmentation de la vitesse du combustible était accompagnée d'une amélioration de l'entraînement (évasement du jet). Une troisième partie de l'étude nous a permis de mettre en avant l'influence de la nature du combustible sur le mélange et la combustion. La modification de la nature du combustible entraîne à la fois une modification du rapport de densité s et de la composition du mélange. Ainsi le mélange et la combustion de 4 combustibles différents ont été comparés dans les mêmes conditions aérothermodynamiques: de l'hydrogène pur et 2 mélanges de méthane/hydrogène avec 5%-mol et 10%-mol de CH4. L'étude du mélange a révélé que le ratio de masse volumique s n'avait que peu ou pas d'influence, confirmant ainsi la première étude. L'étude de la combustion a permis de mettre en exergue plusieurs points. Notamment que la cinétique chimique plus lente du méthane par rapport à l'hydrogène entraîne une diminution de l'efficacité de la combustion (basée sur le taux de combustible brûlé). Néanmoins, le PCIv du méthane ~3 fois plus élevé que celui de l'hydrogène conduit à un niveau de chaleur dégagé au sein de la veine du même ordre dans les mêmes conditions aérothermodynamique. Il est également ressorti de l'étude, que l'introduction croissante de méthane dans le mélange conduit à une structure de la zone de réaction de plus en plus marquée par des discontinuités (extinctions locales de la flamme). L'accrochage et la stabilisation de la flamme ont également été abordés. Alors que la flamme d'hydrogène/air ne pose aucun problème, l'accrochage et la stabilisation de la flamme de méthane/hydrogène/air avec 34%-mol de CH4, n'a jamais pu être obtenue. Ainsi la proportion de méthane dans le mélange est apparue comme un facteur très limitant (méthane caractérisée par une chimie plus lente que l'hydrogène). La vitesse des écoulements d'air amont est également apparue comme un facteur limitant, du fait du processus d'accrochage et de stabilisation de la flamme intrinsèque au dispositif expérimental. Ainsi l'accrochage et la stabilisation des flammes de méthane/hydrogène/air n'ont pu être obtenus qu'à des vitesses des écoulements d'air amont inférieures à 80 m/s, une fois la flamme stabilisée. Un autre point important est ressorti de l'étude : nous avons pu mettre en évidence une longueur de combustion conditionnée par la présence du confinement. En effet, du fait du confinement, on observe une accélération des écoulements extérieurs au sein de la veine (encore plus importante en réactif du fait de la présence d'un gradient de pression favorable induit par la combustion). Le jet de combustible ayant été clairement identifié comme un type de jet « fortement advecté », l'accélération des écoulements extérieurs conduit à une convection globale des écoulements accrue. Enfin, les perspectives de cette étude concernent essentiellement la comparaison des résultats expérimentaux avec les résultats de simulations numériques réalisées au moyen d'un code CFD (CEDRE de l'ONERA).

Depuis les années 90, beaucoup de laboratoires, particulièrement aux Etats-Unis et en Asie, travaillent sur divers concepts de micro-moteurs utilisant la technologie de la microélectronique. Parmi eux, le concept de la micro-turbine semble être le plus prometteur, en particulier pour l'application aux micro-drones (<15 cm). L'étude présentée dans ce mémoire propose une vue d'ensemble des difficultés liées à la combustion dans les petits volumes (~ 500 mm3). Nous cherchons à concevoir une micro-chambre favorisant une combustion stable et intense, à l'aide des divers outils numériques et expérimentaux. Dans cette étude, nous nous concentrons sur la combustion et le mélange dans les chambres de faibles dimensions. Dans une première approche, les gammes de combustion stable ainsi que les paramètres les plus influents sur l'efficacité de la combustion ont été déterminées, à l'aide des modèles 0D de réacteur parfaitement mélangé et partiellement mélangé. Le mélange entre l'air et le carburant à l'amont de l'injection dans la micro-chambre de combustion, a été caractérisé expérimentalement en utilisant la méthode de Fluorescence Induite par Laser (PLIF). Un jet de carburant est injecté perpendiculairement à un écoulement d'air dans un petit canal (hauteur 1,3 mm). L'étude paramétrique, entreprise expérimentalement, fournit une large base de données, utile pour définir les conditions d'entrée des calculs 3D de la combustion dans les micro-chambres. Des simulations numériques 3D de la combustion, dans des géométries réalistes de chambre, ont été effectuées. Les résultats de cette étude ont permis de préparer les essais dans le nouveau laboratoire de l'Onera consacré à l'étude de la combustion dans les petits volumes. Nous avons également vu que, à ces petites dimensions, le mélange turbulent est faible et le micromélange est un paramètre très important pour la stabilité et l'efficacité de la combustion. Le modèle de PaSR a été utilisé pour comparer et choisir un modèle de micromélange parmi trois. Ce modèle de micromélange sera intégrer dans un code de CFD pour affiner la modélisation 3D de la combustion dans les micro chambres
The study presented in this memory proposes an overview of difficulties related to combustion in small volumes. We seek to design a micro combustor supporting a stable and intensive combustion using the various numerical and experimental tools. In this study, we focus on the combustion and mixing in micro combustors. In a first approach, the ranges of stable combustion were determined as well as the most influential parameters on the combustion efficiency using OD models of Perfectly Stirred Reactor and Partially Stirred Reactor. The mixing between air and fuel upstream of the injection in the micro combustor was characterised experimentally using the PLIF method. A jet of fuel was injected perpendicularly to a flow of air in a small channel (1. 3 mm height). The parametric study undertaken experimentally provides an extensive data base useful to define the inlet conditions in 3D calculations of micro combustors. Moreover, 3D numerical simulations of combustion in realistic geometries of micro combustors were carried out. The results of this study will allow to prepare trial runs in the ONERA new laboratory dedicated to the study of combustion in small volumes. We have also seen that, at these small dimensions, the turbulent mixing is weak and the micromixing is a very important parameter for the stability and the combustion efficiency. The model of PaSR was used to compare and to choose a micromixing model among three, in order to integrate it in a CFD code and to refine the modeling of combustion in micro combustors