Dissertations / Theses: 'Capteurs de courant fluxgate'

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Msaed, Aline Maroun. "Micro capteur magnétique de mesure de courant et traitement intégré." Grenoble INPG, 2009. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00471458.

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Abstract:

Les travaux décrits dans cette thèse portent sur la mesure de courant à partir de mesure de champ magnétique sans canalisation de flux. Une nouvelle structure de capteur de courant basée sur une mesure différentielle du champ magnétique a été réalisée. Elle consiste à disposer un seul capteur magnétique différentiel linéaire du type fluxgate au-dessus des sections d’un conducteur en forme U traversé par le courant à mesurer. Utilisant cette structure, nous avons pu améliorer la précision de la mesure de courant et assurer une bonne réjection des perturbations magnétiques extérieures. Cette structure a été étudiée théoriquement et validée expériementalement. Les impacts de divers facteurs de réalisation ont été étudiés à l’aide de calculs analytiques, des simulations par éléments finis et des mesures. L’intégration de cette nouvelle structure guide vers la réalisation de capteurs de courant extrêmement précis
This thesis focuses on the current measurement from magnetic field measurement without using magnetic concentrator. A new current sensor based on differential magnetic field measurement has been realized. It consists to disposes one diffenrential linear magnetic fluxgate sensor upon sections of U-shaped conductor. This conductor was crossed by the current to be measured. Using this system, we have improved the accuracy of current sensor and insured the rejection of external magnetic perturbations. This new system has been studied theoretically and validated experimentally. The impacts of various production factors have been studied by suuported to analytical computing, to elements finite simulations and finally tothe measurements. The integration of this new current system makes easier the dissemination of current sensor

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Saoudi, Rania. "Comportement des matériaux magnétiques nanocristallins FeCuNbSiB lors du vieillissement sous contraintes thermique et électrique." Electronic Thesis or Diss., Lyon 1, 2023. http://www.theses.fr/2023LYO10132.

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Abstract:

Dans le contexte de l'augmentation de l'efficacité énergétique, les systèmes électriques passent par une conception très compactée afin de réduire leurs volumes et poids, spécifiquement dans les systèmes intervenant dans les transports (automobile, ferroviaire et aérien). Cette compacité amène les matériaux magnétiques des nouveaux convertisseurs électriques à fonctionner dans environnements sévères (hautes températures et hautes fréquences). Cette thèse est consacrée pour étudier le comportement dans le temps (vieillissement) des matériaux nanocristallins FeCuNbSiB dédié à la conception des transformateurs, des inductances et des capteurs de courants. Différentes nuances de ces matériaux sont étudiées sachant que les échantillons sont fournis par APERAM Imphy sous forme des tores. En premier temps, les nanocristallins sont étudiées lors du vieillissement continu sous différentes températures. Plusieurs grandeurs macroscopiques magnétiques sont mesurées à chaque période de vieillissement. Afin d'expliquer le mécanisme du vieillissement, une analyse des énergies d'anisotropies est menée, compléter par des mesures à différentes échelles (locale, mésoscopique et microscopique). En deuxième temps, les propriétés magnétiques des nanocristallins sont suivis durant leur vieillissement thermique sous excitation alternée. Cette dernière est appliquée en utilisant des circuits électroniques conçus pour des capteurs de courant fluxgate fournis par LEM. Au final, l'impact du vieillissement magnétique des nanocristallins sur l'évolution des paramètres des capteurs est étudié
In the context of increasing energy efficiency, electrical systems need to be designed in a very compact way in order to reduce their volume and weight, specifically in systems used in transportation (automotive, rail and airplanes). This compactness leads the magnetic materials of the new electrical converters to operate in severe environments (high temperatures and high frequencies). This thesis focuses on the behavior over time (aging) of FeCuNbSiB nanocrystalline materials dedicated to the design of transformers, inductors and current sensors. Different grades of nanocrystalline materials were provided by our collaborator APERAM Imphy in the form of wound cores. At first, nanocrystalline materials are studied during continuous aging under different temperatures. In aim to monitor aging evolution, several macroscopic magnetic properties are measured at each aging period. In order to explain the aging mechanism, an analysis of the anisotropy energies is conducted, completed by measurements at different scales (local, mesoscopic and microscopic). Thereafter, the magnetic properties of nanocrystalline materials are monitored during their thermal aging under alternating excitation. The latter is applied using electronic circuits designed for fluxgate current sensors provided by LEM. Finally, the impact of magnetic aging of nanocrystals on the evolution of sensor parameters is studied

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Briffod, Fabien. "Structures innovantes pour capteurs optiques de courant électriques [sic] /." [S.l.] : [s.n.], 2003. http://library.epfl.ch/theses/?nr=2664.

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Poulichet, Patrick. "Modelisation, conception et realisation de capteurs de courant performants." Cachan, Ecole normale supérieure, 2001. http://www.theses.fr/2001DENS0023.

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Abstract:

Ce travail traite de la modelisation et de la conception de capteurs de courant performants destines au domaine de l'electronique de puissance. Des modeles ont ete concus pour optimiser les differentes parties des capteurs de courant. Des solutions originales ont ete mises en uvre pour parvenir a conserver un fort facteur de merite (produit i m a x x f h f). Les sondes d'instrumentation concues ont une precision de l'ordre de quelques pour-cent et peuvent mesurer des courants de l'ordre de 100a du continu a 50mhz. Nous presentons les differents principes de mesure de courant en insistant sur les methodes utilisant un transformateur de courant. Un capteur d'induction place dans l'entrefer du circuit magnetique est associe au transformateur de courant afin d'etendre sa bande passante en basses frequences. Un circuit de correction est determine pour lineariser la bande passante du dispositif. Un modele de type circuit du transformateur de courant est etabli pour determiner sa frequence haute maximale d'utilisation. Les elements magnetiques et electriques du modele sont calcules a partir de simulations par elements finis. La variation de l'impedance des conducteurs est egalement determinee par elements finis et ce phenomene est integre dans le modele circuit. De plus il tient compte des proprietes physiques du materiau magnetique. La validite de ces modeles est verifiee par comparaison entre simulations et mesures. Le modele est etabli dans trois configurations : conducteur de mesure centre, conducteur de mesure decentre et capteur insere dans un blindage. Des differences tres importantes sont constatees lors des mesures pour ces trois configurations. Ces differences sont bien reproduites par simulation. Enfin nous verifions les performances des differents capteurs de courants realises, par des mesures faibles et forts courants.

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Dhahbi, Hakim. "Caractérisation et modélisation de matériaux magnétiques pour capteurs de courant." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAT027/document.

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Abstract:

Le sujet concerne l’étude de capteurs d’alimentation utilisés dans les disjoncteurs de Schneider Electric qui doivent fonctionner de plus en plus à fréquences variables. On s’intéresse notamment aux « pertes fer », en s’appuyant sur leur caractérisation et leur modélisation. L’étude s’appuie sur l’amélioration du modèle LS dans le but de son intégration dans le dimensionnement du capteur. Le modèle est intégré en post traitement sur Flux®, une application en temps réel a donc été développée afin d’intégrer les pertes dans la simulation du capteur et de son environnement. Une analyse expérimentale du comportement du circuit magnétique du capteur a aussi été entreprise d’une part en intégrant de nouveaux matériaux et d’autre part en tenant compte des procédés de fabrications et des conditions de fonctionnement du capteur. Aussi une étude calorimétrique a été menée afin de mesurer les pertes fer du capteur expérimentalement et de mettre en place des mesures références à comparer avec les résultats de simulations. Enfin, deux missions principales ont été entreprises et restent à finaliser : une nouvelle méthode du modèle LS statique et un dispositif expérimental, un calorimètre, a été conçu et testé mais des améliorations restent à réaliser
The topic of this study involves power sensors used in Schneider Electrics circuit breakers that should operate increasingly at variable frequencies. We are particularly focusing on "iron losses” through their characterization and modelling. The study is based on the improvement of the LS model in order to use it in the dimensioning of the sensor. The model is integrated in Flux® as post-processing; therefore an application has been developed that includes Ls model iron losses at each time step in the simulation of the sensor and its environment. An experimental analysis of the behaviour of the sensors magnetic circuit was also conducted by integrating new materials on the one hand and by considering the manufacturing processes and operating conditions of the sensor on the other hand. Furthermore, a calorimetric study was conducted to measure the iron losses of the sensor experimentally and to state reference measurements to compare with the results of simulations. Finally, two main missions have been engaged and remain to be finalized: a new method of the static LS model and an experimental bench, a calorimeter, has been designed and tested, but still to be improved

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Jacquemod, Cyril. "Micro-capteurs de courant non-intrusifs autonomes sur support souple." Thesis, Aix-Marseille, 2016. http://www.theses.fr/2016AIXM4380.

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Abstract:

Ce travail de thèse porte sur la conception et le développement de capteurs de courant adaptés aux gammes de tensions et de courants d’une installation électrique tertiaire ou industrielle. Ces nouveaux capteurs permettent d’obtenir un contrôle sur la gestion de la consommation électrique, en caractérisant un réseau grâce à la mesure de courant. Ces données transmises devront restituer les variations sur la courbe de charge de façon suffisamment détaillée pour permettre de reconnaître les équipements en fonctionnement.La première partie de ce mémoire présente les études réalisées afin de concevoir les capteurs innovants; afin de répondre aux problématiques liées aux régimes continus et transitoires. Les solutions retenues sont basées sur la technologie Rogowski qui présente notamment l’avantage d’une excellente linéarité ainsi que la mesure d’une large dynamique avec un seul dispositif. Les caractérisations de ces capteurs ont permis de valider ces modèles. La sensibilité, la linéarité et la mesure de la FFT sont certains des paramètres qu’il faut évaluer afin de caractériser les boucles de Rogowski.Les mesures effectuées sur des bancs de mesure au laboratoire et au sein de la société, avec des essais sur le terrain ont permis de spécifier et de concevoir une électronique de mise en forme, en vue d’une réalisation d’un circuit dédié. La seconde partie de ce travail concerne le conditionnement du signal. L’objectif est de rendre un capteur sans fil à l’aide de la technologie Bluetooth Low Energy et l’utilisation d’un système électronique RF utilisant un transmetteur
Part of the CIFRE contract in collaboration with Qualisteo company, this thesis focuses on the design and development of current sensors suitable for large voltage and current ranges for a tertiary or industrial or electrical installation. These new sensors allows to obtain control over the management of power consumption, featuring a network through the current measurement. These transmitted data will return the variations of the charging curve with sufficient detail to allow to recognize the equipment in operation, limiting at the same time the size of the information provided by several orders of magnitude compared to the original signal.The first part of this thesis presents the work done in order to develop innovative sensors. The developed sensors will proposed an answer to respond to the problems related to continuous and transient states. The solutions are based on the Rogowski technology which has the advantage of excellent linearity and measuring a wide dynamic with only one device. Coil sensitivity, linearity, time domain and FFT measurements are some of the mains parameters to judge the static characteristics of the Rogowski coil.The response of this new sensors have been increased as the design and technologies have been tested. Measurements on measuring benches made by the laboratory and field trials enabled to specify and design an electronic treatment, for the specific purpose of achieving a dedicated circuit.The second part of this work concerns the signal conditioning. The aim is to make the wireless sensor using Bluetooth Low Energy technology and use of an electronic system including RF transmitter implemented

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Colin, Bruno. "Caractérisation et Réduction des Anomalies de Mesure dans les Capteurs de Courant Différentiel." Phd thesis, Grenoble INPG, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00322750.

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Abstract:

Les capteurs de courant utilisés dans certains dispositifs différentiels résiduels sont sujets au phénomène des faux courants homopolaires. Ces courants, provenant des dissymétries géométriques et magnétiques du capteur de courant, peuvent entraîner le déclenchement intempestif du relais associé au tore. Cette thèse étudie ces phénomènes, tant par leurs origines (inhomogénéités du bobinage secondaire, extrémités du ruban magnétique formant le tore...) que par leurs manifestations (emballement, perte de sensibilité du capteur...).
Un important travail de modélisation par éléments finis de ces faux courants a été accompli. En particulier, les conséquences d?un excentrage des conducteurs primaires du capteur ont été étudiées par simulation numérique. De plus divers outils spécifiques ont été développés, notamment un modèle de matériaux magnétique anisotrope permettant de modéliser de façon simple et rapide le ruban enroulé formant les capteurs

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Chauvenet, Cédric. "Protocoles de support IPv6 pour réseaux de capteurs sur courant porteur en ligne." Thesis, Grenoble, 2013. http://www.theses.fr/2013GRENM067/document.

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Abstract:

Cette thèse démontre la pertinence de l’utilisation du Courant Porteur en Ligne (CPL) pour des applications de réseaux de capteurs. Nous nous focalisons sur la technologie basse consomma- tion et bas débit "WPC" développée par la société Watteco et nous montrons que son utilisation est justifiée pour des applications de réseaux de capteurs. Nous situons la solution WPC dans le paysage du CPL et déterminons les protocoles compatibles. Nous décrivons ensuite l’implé- mentation du module WPC et du média CPL dans le simulateur de réseau COOJA afin de proposer une solution réseau reposant sur l’adaptation du standard 802.15.4 sur la technologie WPC. Nous démontrons ensuite l’intérêt de la convergence des médias au niveau réseau par l’utilisation du standard IPv6, que nous adaptons sur notre solution CPL grâce au protocole 6LoWPAN. Nous justifions l’utilisation des protocoles standards de l’IETF sur notre solution CPL et nous montrons qu’une solution de routage sur CPL doit être développée. Nous montrons par des expérimentations que notre solution CPL correspond aux critères des réseaux basse puis- sance et supportant les pertes de transmissions (LLNs) pour lesquels le protocole standard RPL a été conçu. Nous justifions l’utilisation de ce protocole sur CPL, et validons son implémenta- tion dans le cadre de 2 expérimentations. Formées respectivement de 7 puis 26 noeuds CPL, les résultats montrent que le routage créé par RPL permet de couvrir un étage d’un bâtiment avec une topologie de type arbre et une profondeur de 3 sauts maximum. Nous montrons également que la technologie WPC permet une connectivité importante entre les noeuds du réseau et que la qualité des liens est fortement dynamique, mais que le routage permet de s’adapter à ces variations. Nous pointons également les limites de notre solution CPL qui présente des délais importants et des débits faibles, générant de contraintes fortes sur les applications. Notre solu- tion de réseau de capteur sur CPL repose sur le standard IP, permettant des échanges de paquets avec d’autres technologies. Nous étudions ainsi la possibilité de créer des réseaux hétérogènes mélangeant la technologie WPC et radio 802.15.4. Nous montrons que notre pile protocolaire permet la création de ce type de réseau, afin de profiter du meilleur des 2 mondes. Nous décri- vons ainsi l’architecture d’un noeud hybride Radio Fréquence (RF) / CPL permettant de faire transiter les paquets entre ces 2 médias. Nous montrons ensuite que l’utilisation combinée de ces 2 médias augmente le nombre de chemins disponibles et permet de faciliter le routage, en diminuant le nombre de sauts et le risque que certains noeuds du réseau soient inaccessibles. Nous démontrons ensuite que l’injection de noeuds CPL et RF/CPL dans un réseau formé de noeuds RF sur batterie permet de les délester de leur charge de routage afin de prolonger leur durée de vie. Nous présentons ensuite une optimisation énergétique matérielle et logicielle d’un noeud radio. Nous déterminons les paramètres des protocoles et les optimisations logicielles per- mettant de tirer au mieux partie de cette architecture et nous réalisons l’étude énergétique de la sonde embarquée sur le noeud. Au final, notre architecture présente une consommation totale inférieure à 17 μW. Nous indiquons dans les annexes nos implications dans les organismes de standardisation qui ont permis de valider l’implémentation
This thesis demonstrate the relevance of Powerline Communication (PLC) usage for sensor networks applications. We focus in particular on the low power and low data rate PLC technol- ogy "Watt Pulse Communication" (WPC) developed by the Watteco company and justify its usage for sensor network applications. We situate the WPC technology in the PLC landscape and define compatible protocols. We then describe the WPC module and the PLC media im- plementation in the COOJA network simulator. This allows us to propose a network solution over this technology, leveraging on the adaptation of the 802.15.4 standard over the WPC tech- nology. We then demonstrate the benefit of media convergence at the network layer level, with the use of the IPv6 standard that we adapted over our PLC solution thanks to the 6LoWPAN protocol. We justify the usage of standards protocols over our PLC solution and show that a routing solutions must be developed over WPC. We show through experiments that our PLC solution match low power and lossy network (LLNs) criterions for which the RPL standard pro- tocol has been designed. We justify the usage of this routing protocol over our PLC solution, and validate its implementation through 2 experiments conducted in tertiary types buildings. Respectively composed of 7 and 26 PLC nodes, results show that the routing topology created by RPL enable the coverage an entire floor of a tertiary building with a tree based topology and 3 hops maximum path length. We also show that the WPC technology exhibits a high connectivity between nodes and that the link quality is highly dynamic. Though, we observed that the routing topology was able to handle these variations. We point out the limitations of our PLC solution, which presents high delays and low throughput, creating high constraints on applications. Our sensor network solution over PLC relies on the IP standard, enabling packets exchanges with other technologies using the same protocol. In particular, we study the possi- bility to create heterogeneous networks mixing the WPC technology with 802.15.4 radio. We show that our protocol stack used over PLC enable to create this type of network, in order to benefit from the best of these 2 worlds. We purpose an architecture of a hybrid Radio / PLC node enabling to transfer packets between these 2 media. Then, we show that the combined usage of these 2 media increase the number of available paths and facilitate the routing, while diminishing the number of hops and possible unreachability of nodes. We then demonstrate that the addition of PLC and Radio/PLC nodes in a RF based battery powered sensor network enable to relieve their routing charge in order to expand their lifetime. We then continue the energy study with a power consumption optimization of a wireless sensor network platform from the hardware and software standpoint. We first determine the operating frequency, the wake up frequency and the mode of operation of the micro controller offering the lowest power consump- tion. We then conduct an energy study of 4 different radio transceivers using the 2.4 GHz and 868 MHz frequency band, in order to determine the most efficient architecture. We determine the protocols parameters and the software optimization to reach the lower power consumption of this architecture. Finally, we realize the energy study of several probes than can be embedded on the node, according to their nature and functioning mode. Our final architecture exhibits a total power consumption that is lower than 17 μW, with an applicative reporting each 10 minutes and the maintenance of the reachability with the network. We also mention in annex parts our implication in standards developments organizations such as the IETF a the IPSO alliance, that allow us to validate the implementation of our solution through interoperability events

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Domengie, Florian. "Etude des défauts électriquement actifs dans les matériaux des capteurs d'image CMOS." Thesis, Grenoble, 2011. http://www.theses.fr/2011GRENT002/document.

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Abstract:

La taille des pixels des capteurs d’image CMOS approche aujourd’hui lemicron. Dans ce contexte, le courant d’obscurité reste un paramètrecritique. Il se superpose au courant photogénéré en affectant la qualité del’image par l’apparition de pixels blancs. La contamination métalliqueintroduite au cours du procédé de fabrication joue un rôle prépondérant dansla création des défauts à l’origine de ce courant d’obscurité. Cette étude apermis d’établir les seuils de dangerosité de différents élémentsmétalliques sur la technologie imageur. L’origine de contaminationsaccidentelles a été identifiée lors de crises de rendement. Pour cela, untravail sur les techniques de détection a été mené par µPCD, DLTS, pompagede charge, SIMS, TEM et photoluminescence. La spectroscopie de courantd’obscurité (DCS), particulièrement efficace dans ce contexte, a étédéveloppée pour l’identification de contaminations en or, tungstène etmolybdène, avec des limites de détection qui atteignent 108 à 1010 at/cm3.Nous observons la quantification du courant d’obscurité et étudionsl’amplification du champ électrique sur le taux de génération afin demodéliser les pics de courant d’obscurité obtenus. Le comportement decertains métaux dans le silicium est précisé par ces expériences, et nousévaluons l’efficacité de piégeage de plusieurs substrats imageur. Ce travailconduit à la mise en place de protocoles de contrôle de la contaminationmétallique en salle blanche
Pixels size of CMOS image sensors is now decreasing towards one micron. Inthat context, dark current is a critical parameter. It superimposes with thecurrent generated by photons and affects the image quality with whitepixels. The metallic contamination introduced during the fabrication processplays an important role in the generation of defects that induce this darkcurrent. This study has allowed to determine dangerousness thresholds ofseveral metals on the imager technology. The origin of some accidentalcontaminations has been identified during yield crisis. Some work withdetection techniques has been performed with µPCD, DLTS, charge pumping,SIMS, TEM and photoluminescence. Dark current spectroscopy (DCS),particularly adapted to this situation, has been developped for theidentification of gold, tunsgten and molybdenum contaminations, withdetection limits that reach 108 to 1010 at/cm3. We have observed the darkcurrent quantization and studied the electric field enhancement ofgeneration rate to model the dark current peaks obtained. The behavior ofsome metals in silicon is confirmed by these experiments and we haveevaluated the getter efficiency of different substrates for image sensors.This work has lead to the application of protocols for the metalliccontamination control in clean room

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Mazerie, Isabelle. "Développement de capteurs électrochimiques basés sur de la voltammétrie par échantillonnage de courant sur réseau d'électrodes." Thesis, Rennes 1, 2016. http://www.theses.fr/2016REN1S139/document.

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Abstract:

Comme dans beaucoup de domaines, la sécurité dépend du développement de méthodes analytiques très sensibles et fiables pour pouvoir détecter des molécules dangereuses. C'est pourquoi il est important de développer des méthodes simples afin de diagnostiquer rapidement un composé dangereux dans notre environnement. Dans ce contexte, les techniques électrochimiques offrent une alternative intéressante puisqu'elles permettent d'atteindre de grandes sensibilités et une bonne sélectivité, elles sont peu coûteuses et facilement adaptables pour la création de dispositifs portables. Récemment, notre équipe a développé un nouveau concept basé sur de la voltammétrie par échantillonnage de courant sur un réseau d'électrodes (EASCV), lequel est compatible avec la miniaturisation. Ce système permet de renouveler la surface et la solution au voisinage de l'électrode pendant l'analyse. Le projet de cette thèse a été d'étendre l'application de cette technique à des méthodes électrochimiques utilisant une étape de préconcentration. Une première étude, appliquée à la détection du phénol, a permis de montrer que l'EASCV offre une solution intéressante pour diminuer les phénomènes de passivation ayant lieu pendant l'analyse. En effet, une étude expérimentale associée à une étude théorique a montré que si un temps d'échantillonnage court était appliqué, le phénomène de passivation pouvait être évité. Enfin, pour la première fois, il a été possible de coupler la voltammétrie par échantillonnage de courant à la redissolution anodique. Cette étude, appliquée à la détection du plomb, a permis de mettre en place une courbe d'étalonnage et d'obtenir une intensité élevée de courant, 300 fois plus importante qu'avec les techniques classiques de redissolution anodique. Les premiers essais pour adapter ce nouveau concept aux méthodes pulsés se sont également montrés très encourageants. Afin d'améliorer la sensibilité et la sélectivité du capteur, le réseau d'électrodes a été fonctionnalisé. La modification dépend de la nature de l'espèce cible. Ainsi des polymères à empreintes moléculaires (pour des molécules comme la mélamine) ou des ligands (pour des ions comme le plomb) ont été testés. Dans les deux cas, une méthode d'électrogreffage a été mise au point pour fonctionnaliser la surface. Les premiers résultats obtenus sont encourageants puisqu'une courbe courant-potentiel a pu être tracée montrant une sensibilité 10 fois plus grande pour le plomb que celle obtenue avec une préconcentration par électrodépôt
As in many fields, safety is primarily based on the development of reliable and highly sensitive analytical methods to detect hazardous molecules. Therefore there is a need for developing simple methods for the diagnosis of harmful molecules in our environment. In this context, electrochemical detection systems seems very promising because they are highly sensitive, require short analysis time, are easy to implement and economic to fabricate. Moreover, our team has recently developed a new concept of device based on sampled-current voltammetry performed on an electrode array (EASCV) which is compatible with miniaturization and portability. The system allows the renewal of the electrode surface and of the analytical solution during the analysis. The present project addresses these issues and aims to extend it to methods involving a preconcentration step. A first study, for the detection of phenol, showed that EASCV offers a versatile solution to decrease fouling effect during the analysis. Indeed experimental and theoretical studies show that the renewable of electrode surface and of the solution in the vicinity of the electrode associated with the use of a short sampled time can avoid electrode fouling. For the first time, it was possible to combine sampled-current voltammetry with anodic stripping voltammetry. In this study, we were able to create a calibration curve, for the detection of lead, and we obtained current intensities 300 times higher than with usual linear stripping voltammetry.First attempts to adapt this new concept to pulse methods were promising.. To increase the sensitivity and selectivity of the sensor, the electrode array is chemically modified. The nature of this modification depends on the nature of the analyte. Thus, molecular imprinted polymer (for molecules) or macrocyclic ligands (for ions) are tested In both cases, an electrografting method is achieved to functionalize the surface. The first results are promising since a current-potential curve is obtained with a sensibility ten times higher than with a preconcentration by electrodeposition

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Frick, Vincent. "Etude et réalisation d'un système intégré pour la mesure de courant avec isolation galvanique en milieu industriel." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2002. http://www.theses.fr/2002STR13237.

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Abstract:

Ce projet, initié par le laboratoire LEPSI, a été mené dans le cadre d'une convention CIFRE en collaboration avec la société SOCOMEC. Le point de départ du travail présenté est un ca-hier des charges traduisant les besoins en systèmes de mesure du courant de cette société. La mesure précise, à faible coût, de courants avec isolation galvanique pose de nombreux pro-blèmes techniques. Aujourd'hui, on ne peut plus concevoir industriellement des composants de commande numérique de plus en plus petits et des circuits de puissance à compacité accrue sans envisager de développer des capteurs de courant plus petits, offrant une bonne isolation galvanique et moins coûteux. Une étude préliminaire sur les principes de mesure de courant utilisés dans le milieu industriel montre que la plupart des systèmes actuellement utilisés sont basés sur le principe d'un circuit magnétique souvent encombrant (transformateur d'intensité, capteur à effet Hall inséré dans un tore magnétique, etc. ). Or, la présence d'un matériau ma-gnétique engendre des problèmes de non-linéarité et réduit la souplesse d'utilisation du cap-teur. Les microsystèmes réalisés en technologie CMOS constituent une alternative intéressante car ils permettent d'intégrer à moindre coût et dans des volumes extrêmement confinés des éléments sensibles au champ généré par le courant à mesurer, associés à de l'électronique de conditionnement, ainsi que de nombreuses fonctionnalités supplémentaires. [. . . ]

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Ouffoue, Cyrius. "Système intégré dédié à des applications de mesure de courant sans contact à gamme dynamique variable en milieu industriel." Strasbourg, 2010. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2010/OUFFOUE_Cyrius_2010_ED269.pdf.

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Abstract:

Le travail de cette thèse s’inscrit dans un projet de collaboration entre la société SOCOMEC et le laboratoire InESS (Institut de l’électronique du solide et des systèmes). Il s’agit de développer un système électronique intégré en technologie CMOS en vue de la réalisation d’un capteur capable de mesurer des courants électriques en milieu industriel. Ce système est conçu pour des mesures de courant à large gamme dynamique. Les intensités de courant à mesurer vont de quelques dizaines d’ampères à des dizaines de milliers d’ampères. L’objectif majeur d’un tel système de mesure est de remplacer les transformateurs d’intensité dont les volumes sont relativement encombrants. En l’intégrant dans la technologie CMOS, on s’offre la possibilité de l’équiper de nombreuses fonctionnalités (amplification, réglage de gain, conversion analogique numérique…) apportant une grande valeur ajoutée. Une solution de capteur de courant basée sur un réseau de capteur à effet Hall, émulant un tore de Rogowski, a été réalisée durant ces travaux de thèse. Cette solution a été testée et validée
This thesis work has been carried out during a collaborative project between SOCOMEC and InESS laboratory. The goal was to develop a CMOS integrated system for huge dynamic range current measurement. The current dynamic range goes from a few tens of amps to tens of thousands amps. The main objective of such a system is to replace the bulky current sensor like current transformers and Rogowski torus in many industrial applications. By integrating this current measurement system in CMOS technology, we can add many features like amplification, gain control and analog to digital converters. In this work, we proposed a new current sensor based on a Hall effects sensors network. This current sensor has been tested and validated

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Gayral, Fabrice. "Interfaces sigma-delta avancées pour capteur de champ magnétique microfluxgate." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2007. http://www.theses.fr/2007ECDL0004.

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Abstract:

Le capteur de champ magnétique à vanne de flux miniaturisé « microfluxgate » permet la mesure du champ magnétique avec une résolution, compte tenu de sa taille, qui fait de lui le leader sur le marché des micromagnétomètres de précision. Pour l’instant destiné à des applications de boussole électronique ou de capture de mouvement tridimensionnelle, il pourra dans l’avenir se porter candidat pour des applications requerrant une résolution supérieure. Dans ce contexte, les contributions de cette thèse se focalisent sur la conception d’une interface intégrée analogique/numérique permettant de valoriser au mieux le fort potentiel du capteur microfluxgate. Dans cette optique, nous avons exploré la voie d’une nouvelle méthode de fonctionnement du capteur qui permet de tirer parti des caractéristiques propres du capteur miniaturisé. Cette nouvelle méthode permet en outre d’augmenter les performances du capteur tout en allégeant les contraintes sur l’interface électronique de détection, et en diminuant la consommation du système. Nous présentons la conception d’un circuit intégré en technologie CMOS 0. 35 microns fondé sur cette nouvelle technique, intégrant une détection passe-bas couplée à une modulation Sigma-Delta, et un asservissement numérique. Les résultats prometteurs du circuit laissent envisager la conception sur cette base d’une architecture modulaire permettant d’adapter en temps-réel la consommation à la résolution
The microfluxgate sensor is a miniaturized device that measures the magnetic field. Its resolutioncompared to its small size makes him a leader on the accurate micro magnetic field sensors market. For now used in electronic compass or motion capture applications, it will in the near future be a candidate for applications requiring a much higher resolution. In this context, this PhD thesis focuses on the design of an integrated analog/digital interface which will enable to take better advantage of the high performances of the microfluxgate sensor. We have developed a new functioning technique for the microfluxgate sensor, that takes advantage of the intrinsic characteristics of the miniaturized fluxgate sensor. This new method enables to enhance the sensor’s performances while diminishing the constraints on the analog detection electronic, and reducing the consumption of the system. We present the design of an integrated circuit in a 0,35 micron CMOS technology, based on this new technique, that includes a low-pass Sigma-Delta detection and modulation, and a digital feedback control. Promising test results of the circuit lead to envision the design of an adjustable architecture which will enable the real-time tradeoff between consumption and resolution

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Pogany, Dionyz. "Etude du bruit télégraphique, du courant d’obscurité et des niveaux profonds dans les photodiodes InP/InGaAs/InP en désaccord de maille." Lyon, INSA, 1994. http://www.theses.fr/1994ISAL0044.

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Abstract:

Le courant d'obscurité élevé et le bruit basse fréquences sont les deux principaux facteurs limitant les performances des matrices linéaires des photodétecteurs InGaAs/InP en désaccord de maille destinés aux applications spatiales dans le domaine spectral l. 7μm. Le bruit en excès dans ces composants est essentiellement de type "bruit télégraphique" (BT) qui se traduit par des fluctuations discrètes du courant. Ce travail est consacré essentiellement à l'étude des mécanismes physiques qui contrôlent le bruit et le courant d'obscurité. Nous avons effectué une caractérisation, une classification et une modélisation du courant en excès. Le BT a été analysé dans les domaines temporel et fréquenciel. Les résultats montrent que le BT est induit par une fluctuation du courant en excès qui traverse une zone limitée constituée d'un défaut étendu lié aux dislocations traversant la jonction p-n, où règne un champ électrique élevé. Ce courant est modulé soit par une fluctuation de charge, soit par une reconfiguration structurale des défauts complexes dans la zone limitée. Pour interpréter ces résultats, nous avons été conduit à développer un nouveau modèle de BT qui combine les propriétés de plusieurs modèles proposés auparavant. Les mesures de bruit ont été corrélées à des méthodes en résolution spatiale comme la technique LBIC. Nous discutons en détail l'influence des défauts du matériau et de la technologie et analysons l'origine surfacique ou volumique du BT. Nous aboutissons à la formulation de propositions pour l'industrie
Dark current and low frequency noise are the principal performance limitations of lattice-mismatched InGaAs/InP linear photodetector arrays for space applications in the 1,7 micrometer wavelength range. Excess noise in these devices has essentially a form of the Random Telegraph Signal (RTS). This work mainly concern the study of physical mechanisme controlling the current and noise. We have performed characterisation, classification and modelling of excess crrents. RTS noise has been studied in time and frequency domain. Results show that RTS noise is due to fluctuations of excess current which flows through a dislocation related extended defetc. This current is modulated by a charge fluctuation or structural reconfiguration of complex defects located at the leakage site. To interpret the results we have developped previously proposed RTS noise models for bipolar devices, Measurments of excess noise have been correlated with spatially resolved technique like LBIC. We discuss the influence of material and technological defects as well as surface and bulk origin of RTS noise

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Boudaud, Dominique. "Modélisation comportementale et simulation des capteurs de courant, optimisation globale des déclencheurs électroniques dans les disjoncteurs industriels basse tension." Grenoble 1, 1999. http://www.theses.fr/1999GRE10081.

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Abstract:

Les disjoncteurs industriels basse tension de calibre 40a a 630a comportent un declencheur constitue de capteurs, d'une electronique, et d'un actionneur. Ce travail analyse grace a un logiciel a elements finis le fonctionnement des transformateurs de courant (capteurs). Une modelisation comportementale est ensuite proposee, dont les parametres sont valides experimentalement sur toute la dynamique de courant et sur differentes geometries. L'objectif d'integration du modele dans un environnement de simulation electrique est atteint et permet une optimisation globale fidele et rapide des declencheurs electroniques. Parallelement, de nouveaux algorithmes de selectivite entre disjoncteurs sont decrits, qui permettent une prise de decision rapide sur court-circuits (moins de 10 millisecondes).

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Janet, Fleur. "Modélisation de dispositifs électromagnétiques hautement saturables par la méthode des moments magnétiques : application aux capteurs de courant des disjoncteurs basse tension." Phd thesis, Grenoble INPG, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00384272.

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Abstract:

Cette thèse concerne l'étude des capteurs de courant des disjoncteurs à déclencheur électronique basse tension. La compacité et l'asymétrie de ces capteurs sont à l'origine d'un comportement magnétique complexe dont la modélisation est malaisée. Le travail réalisé a consisté à déterminer un modèle comportemental paramétrable du capteur, compatible avec une optimisation, permettant de prendre en compte son environnement magnétique (autres phases) et sa charge électrique (électronique). Suite à la mise en évidence de l'inadéquation des méthodes "traditionnelles" (schéma électrique ou magnétique équivalent, méthode des éléments finis) avec ce cahier des charges, les travaux ont été orientés vers la méthode des moments magnétiques. Fondé sur cette méthode, un modèle extrêmement simple du capteur a ainsi été mis au point.

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Bala, Mokrane. "Contributions à l'amélioration de la loi de commande d'une machine électrique d'un compresseur de climatisation : réduction du nombre de capteurs de courant." Thesis, université Paris-Saclay, 2021. http://www.theses.fr/2021UPAST014.

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Abstract:

Ces travaux de thèse s’inscrivent dans le cadre du projet EDC (Electrical Driven Compressor), qui vise à développer des compresseurs de climatisation électriques fiables, compacts, conformes aux normes automobiles et à faible coût de production. Cette thèse est composée de deux parties. La première partie est consacrée à la suppression des capteurs de courants de phase et à leur remplacement par un seul capteur de courant au niveau du bus continu. Cette suppression a été accompagnée du développement d'un algorithme de reconstruction des courants de phase. La modification de la loi de commande SVPWM par un algorithme analytique a été rendue nécessaire afin d'assurer la reconstruction des courants de phase sur toute la plage de fonctionnement. Des résultats de simulation et d’expérimentation ont montré le bon fonctionnement de l’algorithme de reconstruction des courants de phase en utilisant la SVPWM modifiée. La deuxième partie de ce travail a consisté à réduire les interférences électromagnétiques via la commande, en utilisant des techniques d’étalement spectral basée sur la PWM aléatoire. La complexité de cette partie a principalement concerné l'adaptation de cette méthode à notre algorithme de reconstruction basé sur la SVPWM modifiée. Les résultats de simulation et les résultats expérimentaux ont montré un bon étalement spectral des différentes harmoniques des courants de phase et des tensions de sortie de l’onduleur
This thesis work is part of the EDC (Electrical Driven Compressor) project, which aims to develop reliable, compact electric air conditioning compressors that comply with automotive standards and have low production costs. This thesis is made up of two parts. The first one is devoted to the elimination of phase current sensors and their replacement by a single current sensor at the DC bus level. This removal was performed with the help of an algorithm for the reconstruction of phase currents. The modification of the SVPWM control law by an analytical algorithm was made necessary in order to ensure the reconstruction of the phase currents over the entire operating range. Simulation and experimentation results have shown the good working of the phase current reconstruction algorithm using the modified SVPWM. The aim of the second part of this work was to reduce electromagnetic interference by control, using spread spectral techniques based on random PWM. The complexity of this part mainly concerned the adaptation of this method to our reconstruction algorithm based on the modified SVPWM. The simulation results and the experimental results showed good spectral spreading of the different harmonics of the phase currents and the output voltages of the inverter

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Mas, Patrick. "Etude de capteurs magnétorésistifs intégrés pour l'enregistrement magnétique." Grenoble 1, 1987. http://www.theses.fr/1987GRE10130.

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Abstract:

L'effet de magnetoresistance dans les couches minces ferromagnetiques est applique a la realisation de capteurs de champs integres pour la lecture des milieux enregistres. On optimise la sensibilite et le comportement micromagnetique des capteurs, en mettant en evidence l'interet de l'utilisation de l'alliage nifeco. La realisation d'une tete magnetoresistive est appliquee a la lecture d'un enregistrement analogique

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Martin, Emma. "Etude physique de la dégradation et modèles pour l'assurance durcissement des capteurs d'image en environnement spatial." Thesis, Toulouse, ISAE, 2012. http://www.theses.fr/2012ESAE0040/document.

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Abstract:

Suivi de notre développement ou encore la compréhension de l’Univers. Deux technologies de capteurs d’image sont actuellement utilisées dans les missions d’imagerie de la Terre et de l’espace : les imageurs CCD (Charge Coupled Device) et CMOS. L’environnement radiatif spatial est constitué de particules énergétiques qui dégradent les performances des imageurs. Et il s’avère que les dégradations réelles observées en vol dépendent fortement des conditions orbitales et de fonctionnement et sont donc très difficiles à prédire. L’étude menée dans le cadre de cette thèse a pour objet la compréhension des dégradations subies par les capteurs CCD et CMOS lorsqu’ils sont soumis à l’environnement radiatif spatial et la proposition de méthodes d’évaluation mieux adaptées pour obtenir une meilleure prédiction de la dégradation réelle d’un imageur en orbite à partir de tests d’irradiation réalisés au sol. La démarche entreprise a tout d’abord consisté à identifier les paramètres d’essais au sol pouvant potentiellement être à l'origine des différences observées entre les résultats sol et vol. Un plan d’essai d’irradiation aux rayons y et aux protons a ainsi été défini afin d’évaluer la dégradation des imageurs CCD et CMOS dans des conditions de fonctionnement et d’irradiation proches de celles en vol. Nous avons étudié l’impact des conditions de mise en opération du composant durant l’irradiation (polarisation, rapport cyclique, etc.) mais aussi l’impact des conditions d’irradiation (débit de dose, énergies des protons, etc.). Le périmètre de cette thèse se limite à l’étude des effets sur le courant d’obscurité, sur la dispersion pixel-à-pixel du courant d’obscurité et sur l’apparition des pixels chauds, qui sont, au premier ordre, les principaux critères de performances dégradés d’un imageur par les radiations. L’étude de l’influence du débit de dose de l’irradiation a montré un phénomène ELDRS (Enhanced Low Dose Rate Sensitivity) pour la première fois sur un capteur CCD polarisé dynamiquement avec un rapport cyclique ON/OFF. Les conditions de polarisation dynamique évaluées sur les APS ont démontré que la dégradation est d’autant plus importante que la fréquence d’activation et le rapport cyclique sont grands. Les irradiations aux protons sur les imageurs CMOS ont aussi montré l’apparition et la guérison de pixels chauds après irradiation à température ambiante ainsi que l'apparition du bruit de signal aléatoire télégraphique (RTS). Ces deux modes de dégradation ont été analysés plus en détail afin d'évaluer leur comportement en guérison pour le premier et extraire les statistiques d'apparition sur l'autre, sur un grand nombre de pixels. En parallèle, un code de simulation de l’effet de dose dans les oxydes de structures élémentaires MOS, ACDC (Accumulation des Charges en Dose Cumulée), a été adapté et utilisé. Ce code a permis de mettre en évidence les constantes de temps impliquées dans la dégradation par effets ionisants dans ces structures. Ces constantes de temps sont utilisées pour l'interprétation des effets de la polarisation dynamique. Les résultats expérimentaux obtenus sur les capteurs d’image CCD et CMOS ont un impact sur l’assurance durcissement. Les irradiations aux protons des imageurs CMOS ont notamment montré un phénomène de guérison des pixels chauds plus marqué que sur les autres pixels, montrant l'intérêt d'une caractérisation de plusieurs semaines après irradiation. Pour les irradiations au Co60 des imageurs CMOS, il est recommandé de ne pas utiliser des temps de polarisation ON trop courts (périodes de cycle petites) car cela peut conduire à une sous-estimation de la dégradation (charge piégée et états d'interface)
Two imaging sensor technologies are presently used in Earth and space imagery missions: Charge Couple Devices (CCD) and CMOS detectors. The space radiation environment is composed of energetic particles that degrade imaging sensor’s performances. It has been shown that real in-orbit degradation of imaging sensors are strongly dependent of orbital and operating conditions and are, as a consequence, difficult to predict. The work performed in this thesis has for purpose an understanding of space radiation-induced degradations for both CCD and CMOS technologies and the proposal of better suited assessment methods for these specific devices in order to better prediction of real in-orbit detector’s degradation from on-ground irradiation tests. The first step of the work focused on the identification of on-ground test parameters that could possibly explain the differences observed between inorbit and on-ground data. Thus an irradiation test plan to y-rays and proton particles has been defined in order to assess the imaging sensor’s degradation for both CCD and CMOS technologies in operating and irradiation conditions close to in-orbit ones. The effects of detector’s operation conditions during irradiation (bias, duty cycle, etc.) but also the irradiation conditions (dose rate, proton energy, etc.) have been studied. The present work focuses on effects on dark current, on its pixel to pixel dispersion and on the presence of hot pixels, which are, at first order, the main performance parameters of an imaging sensor that is degraded by space radiations. The study of the irradiation dose rate influence has shown an Enhanced Low Dose Rate Sensitivity (ELDRS) phenomenon observed for the first time on a CCD imager under dynamic bias condition with a ON/OFF duty cycle. The tested bias conditions CMOS image sensors have demonstrated that the higher the activation frequency and duty cycle, the higher is the degradation. Besides, the proton irradiations performed on CMOS detectors have induced hot pixels that anneal just after irradiation at room temperature. A random telegraphic signal (RTS) behaviour of the dark current has also been shown on CMOS sensors. In parallel to the irradiation tests, a simulation code of ionizing dose effects on oxides of MOS elementary structures has been adapted and used. This program, called ACDC (Accumulation des Charges en Dose Cumulée), has allowed to assess the quantification time constants of physical mechanisms that induce ionizing dose degradation on these structures. These time constants are used for the interpretation of dynamic bias effects

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Belloir, Jean-Marc. "Spectroscopie du courant d’obscurité induit par les effets de déplacement atomique des radiations spatiales et nucléaires dans les capteurs d’images CMOS à photodiode pincée." Thesis, Toulouse, ISAE, 2016. http://www.theses.fr/2016ESAE0029/document.

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Abstract:

Les imageurs CMOS représentent un outil d’avenir pour de nombreuses applications scientifiques de haut vol, tellesque l’observation spatiale ou les expériences nucléaires. En effet, ces imageurs ont vu leurs performancesdémultipliées ces dernières années grâce aux avancées incessantes de la microélectronique, et présentent aussi desavantages indéniables qui les destinent à remplacer les CCDs dans les futurs instruments spatiaux. Toutefois, enenvironnement spatial ou nucléaire, ces imageurs doivent faire face aux attaques répétées de particules pouvantrapidement dégrader leurs performances électro-optiques. En particulier, les protons, électrons et ions présents dansl’espace ou les neutrons de fusion nucléaire peuvent déplacer des atomes de silicium dans le volume du pixel et enrompre la structure cristalline. Ces effets de déplacement peuvent former des défauts stables introduisant des étatsd’énergie dans la bande interdite du silicium, et ainsi conduire à la génération thermique de paires électron-trou. Parconséquent, ces radiations non-ionisantes produisent une augmentation permanente du courant d’obscurité despixels de l’imageur et donc à une diminution de leur sensibilité et de leur dynamique. L’objectif des présents travauxest d’étendre la compréhension des effets de déplacement sur l’augmentation du courant d’obscurité dans lesimageurs CMOS. En particulier, ces travaux se concentrent sur l’étude de la forme de la distribution de courantd’obscurité en fonction du type, de l’énergie et du nombre de particules ayant traversé l’imageur, mais aussi enfonction des caractéristiques de l’imageur. Ces nombreux résultats permettent de valider physiquement etexpérimentalement un modèle empirique de prédiction de la distribution du courant d’obscurité pour une utilisationdans les domaines spatial et nucléaire. Une autre partie majeure de ces travaux consiste à utiliser pour la première foisla technique de spectroscopie de courant d’obscurité pour détecter et caractériser individuellement les défautsgénérés par les radiations non-ionisantes dans les imageurs CMOS. De nombreux types de défauts sont détectés etdeux sont identifiés, prouvant l’applicabilité de cette technique pour étudier la nature des défauts cristallins généréspar les effets de déplacement dans le silicium. Ces travaux avancent la compréhension des défauts responsables del’augmentation du courant d’obscurité en environnement radiatif, et ouvrent la voie au développement de modèles deprédiction plus précis, voire de techniques permettant d’éviter la formation de ces défauts ou de les faire disparaître
CMOS image sensors are envisioned for an increasing number of high-end scientific imaging applications such asspace imaging or nuclear experiments. Indeed, the performance of high-end CMOS image sensors has dramaticallyincreased in the past years thanks to the unceasing improvements of microelectronics, and these image sensors havesubstantial advantages over CCDs which make them great candidates to replace CCDs in future space missions.However, in space and nuclear environments, CMOS image sensors must face harsh radiation which can rapidlydegrade their electro-optical performances. In particular, the protons, electrons and ions travelling in space or thefusion neutrons from nuclear experiments can displace silicon atoms in the pixels and break the crystalline structure.These displacement damage effects lead to the formation of stable defects and to the introduction of states in theforbidden bandgap of silicon, which can allow the thermal generation of electron-hole pairs. Consequently, nonionizingradiation leads to a permanent increase of the dark current of the pixels and thus a decrease of the imagesensor sensibility and dynamic range. The aim of the present work is to extend the understanding of the effect ofdisplacement damage on the dark current increase of CMOS image sensors. In particular, this work focuses on theshape of the dark current distribution depending on the particle type, energy and fluence but also on the imagesensor physical parameters. Thanks to the many conditions tested, an empirical model for the prediction of the darkcurrent distribution induced by displacement damage in nuclear or space environments is experimentally validatedand physically justified. Another central part of this work consists in using the dark current spectroscopy techniquefor the first time on irradiated CMOS image sensors to detect and characterize radiation-induced silicon bulk defects.Many types of defects are detected and two of them are identified, proving the applicability of this technique to studythe nature of silicon bulk defects using image sensors. In summary, this work advances the understanding of thenature of the radiation-induced defects responsible for the dark current increase in space or nuclear environments. Italso leads the way to the design of more advanced dark current prediction models, or to the development ofmitigation strategies in order to prevent the formation of the responsible defects or to allow their removal

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Nabias, Julie. "Capteur de courant à Magnéto-Impédance Géante (GMI) souple et portatif." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAT013/document.

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Abstract:

La Magnéto-Impédance Géante (GMI pour Giant Magneto-Impedance) présente un certain nombre d’avantages, tels la haute sensibilité, la haute résolution de détection, la large bande passante et la flexibilité de l’élément sensible qui rendent cette technologie très prometteuse pour la réalisation de capteurs de courant flexibles, sans contact, capables de mesurer à la fois les courants continus (DC) et alternatifs (AC).Ce travail de thèse vise à explorer la faisabilité d’un capteur de courant flexible à base de GMI, en portant une attention particulière sur l’impact des paramètres d’influence qui conditionnent largement les solutions de mise en œuvre du capteur.Les effets de la température et des contraintes mécaniques de flexion et de torsion, qui s’appliquent dans un environnement de mesure réel, sont caractérisés en prenant en compte les grandeurs intrinsèques du fil nécessaires à la réalisation d’un capteur industriel. L’impact de la mise en œuvre et du conditionnement électronique vis-à-vis de ces grandeurs d’influence est aussi étudié. Les effets des perturbations magnétiques externes et de l’excentration du conducteur sous test dans la boucle de mesure sont quantifiés et une solution de blindage est proposée. Enfin, le prototype de capteur obtenu à l’issue de ces travaux est présenté, ainsi que ses performances, en dégageant les pistes d’optimisation et d’amélioration
The GMI effect displays several advantages, such as high sensitivity, high detection resolution and bandwidth, and mechanical flexibility. These advantages predispose this technology to the implementation of flexible contactless current sensors measuring both DC and AC currents.This thesis work aims at exploring the feasibility of a flexible GMI current sensor. A particular attention to the impact of influence parameters which largely condition the design solutions of the sensor has been paid.The effects of temperature and mechanical constraints such as bending and torsion, which apply in a real measuring environment, are characterized by taking into account the intrinsic features which are necessary to the design of the sensor. The impact of the general measuring configuration and electronics are also studied. The effects of magnetic disturbances and of the position of the current-carrying conductor in the measuring loop are quantified and an adequate shielding method is proposed. Finally, the sensor prototype obtained at the end of this work is described with its performances and the possible optimization and enhancement ways

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Touzani, Youssef. "Commande aléatoire du convertisseur Buck-Boost triphasé à prélèvement sinusoïdal du courant." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00693968.

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Abstract:

Ce mémoire traite de la commande aléatoire du convertisseur Buck-Boost triphasé à prélèvement sinusoïdal du courant. Cette famille de convertisseurs est peu maîtrisée, et ce malgré le grand avantage qu'elle apporte par rapport à la structure Boost. L'objectif de ce travail est de développer une commande adaptée à cette structure améliorant la fiabilité et la qualité du convertisseur tout en réduisant le coût de réalisation. L'objectif étant d'aboutir à un convertisseur plus compétitif par rapport au convertisseur Boost. Après une présentation du contexte de l'étude dans le premier chapitre, le second chapitre est consacré au dimensionnement et à la mise en oeuvre de la commande du convertisseur. Le troisième chapitre décrit la modulation à fréquence aléatoire RCFM, permettant d'atténuer la densité spectrale des courants de ligne tout en conservant l'amplitude de la composante fondamentale. Le quatrième chapitre porte sur l'amélioration de la fiabilité et la réduction du coût du convertisseur. Qui consiste en l'élaboration d'une architecture de commande s'affranchissant des capteurs de courant alternatif, et réduisant le nombre des capteurs utilisés ce qui améliore sa fiabilité. Enfin, le dernier chapitre est consacré à l'étude expérimentale et aux simulations. L'étude expérimentale de la modulation a permis de valider les résultats théoriques de l'analyse de la RCFM. De plus, les simulations (intégrant des contraintes expérimentales) ont permis de valider le dimensionnement du convertisseur, sa dynamique ainsi que la reconstruction des différents signaux

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Ursule, Marie-Cécile. "Compréhension des mécanismes physiques à l'origine des dégradations électriques extrêmes des pixels dans les capteurs d'images irradiés." Thesis, Toulouse, ISAE, 2017. http://www.theses.fr/2017ESAE0014/document.

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Abstract:

Les capteurs d'images sont utilisés dans diverses applications spatiales : observation spatiale, calcul d'attitude etc. Ces capteurs évoluent dans l’environnement spatial dont les rayonnements entraînent une dégradation de leurs performances. Parmi les paramètres impactés, nous nous intéressons au courant d'obscurité des pixels. Ce courant parasite correspond à la génération de porteurs de charges sans lumière par simple excitation thermique, induisant l'augmentation du bruit de fond des images. Les pixels fortement dégradés sont particulièrement pénalisants pour les missions spatiales. Cet effet pousse donc la communauté spatiale à développer des méthodes de prédiction performantes. L'ONERA a développé une méthode originale de prédiction des courants d'obscurité basée sur la méthode de Monte Carlo et la librairie GEANT4. L’objectif de la thèse est d’améliorer la prédiction de l’outil. Dans un premier temps, nous avons modifié l'outil numérique pour des cas extrêmes de modélisations pour lesquels les modélisations Monte Carlo sont trop longues. Pour cela, nous avons développé des méthodes utilisant des simplifications statistiques. Dans un second temps, nous avons étudié l’influence de la géométrie du pixel sur le courant d'obscurité. L’idée est de suivre les cascades de dégradations générées par les particules spatiales et de déterminer si ces cascades restent confinées au sein du pixel impacté ou si elles se propagent dans les pixels voisins. Enfin, nous avons élaboré dans notre outil un modèle simulant les mécanismes liés au champ électrique potentiellement responsables des dégradations les plus élevées, les effets Poole-Frenkel et tunnel assisté par phonons
Image sensors are used in various space applications: space and earth observations, attitude calculation etc. Those sensors are very sensitive to the space environment whose radiations lead to a degradation of their performances. Among the different impacted parameters, we are interested in the increase of dark current in the pixels. This parasitic current is caused by the thermal generation of charge carriers without any light excitation inducing the increase of the background noise on the images. Some pixels exhibiting the highest degradation are particularly disadvantageous for space missions. They can be critical for some missions and impose to the space community to develop effective prediction methods. ONERA developed an original method to predict dark current induce by the space radiations, based on a Monte Carlo method and the GEANT4 library. The objective of the PhD is to improve the performances of the tool. The approach of this work is first to modify the numerical tool for extreme cases of modelling (i.e. high fluencies or huge pixel volume) for which the Monte Carlo simulations are too long. In order to reduce this computation time, we developed calculation methods using statistical simplifications. In a second part, we studied the influence of the pixel geometry on the dark current. The idea is to follow the degradation cascades created by space particles and to determine if those cascades are contained in the impacted pixel or if they reach neighbor pixels. Finally, we modelled in our tool the physical mechanisms potentially responsible of the highest degradations linked to the electric field, the Poole-Frenkel effect and the phonon assisted tunneling

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HARDY, LAURENT. "Conception et realisation d'une matrice de capteurs plats a courant de foucault en vue de la detection et de la reconnaissance de pieces metalliques de formes simples." Reims, 1989. http://www.theses.fr/1989REIMS009.

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Abstract:

Description de la realisation et de l'experimentation d'un capteur matriciel constitue de 88 capteurs plats a courants de foucault. Il est destine a l'acquisition d'image basseresolution de pieces metalliques planes de forme simple

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Le, Roch Alexandre. "Analyse de l’augmentation et de la fluctuation discrète du courant d’obscurité des imageurs CMOS dans les environnements radiatifs spatiaux et nucléaires." Thesis, Toulouse, ISAE, 2020. http://www.theses.fr/2020ESAE0018.

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Abstract:

Inspirés des technologies microélectroniques CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), les capteurs d’images CMOS sont largement utilisés dans de nombreuses applications grand public et prédominent sur le marché commercial des caméras intégrées. Au cours de la dernière décennie, de nombreuses avancées technologiques ont permis au capteur d’image CMOS d’atteindre d’excellentes performances ainsi qu’une faible consommation d’énergie. Par conséquent, ces imageurs deviennent des candidats essentiels pour un nombre croissant d’applications spatiales et nucléaires. Cependant, le comportement de ces dispositifs microélectroniques dans les environnements radiatifs nucléaires et spatiaux est encore mal compris. Par conséquent, il est nécessaire d’étudier les différents mécanismes qui conduisent à la dégradation des performances des capteurs d’images CMOS et en particulier à l’augmentation du courant d’obscurité, un signal parasite qui augmente avec les doses de radiations.Parmi ces doses de radiations, la dose dite de déplacement, relative à l’altération de la structure cristalline du silicium, reste peu étudiée par rapport à la dose dite ionisante. Dans les dernières technologies de capteurs d’images CMOS utilisant des photodiodes pincées, la dose ionisante n’est plus le mécanisme de dégradation dominant dès lors que la dose de déplacement est mise en jeu. La dose de déplacement devient le mécanisme de dégradation principal qui conduit à l’augmentation du courant d’obscurité. Ce travail se concentre principalement sur le rôle des défauts cristallins, créés par la dose de déplacement induits par les radiations, dans l’augmentation du courant d’obscurité des capteurs d’images CMOS. Un intérêt particulier est accordé aux défauts métastables qui sont probablement la cause des fluctuations discrètes et aléatoires du courant d’obscurité appelé : signal des télégraphistes. Cette étude présente un double enjeu :Le premier vise à contribuer à l’amélioration des connaissances des principes physiques mis en jeu dans le silicium cristallin face aux radiations. Les interactions particule-matière,associées à l’architecture spécifique des capteurs d’images, visent à fournir des outils fiables pour l’analyse des défauts induits par les radiations dans le silicium. Ces observations et résultats peuvent être étendus à tous les dispositifs à base de silicium et plus généralement aux autres dispositifs à semi conducteurs.Le second vise à identifier les différents mécanismes conduisant à l’augmentation du courant d’obscurité des capteurs d’images CMOS lorsqu’ils fonctionnent dans des environnements radiatifs. L’étude vise à identifier et à améliorer la connaissance des comportements des sources de courant d’obscurité dans le but d’optimiser les capteurs d’images CMOS pour les futures applications spatiales et nucléaires
Inspired by the microelectronic Complementary Metal Oxide Semiconductor (CMOS) technologies, CMOS image sensors are widely used in many consumer-grade applications and are predominant in the commercial market for embedded cameras. Over the past decade,numerous technological advances allowed state-of-the-art CMOS image sensors to achieve excellent performances as well as low-power consumption. Therefore, CMOS image sensors are becoming essential candidates for a growing number of high-end applications such as space and nuclear applications. However, the behavior of these microelectronic devices inspace and nuclear radiative environments is still under understanding. Hence, studies still investigate the different mechanisms that lead to the degradation of CMOS image sensor performances including the radiation-induced dark current increase, a parasitic signal that increases with radiation doses. Among these radiation doses, the so-called displacement dose,relative to the alteration of the crystalline structure of the silicon, remains poorly studied compared to the so-called ionizing dose. In the latest CMOS image sensor technologies using pinned photodiodes, the ionizing dose is no longer the main degradation mechanism when the displacement dose is at stake. From then on, the displacement dose becomes the principal degradation mechanism that leads to the dark current increase. This work mainly focuses onthe role of the crystalline defects, created by radiation-induced displacement damage, in the CMOS image sensor dark current increase. Particular interest is given to metastable defects,which are probably the cause of discrete and random fluctuations of the dark current called : Dark Current Random Telegraph Signal (DC-RTS). This study presents a double objective :The first aims to contribute to improving knowledge of the physical principles involved in crystalline silicon when facing radiations. Particle-matter interactions, combined with the specific architecture of image sensors, aim to provide reliable tools to analyze the radiation induced defects in silicon. Observations and findings can be extended to all silicon-based devices and more generally to other semiconductor-based devices.The second seeks to identify the different mechanisms leading to CMOS image sensor dark current increase when operating in radiative environments. The study aims to identify and improve knowledge on the behavior of dark current sources aiming to optimize CMOS image sensors for future space and nuclear applications

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Bonvalot, Cyrille. "Contribution à la compréhension du courant d'obscurité dans les détecteurs infrarouges matriciels à base de matériaux III-V." Thesis, université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPAST016.

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Abstract:

Lynred est l’un des principaux acteurs mondiaux sur le marché des détecteurs infrarouge refroidis haute performance, historiquement basés sur des matériaux II-VI (HgCdTe), et plus récemment sur des matériaux III-V (QWIP, InSb, InGaAs). Les détecteurs InSb et InGaAs sont constitués de diodes organisées en matrices pour obtenir un imageur bidimensionnel. L’étude présentée dans ce manuscrit porte sur la compréhension du courant d’obscurité de ces diodes. La problématique est abordée en trois étapes : une étude du profil de la jonction, une analyse des phénomènes générant du courant d’obscurité dans le matériau massif, et la mise en évidence du rôle des interfaces. Le profil de la jonction est établi à partir de mesures SIMS fines. Les épaisseurs de la couche absorbante InGaAs et des zones de charge d'espace sont estimées par des mesures de capacité. En raison du caractère non abrupt des jonctions, les mesures de capacité ne permettent pas une détermination quantitative du dopage. Le courant de diffusion, non négligeable pour la diode InGaAs, est fortement contraint par la double hétérojonction. Il faut traiter séparément les mécanismes de diffusion verticale et latérale. La configuration matricielle vient ajouter une contrainte supplémentaire sur ce courant. Le courant de génération est à l’image des avancées technologiques actuelles, des matériaux de très bonne qualité et des diodes de faible taille. Le matériau massif contribue en proportion négligeable au courant d’obscurité en comparaison de la contribution des états d’interfaces, présents aux interfaces InSb/SiO ou InGaAs/InP. La maîtrise des étapes, de passivation pour l’InSb, et d’épitaxie pour l’InGaAs, sont les points critiques de ces technologies. Cette thèse a permis d’identifier les différents mécanismes responsables du courant d’obscurité des diodes InSb et InGaAs. Il est ainsi possible de pointer les étapes de fabrication critiques et de proposer des optimisations de design. Les moyens de caractérisation développés pour ces études pourront être utilisés sur la ligne de production. Ils permettront de contrôler la stabilité des procédés de fabrication, en particulier le dopage de la couche InGaAs et son épaisseur. Ces méthodes ont l'avantage d'être simples à mettre en œuvre, relativement peu coûteuses et surtout non destructives
Lynred is one of the major actors in the high quality cooled infrared detectors market, originally based on II-VI materials (HgCdTe), and more recently on III-V materials (QWIP, InSb, InGaAs). The InSb and InGaAs detectors are composed of photodiode organized in an array, in order to get a two dimension imager. The study reported here aim to enhance our comprehension of the dark current of these photodiodes. The subject is addressed in three steps: a study of the junction profile, an analyze of the phenomenon responsible for the dark current generated in the material’s bulk, and the highlighting of the interfaces role. The junction profile is established from sensibility optimized SIMS measurement. The thicknesses of the absorbing InGaAs layer, and of the space charge region, are obtained from capacity measurement. Because of the non-abrupt junction, the determination of the doping concentration can’t be achieved form the capacity. Diffusion current, which have to be taken into account for the InGaAs diode, is highly dependent upon the double heterojunction. Therefore, vertical and radial diffusion mechanisms have to be considered separately. Additionally, array configuration brings another constraint. Generation current is the witness of the actual technologies progresses, high quality materials with low default concentration and small sized diodes. Bulk material contribution is mostly negligible in comparison of the surface states one, localized at the InSb/SiO or the InGaAs/InP interfaces. Hence, the passivation process, or the epitaxy, is the critical point of those technologies. This thesis made it possible to identify the mechanisms responsible for the dark current of the InSb and InGaAs diodes, allowing us to point out the critical fabrication processes and to propose optimization of design. Characterization means developed during those three years might be used in the production line. It will allow monitoring the stability of the fabrication processes, especially the doping and thickness of the InGaAs absorbing layer. Those methods have the advantages of being simple to use, relatively cheap and above all non-destructives

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Jacob, Dominique R. "Principe de la mesure simultanée de distance et d'épaisseur de dépôts métalliques par capteur à courants de Foucault : conception et réalisation d'un dispositif." Paris 11, 1988. http://www.theses.fr/1988PA112148.

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Abstract:

Cette thèse présente l'étude d'un dispositif, utilisant un capteur à courants de Foucault, pour la mesure d'épaisseur, métalliques déposés sur un substrat métallique. Le capteur permet la mesure, je l'épaisseur de revêtement sans positionnement précis, du capteur par rapport à la tôle. Une modélisation prenant en compte la répartition du champ dans l’espace ainsi que les caractéristiques physiques des matériaux (résistivité, perméabilité) a été effectuée. Ce modèle a été validé expérimentalement. Il permet le dimensionnement du capteur que la prise en compte, de la température, des matériaux. Une application concernant la mesure d épaisseur des revêtements; de zinc sur un rôle d'acier est exposée. Les informations du capteur sont numérisées et traitée par un micro-ordinateur pour déduire simultanément la, distance du capteur à la tôle revêtue et l'épaisseur du revêtement
This thesis presents the design of a system, using an eddy current sensor, for measuring the thickness of metallic deposits on metallic sheets. The sensor, allows the thickness measurement without an accurate position of sensor and the sheet. A model which take account of the distribution of the flux in the space and of the physical properties (resistivity, permeability) of the materials has been developed. This model has been experimentally validated. It allows to take account of the temperature and to calculate the dimensions of the sensor. An application concerning the thickness measurement of zinc deposit on a steel sheet is exposed. The informations of the sensor are digitalised and processed by a microcomputer for calculating simultaneously the distance, between the sensor and the covered sheet, and the thickness of the deposit

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Caruso, Laure. "Giant magnetoresistance based sensors for local magnetic detection of neuronal currents." Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066272/document.

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Abstract:

L'étude de l'activité cérébrale nécessite des enregistrements simultanés à différentes échelles spatiales, d'une cellule unique aux aires corticales du cerveau. Ces mesures fournissent un aperçu sur la relation entre les structures, les fonctions et la dynamique des circuits neuronaux. Les techniques d'électrophysiologie apportent des informations cruciales sur l'activité électrique dans les neurones. Sonder localement la signature magnétique de cette activité donne des informations directes sur les courants neuronaux et la nature vectorielle d'une mesure magnétique renseigne sur la directionnalité du flux ionique neuronal sans le perturber. Le champ magnétique induit par les courants neuronaux est accessible par la magnetoencéphalographie (MEG), qui fournit la cartographie des champs neuromagnétiques à la surface du cerveau à l'aide des Superconducting Quantum Interference Devices (SQUIDs). Cependant, les mesures locales de courants neuronaux à l'échelle cellulaire nécessite des dispositifs miniaturisés et très sensibles. L'objectif de ce travail de thèse est de développer un nouvel outil pour la neurophysiologie, l'équivalent magnétique d'électrodes, nommé "magnetrodes", capable de détecter les courants neuronaux locaux par la détection magnétique. Les progrès récents de l'électronique de spin ont permis de donner naissance aux capteurs à magnétorésistance géante (GMR), qui offrent la possibilité d'être miniaturisé et suffisamment sensibles pour détecter des champs magnétiques très faibles, comme ceux émis par les neurones à l'échelle locale (de l'ordre du picotesla au nanotesla). Deux types de capteurs GMRs ont été développés au cours de ce travail, des sondes planes dédiées aux enregistrements en surface des tissues (tranche d'hippocampe, muscle ou cortex), les autres sont des sondes pointus, conçus pour pénétrer facilement les tissus et enregistrer localement les champs neuromagnétiques. Trois expériences ont été réalisées dont deux in vitro et une in vivo. Le premier potentiel d'action magnétique a été détecté in vitro à l'aide de sondes GMRs planes, résultant des courants axiaux dans un muscle de la souris. Le deuxième modèle analysé in vitro est la tranche d'hippocampe de cerveau de souris où les deux types de sondes ont été testés, montrant certains résultats préliminaires. Enfin, nous avons effectué les premiers enregistrements magnétiques in vivo sur le cortex visuel du chat, affichant des réponses corticales induites de l'ordre de 10-20 nTpp. Ces résultats ouvrent la voie à magnetophysiologie locale qui est une nouvelle approche d'exploration et d'interfaçage cerveau
Understanding brain activity requires simultaneous recordings across spatial scales, from single-cell to brain-wide network. Measurements provide insights about the relationship between structures, functions and dynamics in neuronal circuits and assemblies. Electrophysiological techniques carry crucial information about the electrical activity within neurons. Locally probing the magnetic signature of this activity gives direct information about neuronal currents and the vectorial nature of magnetic measurements provides the directionality of neuronal ionic flux without disturbing it. Noticeably, the magnetic signature induced by the neuronal currents is accessible through Magneto EncephaloGraphy (MEG), which provides neuromagnetic field mapping outside the head using Superconducting QUantum Interference Devices (SQUIDs). However, local measurements of neuronal currents at cellular scale requires small and very sensitive devices. The purpose of the present thesis work is to develop a novel tool for neurophysiology, the magnetic equivalent of electrodes, named “magnetrodes”, are able to detect the local neuronal currents through magnetic detection. Recent advances in spin electronics have given rise to Giant MagnetoResistance (GMR) based sensors, which offer the possibility to be miniaturized and sensitive enough to detect very weak magnetic fields like those emitted by neurons at local scale (in the picotesla to nanotesla range). Two kinds of GMR based sensors have been developed throughout this work, one of these are planar probes dedicated to surface measurements (hippocampus slice, muscle or cortex), the other kind are sharp probes, designed in a needle-shape to easily penetrate the tissues and locally record the neuromagnetic fields. Three experiments have been performed, either in vitro and in vivo. In the first experiment, an Action Potential has been detected magnetically in vitro by means of planar GMR sensors, resulting from axial currents within a mouse muscle. The second in vitro experiment analyzed the hippocampal mouse brain slices, where both planar and sharp probes were tested giving some preliminary results. Lastly we performed the first magnetic recordings in vivo on cat's cerebral cortex, displaying stimulus-induced cortical responses of 10-20 nT pp . These results pave the way for local magnetophysiology, a novel approach of brain exploration and interfacing

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Kielar, Marcin. "Photodétecteurs organiques : conception, caractérisation et étude des mécanismes de défaillance." Thesis, Bordeaux, 2016. http://www.theses.fr/2016BORD0226/document.

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Abstract:

Cette thèse concerne l’étude des photodétecteurs à base de matériauxsemi-conducteurs organiques (OPDs) sensibles à la lumière verte. Ces travaux sedivisent en cinq parties distinctes. Tout d’abord, une recherche bibliographique suiviedes notions fondamentales sur les matériaux et le fonctionnement des dispositifsorganiques est présentée. Ensuite, un travail sur la méthodologie concernant lafabrication de bancs expérimentaux et sur la métrologie garantissant l’exactitude desdonnées expérimentales sont effectués. Les méthodes de fabrication etd’optimisation, notamment le dépôt par sérigraphie, sont également présentées. Lapartie expérimentale concerne l’étude de l’origine du courant d’obscurité dans lesstructures organiques à base des matériaux donneur et accepteur d’électrons, laconception et la caractérisation d’un photodétecteur organique à l’état de l’art dontles performances optoélectroniques sont proches des dispositifs inorganiques baséssur la technologie silicium. Enfin, l’étude des mécanismes de dégradation d’uncapteur organique est présentée mettant en avant le rôle de l’oxygène et l’humidité
This thesis deals with the study of photodetectors based on organicsemiconductor materials (OPDs) that are sensitive to green light. There are five partsto this study. First, a bibliographic study following the fundamentals of organicmaterials and the working principle of organic photodetectors is presented. Then, anextended study on the methodology and metrology is detailed, which was carried outin order to design and fabricate new optoelectronic instruments that are able tocharacterize organic devices accurately. Fabrication and optimization steps oforganic photodetectors are detailed. The experimental section concerns the study onthe origin of the dark current in organic devices based on electron donor/acceptorsystems. A choice of materials is discussed and a full characterisation of state-of-theartorganic photodetectors is presented in detail. The measured performances wereclose to the those of inorganic sensors based on silicon technology. Finally, a studyof degradation mechanisms is presented which highlights the role of oxygen andmoisture

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Durnez, Clémentine. "Analyse des fluctuations discrètes du courant d’obscurité dans les imageurs à semi-conducteurs à base de silicium et Antimoniure d’Indium." Thesis, Toulouse, ISAE, 2017. http://www.theses.fr/2017ESAE0030/document.

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Abstract:

Le domaine de l’imagerie a toujours fait l’objet de curiosité, que ce soitpour enregistrer une scène, ou voir au-delà des limites de l’oeil humain grâce aux détecteursinfrarouges. Ces deux types d’imagerie sont réalisés avec différents matériaux. Dans le domainedu visible, c’est le silicium qui domine, car son absorbance spectrale correspond bien au spectrevisible et que ce matériau a été très étudié dans les dernières décennies. Dans le domainede l’infrarouge, plus particulièrement le MWIR (Middle Wave InfraRed), l’InSb est un boncandidat car il s’agit d’un matériau très stable. Cependant, certaines contraintes telles qu’unebande interdite étroite peuvent être limitantes et cela nécessite une température d’opérationcryogénique. Dans ces travaux, un signal parasite commun à ces deux matériaux est étudié : ils’agit du signal des télégraphistes (RTS : Random telegraph Signal) du courant d’obscurité. Cephénomène provient d’un courant de fuite de l’élément photosensible du pixel (photodiode).En effet, même dans le noir, certains pixels des imageurs vont avoir une réponse temporellequi va varier de façon discrète et aléatoire. Cela peut causer des problèmes de calibration, oude la mauvaise détection d’étoiles par exemple. Dans cette étude, deux axes principaux sontétudiés : la caractérisation du signal pour pouvoir mieux l’appréhender, et la localisation dessources à l’origine du RTS dans la photodiode afin d’essayer de l’atténuer
Imaging has always been an interesting field, all the more so as it is nowpossible to see further than human eyes in the infrared and ultraviolet spectra. For each fieldof application, materials are more or less adapted : in order to capture visible light, Siliconis a good candidate, because it has been widely studied, and is also used in our everydaylife. Concerning the infrared, more particularly the MWIR spectral band, InSb has provedto be stable and reliable, even if it need to operate at cryogenic temperatures because ofa narrow bandgap.. In this work, a parasitic signal called Random Telegraph Signal (RTS)which appears in both materials (and also others, such as HgCdTe or InGaAs) is analyzed.This signal comes from the pixel photodiiode and corresponds to a discrete dark currentfluctuation with time, like blinking signals. This can cause detector calibration troubles, orfalse star detection for example. This study aims at characterizing RTS and localize the exactorigin in the photodiode in order to be able to predict or mitigate the phenomenon

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Bitsindou, Pierre. "Contribution a l'etude et l'exploration de capteurs a courants de foucault utilisant des bobines plates pour la realisation d'un dispositif de detection selective et de positionnement en regard d'ecrous." Reims, 1989. http://www.theses.fr/1989REIMS002.

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Abstract:

On realise un capteur a courant de foucault permettant la detection selective et le positionnement des ecrous, des rivets et des trous places sur des plaques metalliques. Le capteur est constitue d'une bobine plate, formee de 2 spirales gravees sur les faces opposees d'un circuit imprime et inseree dans un circuit oscillant; on etudie la reponse frequentielle pour divers materiaux cibles

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Abdellatif, Meriem. "Continuité de service des entraînements électriques pour une machine à induction alimentée par le stator et le rotor en présence de défauts capteurs." Thesis, Toulouse, INPT, 2010. http://www.theses.fr/2010INPT0107/document.

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Abstract:

Le développement de commandes en boucle fermée pour des entraînements électriques nécessite l'installation de capteurs pour avoir l'information de la rétroaction. Cependant, un éventuel défaut survenant sur l'un des capteurs installés (de courant, de vitesse/position,…) implique un disfonctionnement de la commande conduisant dans la plupart du temps à la mise hors service du système. Ces conséquences sont contraires aux exigences des industriels qui demandent des degrés de fiabilité du système de plus en plus élevés. Des statistiques montrent que le défaut capteur est fréquent. Il est donc impératif de trouver des solutions pour assurer la continuité de service des systèmes électriques dans le cas de présence de ce type de défaut. Tout d'abord, l'étude présentée dans ce manuscrit présente les technologies des différents capteurs installés et ce pour comprendre les raisons et le type de pannes qui pourraient survenir. Ensuite, le système sur lequel la validation des algorithmes développés est décrit. Il s'agit d'un entraînement électrique basé sur une machine à Double Alimentation (MADA) fonctionnant en mode moteur et connectée au réseau via deux convertisseurs. La commande associée est une Commande Directe de Couple (CDC). Elle est validée en mode sain aussi bien par simulation qu'expérimentalement. Après, les études réalisées prennent en considération les défauts capteurs de courants alternatifs et de vitesse/position. Les algorithmes développés, permettant une continuité de service, utilisent une redondance analytique et sont basés sur l'estimation et aussi sur la Détection et l'Isolation d'un éventuel Défaut (DID). Ils sont caractérisés par leur simplicité. Aussi, ils ne sont pas gourmands en termes de consommation en ressources matérielles et leur temps d'exécution est très court. Enfin, la validation expérimentale de ces algorithmes montre bien leur efficacité en cas de défaut, vu que le système s'avère insensible au défaut et continue à fonctionner sans interruption. La commande obtenue est alors tolérante aux défauts capteurs
The development of closed loop controls for electrical drives requires the sensor installations in order to get feed back information. Nevertheless, any occurred sensor fault (current sensor,speed/position sensor,…) shows an operation system deterioration which leads in most cases to its shut down. This consequence is in contrast to industrial expectations especially concerning the system high accuracy that they are asking for. Statistic studies point out the sensor faults as frequent. So, it is necessary to find out solutions ensuring the system service continuity in case of any sensor fault. Firstly, the study presented in this work shows the used sensor technologies in order to understand both of the reason and the kind of occurred faults. Secondly, the studied system is presented which is an electrical drive based on a Doubly Fed Induction Machine (DFIM) operating in motor mode and connected to the grid by two inverters. The control developed is a Direct Torque Control (DTC). The control validation, in healthy operating mode, is realised throw simulation and experimentally. After, a study considering alternative current sensor and speed/position sensor faults are achieved. The developed algorithms are based on signal estimation, on a Fault Detection Isolation (FDI) and reconfiguration algorithms. In fact, they are simple to carry out, they don't need much hardware resources for implementation and their execution time is short. Finally, the experimental validation of the developed algorithms shows their efficiency. The system continues working even in presence of a sensor fault. Thus, the obtained control becomes a fault tolerant control thanks to these algorithms

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Mamdy, Bastien. "Nouvelle architecture de pixel CMOS éclairé par la face arrière, intégrant une photodiode à collection de trous et une chaine de lecture PMOS pour capteurs d’image en environnement ionisant." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSE1197/document.

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Abstract:

Grâce à l'explosion du marché grand public des smartphones et tablettes, les capteurs d'image CMOS ont bénéficiés de développements technologiques majeurs leur permettant de rivaliser voir même de devancer les performances des capteurs CCD. En parallèle, dans les domaines de l'aérospatial ou de l'imagerie médicale, des capteurs CMOS ont également été développés pour des applications à fortes valeurs ajoutées avec des technologies reconnues pour leur robustesse en environnement ionisant. Le travail de cette thèse a pour but de réunir dans une même architecture de pixel les dernières avancées technologiques développées pour les capteurs grands publics avec une solution novatrice de durcissement aux rayonnements ionisants récemment développée chez STMicroelectronics. Pour la première fois, cette nouvelle architecture de pixel de 1,4µm de côté et éclairée par la face arrière intègre une photodiode pincée verticale à collection de trous, une chaine de lecture composée de transistors PMOS et des tranchées d'isolation profondes à passivation passive ou active. Ce type de pixel a été conçu à l'aide de simulations TCAD en trois dimensions qui ont permis d'optimiser l'intégration de procédés pour sa fabrication. Il a été caractérisé et comparé à un pixel équivalent de type N avant et après irradiation par rayonnement gamma. Le pixel développé au cours de cette thèse présente intrinsèquement un plus faible courant d'obscurité que son homologue de type N et une meilleure résistance aux radiations. La passivation active des tranchées d'isolation profondes permet d'atténuer fortement l'impact des dégradations habituellement observées au niveau des interfaces Si/SiO2 et s'avère donc prometteuse en environnement ionisant. Des mécanismes intrinsèquement différents de formation de pixels blancs sous irradiation ont été mis en évidence pour les pixels de type P et de type N. Enfin, les technologies de l'éclairement par la face arrière et de la photodiode verticale contribuent chacune à la bonne efficacité quantique du pixel ainsi qu'à sa capacité de stockage importante
Thanks to the growing smartphones and tablets consumer markets, CMOS image sensors have benefited from major technology developments and are able to rival with and even outperform CCD sensors. In parallel, for spatial and medical imaging applications, CMOS sensors have been developed using technologies recognized for their robustness in harsh ionizing environment. This Ph.D. thesis work aims at combining in one single pixel architecture the latest technology developments driven by consumer applications with a novel solution for radiation hardening recently developed at STMicroelectronics. For the first time, this innovative back-side illuminated pixel architecture integrates within a 1.4µm pitch a vertical pinned photodiode based on hole-collection, a PMOS readout chain and deep trench isolation with either passive or active interface passivation. This pixel has been developed using 3D-TCAD simulations allowing fast and efficient optimization of its fabrication process. Through a series of electro-optical characterizations, we have compared its performances to its N-type equivalent before and after irradiation with gamma rays. The pixel developed during this thesis exhibits intrinsically lower level of dark current than its N-type counterpart and improved radiation hardness. Active passivation of deep trench isolation greatly decreases the impact of degradations usually observed at Si/SiO2 interfaces and therefore shows very promising results in ionizing environment. Evidence of intrinsically different mechanisms of white pixel formation under irradiation for N-type and P-type pixels have been presented. Finally, back-side illumination technology and the vertical photodiode both contribute to the pixel’s high full well capacity and good quantum efficiency

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Gabi, Yasmine. "Modélisation FEM du système de contrôle non destructif 3MA en ligne de production des aciers dual phase." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00749118.

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Abstract:

Les métallurgistes d'ArcelorMittal développent actuellement une nouvelle génération d'aciers " flat carbon" dédiés principalement au domaine automobile (aciers Dual- Phase ou DP). Afin d'augmenter la performance des aciers au carbone, ArcelorMittal développe une stratégie de production intelligente basée sur un contrôle non destructif en ligne de production en utilisant le capteur 3MA (Multi-Parameter Micro-Magnetic Microstructure and Stress Analyzis). Ce système a été développé par l'Institut Fraunhôfer IZFP ; il est dédié à divers domaines d'applications de contrôle non destructifs des aciers en ligne. L'objectif principal de cette recherche est de simuler le comportement magnétique du dispositif industriel 3MA via la méthode des éléments finis. La modélisation du système (dispositif CND et échantillon) présente des difficultés au niveau du maillage et du temps de calcul surtout avec la mise en œuvre du modèle d'hystérésis. En effet, le système présente une géométrie multi échelles spatiale et temporelle. Afin de palier à ces problèmes, une stratégie de calcul a été développée et validée en 2D, en séparant calcul haute fréquence (HF) et basse fréquence (LF). Cette méthode permet d'effectuer des calculs en plusieurs fois et prend moins d'espace mémoire. Le modèle d'hystérésis de Jiles-Atherton a été choisi pour sa précision et a été implémenté dans le code FEM Flux afin de décrire le comportement magnétique du matériau. Les résultats obtenus sont en accord avec les données expérimentales.

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Pedroli, Francesco. "Dielectric strength and leakage current : From synthesis to processing optimization." Thesis, Lyon, 2020. http://www.theses.fr/2020LYSEI014.

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Abstract:

Les polymères électro-actifs (EAP) tels que le P (VDF-TrFE-CTFE) se sont révélés très prometteurs dans le domaine des capteurs et actionneurs flexibles. Les avantages de l'utilisation des PAE pour les appareils électriques intelligents sont dus à leur faible coût, leurs propriétés élastiques, leur faible densité et leur capacité à être fabriqués en différentes formes et épaisseurs. Au cours des années précédentes, le terpolymère P (VDF-TrFE-CTFE) a attiré de nombreux chercheurs en raison de sa propriété ferroélectrique relaxante qui présente des phénomènes d'électrostriction élevés. Malgré leur attractivité, cette classe de matériaux possède encore deux limitations technologiques principales: une faible tension de claquage et le niveau élevé de courant de fuite lorsque des tensions élevées sont appliquées. La dépendance quadratique de la réponse de déformation et de la densité d'énergie mécanique sur le champ électrique appliqué met en évidence la pertinence du champ électrique de claquage EAP, tout en réduisant les pertes diélectriques. La faible rigidité diélectrique du terpolymère P (VDF-TrFE-CTFE) s'avère être une préoccupation majeure pour obtenir des performances d'actionnement élevées. De plus, le grand champ électrique nécessaire pour atteindre des niveaux de déformation satisfaisants (≥ 40 V / µm, environ) conduit inévitablement à un niveau élevé de courant de fuite et donc à une durée de vie courte. Ce travail démontre qu'il est possible d'augmenter considérablement le claquage électrique et de diminuer les pertes diélectriques en contrôlant les paramètres de traitement des procédés de synthèse et de fabrication des polymères. L'amélioration de la rigidité diélectrique intrinsèque est obtenue en ajustant le poids moléculaire du terpolymère et en améliorant la pureté de la dissolution polymère utilisée pour la fabrication de films de terpolymère. La réduction des pertes diélectriques, et avec une attention particulière aux pertes de conduction à haute tension (ou courant de fuite), est obtenue par l'introduction d'un nouveau traitement thermique dans le processus de fabrication du film, appelé recuit électro-thermique
Electro-active polymers (EAPs) such as P(VDF-TrFE-CTFE) was demonstrated to be greatly promising in the field of flexible sensors and actuators. The advantages of using EAPs for smart electrical devices are due to their low cost, elastic properties, low density and ability to be manufactured into various shapes and thicknesses. In earlier years, P(VDF-TrFE-CTFE) terpolymer attracted many researchers due to its relaxor-ferroelectric property that exhibits high electrostriction phenomena. Although their attractiveness, this class of materials still owns two main technological limitations: low breakdown voltage and the high level of leakage current when high voltages are applied. The quadratic dependence of the strain response and mechanical energy density on the applied electric field highlights the relevance of EAP breakdown electric field, while reducing the dielectric losses. The low dielectric strength of P(VDF-TrFE-CTFE) terpolymer turns out to be a main concern for achieving high actuation performances. Moreover, the large of electric field required to attain satisfactory levels of deformation (≥ 40 V/µm, about) inevitably lead to high level of leakage current and thus short life-time. This work demonstrates that it is possible to dramatically increase the electrical breakdown and decrease the dielectric losses by controlling processing parameters of the polymer synthesis and fabrication procedures. Enhancement of intrinsic dielectric strength is obtained by tuning the terpolymer molecular weight and by improving the purity of polymeric dissolution used for fabrication of terpolymer films. The reduction of dielectric losses, and with particular attention at the high-voltage conduction losses (or leakage current) are achieved by the introduction of a novel thermal treatment in the film fabrication process, called electro-thermal annealing

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Place, Sébastien. "Elaboration d’une technologie de pixels actifs à détection de trous et évaluation de son comportement en environnement ionisant." Thesis, Toulouse, ISAE, 2012. http://www.theses.fr/2012ESAE0037/document.

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Abstract:

Les capteurs d’images CMOS connaissent une croissance rapide vers des applications à fortes valeurs ajoutées. Certains marchés en devenir, comme les applications d’imagerie médicale,sont axés sur la tenue aux rayonnements ionisants. Des solutions de durcissement par dessin existent actuellement pour limiter les effets de ces dégradations. Cependant, ces dernières peuvent contraindre assez fortement certains paramètres du pixel. Dans ce contexte, cette thèse propose une solution novatrice de durcissement aux effets d’ionisation par les procédés.Elle suggère l’utilisation de pixels intégrant une photodiode pincée à collection de trous pour limiter la dégradation du courant d’obscurité : paramètre le plus sévèrement impacté lors d’irradiations ionisantes. Cette étude est donc premièrement centrée sur la modélisation et l’étude du courant d’obscurité sur des capteurs CMOS standards aussi bien avant qu’après irradiation. Ces dernières assimilées, un démonstrateur d’un capteur intégrant des pixels de1.4 μm à détection de trous est proposé et réalisé. Les résultats en courant d’obscurité, induit par la contribution des interfaces, montrent de belles perspectives avant irradiation. Ce capteur a d’ailleurs été utilisé pour effectuer une comparaison directe sous irradiation entre un capteur à détection de trous et d’électrons à design identique. Ces essais montrent une réduction significative du courant d’obscurité aux fortes doses. Des voies d’amélioration sont proposées pour améliorer l’efficacité quantique du capteur, principal point à optimiser pour des applications aussi bien grand public que médicales
CMOS image sensors are rapidly gaining momentum in high end applications. Some emerging markets like medical imaging applications are focused on hardening against ionizing radiation. Design solutions currently exist to mitigate the effects of these degradations. However, they may introduce additional limitations on pixel performances. In this context, this thesis proposes an innovative solution of hardening by process against ionization effects. It suggests using hole pinned photodiode pixels to mitigate the dark current degradation: one of the most severely impacted parameter during ionizing radiation. This study is first focused on the modeling and understanding of dark current variation on standard CMOS sensors before and after irradiation. Next, a sensor integrating hole-based 1.4 micron pixels is proposed and demonstrated. Dark current performances induced by interfaces contribution are promising before irradiation. A direct comparison under irradiation between hole and electron based sensors with similar design has been carried out. These experiments show a significant reduction in dark current at high doses. Ways of improvement are proposed to enhance the quantum efficiency of this sensor, the main area for improvement as well consumer as medical applications

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Delmas, Marie. "Analyse des performances des photodiodes à superréseaux InAs/GaSb pour le moyen infrarouge." Thesis, Montpellier, 2015. http://www.theses.fr/2015MONTS260.

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Abstract:

Dans le domaine de la photodétection infrarouge (IR) haute performance refroidie, le photodétecteur à superréseaux (SR) InAs/GaSb est une filière émergente qui peut compléter les technologies déjà établies. Grâce à des années de recherche, l'Institut d'Electronique du Sud (IES) de l'Université de Montpellier a développé une expertise sur la croissance du matériau SR InAs/GaSb par épitaxie par jets moléculaires et sur la fabrication technologique des photodiodes pin dont les performances sont à l'état de l'art mondial dans le moyen IR (3-5µm). Au cours de cette thèse, nous avons étudié deux périodes différentes de SR comme zone active de photodiodes pin ayant une longueur d'onde de coupure à 5 µm à 80K : une riche en InAs (InAs-rich) et l'autre riche en GaSb (GaSb-rich). Ces structures SR présentent des caractéristiques électriques et électro-optiques très différentes. Notamment, les densités de courant de la structure InAs-rich sont très bonnes, de l'ordre de 10-8A/cm2 à 80K, alors que celles de la structure GaSb-rich sont deux décades plus élevées. L'objectif de cette thèse était donc d'analyser les performances de ces photodiodes. Pour cela, nous avons développé une méthode de simulation avec l'outil TCAD SILVACO. Appliquée tout d'abord aux structures InAs-rich, nous avons mis en évidence que ces diodes sont limitées à basse température (typiquement < 120K) par le courant de génération-recombinaison et/ou par le courant tunnel assisté par pièges. La durée de vie extraite de la simulation suit une variation en T-1/2, démontrant que les mécanismes limitant les photodiodes est la génération-recombinaison SRH. Appliquée aux structures GaSb-rich, l'approche SILVACO ne peut expliquer les résultats en courant. Nous démontrons que ces résultats sont fortement liés à la présence du champ électrique dans la zone d'absorption du composant. Cela génère à faible polarisation, un fort courant tunnel, au travers des états Wannier-Stark localisés, qui pénalise fortement le courant d'obscurité et cela malgré des améliorations obtenues au niveau du matériau. Pour finir, nous établissons des règles de dimensionnement de structures à barrière et nous proposons une structure à SR pour le lointain infrarouge
Among the high performance cooled infrared (IR) photodetector systems, the InAs/GaSb superlattice (SL) is an emerging material which may complement the currently technologies already established. Over the last 10 years, the Institut d'Electronique du Sud (IES) of the University of Montpellier has developed skills in both the growth of SL materials by molecular beam epitaxy and the process fabrication of pin photodiodes. The photodiode fabricated by the IES group are at the state of the art in the mid IR (3 – 5 μm). During this thesis, we studied two structures with different SL periods for the pin active zone showing the same cut-off wavelength of 5 μm at 80K: the structure called InAs-rich structure presents InAs layer thicker than the GaSb layer in each SL period while this configuration is reversed in the case of the GaSb-rich structure. These SL structures have very different electrical and electro-optical characteristics. In particular, the current densities of the InAs-rich structure are very good, about 10-8 A/cm2 at 80K - two orders of magnitude greater than that of GaSb-rich. The aim of this thesis work was therefore to analyze the performance of these photodiodes. For this purpose, we developed a simulation method with the SILVACO TCAD tool. Using this tool, we found that the InAs-rich diodes are limited at low temperatures (typically under 120K) by generation recombination and/or by assisted tunneling currents. The lifetimes extracted from the simulation follows the T-1/2 law, which demonstrates that the limiting mechanism is SRH recombination. However, we found that we could not study the current densities of the GaSb-rich structure using the same procedure. We demonstrate that these results are strongly related to the presence of the electric field in the absorption zone of the device. This electric field generates, at low biases, a strong tunneling current through localized Wannier-Stark states, which strongly limits the overall current despite material improvements. Finally, we define the design conditions to achieve an optimized SL barrier structure and propose a design for SL structures targeting the long wavelength domain

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Virmontois, Cédric. "Analyse des effets des déplacements atomiques induits par l’environnement radiatif spatial sur la conception des imageurs CMOS." Thesis, Toulouse, ISAE, 2012. http://www.theses.fr/2012ESAE0009/document.

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Abstract:

L' imagerie spatiale est aujourd'hui un outil indispensable au développement durable, à la recherche et aux innovations scientifiques ainsi qu’à la sécurité et la défense. Fort de ses excellentes performances électro-optiques, de son fort taux d’intégration et de la faible puissance nécessaire à son fonctionnement, le capteur d’images CMOS apparait comme un candidat sérieux pour ce type d’application. Cependant, cette technologie d’imageur doit être capable de résister à l’environnement radiatif spatial hostile pouvant dégrader les performances des composants électroniques. Un nombre important d’études précédentes sont consacrées à l’impact des effets ionisants sur les imageurs CMOS, montrant leur robustesse et des voies de durcissement face à de telles radiations. Les conclusions de ces travaux soulignent l’importance d’étudier les effets non-ionisants, devenant prépondérant dans les imageurs utilisant les dernières évolutions de la technologie CMOS. Par conséquent, l’objectif de ces travaux de thèse est d’étudier l’impact des effets non-ionisants sur les imageurs CMOS. Ces effets, regroupés sous le nom de déplacements atomiques, sont étudiés sur un nombre important de capteurs d’images CMOS et de structures de test. Ces dispositifs sont conçus avec des procédés de fabrication CMOS différents et en utilisant des variations de règle de dessin afin d’investiguer des tendances de dégradation commune à la technologie d’imager CMOS. Dans ces travaux, une équivalence entre les irradiations aux protons et aux neutrons est mise en évidence grâce à des caractéristiques courant-tension et des mesures de spectroscopie transitoire de niveau profond. Ces résultats soulignent la pertinence des irradiations aux neutrons pour étudier les effets non-ionisants. L’augmentation et la déformation de l’histogramme de courant d’obscurité ainsi que le signal télégraphique aléatoire associé, qui devient le facteur limitant des futures applications d’imagerie spatiale, sont évalué et modélisés. Des paramètres génériques d’évaluation des effets des déplacements atomiques sont mis en évidence, permettant de prévoir le comportement des capteurs d’images CMOS en environnement radiatif spatial. Enfin, des méthodes d’atténuation et des voies de durcissement des imageurs CMOS limitant l’impact des déplacements atomiques sont proposées
Today, space imaging is an essential tool for sustainable development, research and scientific innovation as well as security and defense. Thanks to their good electro-optic performances and low power consumption, CMOS image sensors are serious candidates to equip future space instruments. However, it is important to know and understand the behavior of this imager technology when it faces the space radiation environment which could damage devices performances. Many previous studies have been focused on ionizing effects in CMOS imagers, showing their hardness and several hardening-by-design techniques against such radiations. The conclusions of these works emphasized the need to study non-ionizing effects which have become a major issue in the last generation of CMOS image sensors. Therefore, this research work focuses on non-ionizing effects in CMOS image sensors. These effects, also called displacement damage, are investigated on a large number of CMOS imagers and test structures. These devices are designed using several CMOS processes and using design rule changes in order to observe possible common behaviors in CMOS technology. Similarities have been shown between proton and neutron irradiations using current-voltage characteristics and deep level transient spectroscopy. These results emphasize the relevance of neutron irradiations for an accurate study of the non-ionizing effects. Then, displacement damage induced dark current increase as well as the associated random telegraph signal are measured and modeled. Common evaluation parameters to investigate displacement damage are found, allowing imager behavior prediction in space radiation environment. Finally, specific methods and hardening-by-design techniques to mitigate displacement damage are proposed

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Rafael, Rémi. "Étude des propriétés piézorésistives de jonctions tunnel MIM pour la réalisation de jauges de déformations." Thesis, Lyon, 2018. http://www.theses.fr/2018LYSEI105/document.

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Abstract:

De nouvelles applications émergent avec le développement de l’électronique souple comme des panneaux tactiles pliables, ou des capteurs de mouvement humain portables (wearable). Les technologies bien maîtrisées des jauges silicium sont mal adaptées à ces usages (faible élongation maximale, hautes températures de fabrication). Dans ce contexte, il est nécessaire de développer de nouveaux types de jauges. De nombreuses alternatives sont étudiées, qu’on peut diviser en deux catégories principales : les transducteurs nanoscopiques et les transducteurs composites. Dans ce travail, on étudie la possibilité d’utiliser une jonction tunnel MIM (Métal Isolant Métal) comme jauge de contrainte. Ce genre de dispositif est très peu étudié dans la littérature et la structure utilisée est généralement de type MIS (Métal Isolant Semi-conducteur). À chaque fois, la sensibilité du dispositif est expliquée par les propriétés du semi-conducteur (silicium). Les objectifs de cette thèse sont donc la compréhension des propriétés piézorésistives des jonctions MIM, l’optimisation de leur sensibilité et la fabrication d’un démonstrateur exploitant les technologies de la plastronique. Des jonctions de différentes natures (électrodes de différents métaux) sont fabriquées par évaporation et par ALD (Atomic Layer Deposition). La variation du courant en fonction de la contrainte est mesurée grâce à un banc de flexion. Le facteur de jauge associé est indépendant de la nature des électrodes mais varie fortement (de 40 à 75) en fonction du sens de polarisation de la jonction. Le facteur de jauge associé à la variation sous contrainte des paramètres géométriques (épaisseur et surface) est calculé mais reste inférieur à 13. Les phénomènes géométriques ne peuvent donc pas expliquer la sensibilité observée. L’étude de l’équation du courant Fowler Nordheim (identifié comme courant dominant dans nos jonctions) montre que cette sensibilité doit être associée à la variation sous contrainte de la hauteur de barrière aux interfaces métal/isolant, et/ou de la masse effective des électrons dans l’alumine. Des mesures de photoémission sont réalisées pour mesurer la hauteur de barrière des jonctions. À terme, cette méthode pourrait permettre de mesurer la variation sous contrainte, et donc de comprendre pleinement l’origine de la sensibilité des jonctions MIM. Pour finir, un démonstrateur intégrant des jauges MIM à effet tunnel (capteur de pression) est réalisé avec un substrat souple en polyimide rigidifié par une structure imprimée en 3D. Ce dispositif démontre la compatibilité des méthodes de fabrication des MIM avec les technologies souples et plastiques
New applications are emerging with de development of flexible electronic like flexible touch panels and wearable movement sensors. The well mastered silicon technologies are ill adapted to these uses (low maximal elongation, high fabrication temperatures). In this context, it is necessary to develop new types of strain gauges. Numerous possibilities have been studied that can be divided in two main categories: nanosomic transducers and composite transducers. In this work, we study the possibility to use a MIM (Metal Insulator Metal) tunnel junction as strain gauge. This kind of structure is very unusual in the literature were the only similar article are based on MIS (Metal Insulator Semiconductor) junctions. The objectives of this thesis are thus the understanding of the piezorisistive properties of MIM structures, the optimisation of their sensitivity, and the realisation of a sensor prototype exploiting plastonic technologies

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Miller, Dominique. "Contribution à l'étude et à la réalisation d'une sonde multi-éléments à courants de Foucault et de l'instrumentation associée, destinée à la détection et la reconstruction tomographique de défauts dans les tubes de générateurs de vapeur." Cachan, Ecole normale supérieure, 1998. http://www.theses.fr/1998DENS0039.

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Abstract:

Compte-tenu des progrès en matière de modélisation des dispositifs à courants de Foucault, et de résolution des problèmes inverses, on peut espérer pouvoir utiliser bientôt les outils de l'imagerie pour la reconstruction de défauts de pièce métalliques. Encore faut-il disposer d'un capteur approprie, qui échantillonne correctement le champ magnétique et qui soit modélisable. Dans cette thèse, nous présentons les pré déterminations nécessaires à la réalisation d'un capteur multiéléments, dans le cadre du contrôle à grande vitesse de tubes de générateurs de vapeurs. Cela conduit en la conception d'une sonde de type microsystème, avec détecteurs sur silicium et électronique de conditionnement embarquée. Par ailleurs, la reconstruction tomographique étant une opération coûteuse en temps de calcul, et elle ne doit être appliquée que sur des zones suspectes. Nous proposons un pré traitement rapide et efficace, base sur l'analyse en composantes principales pour détecter de telles zones, malgré un rapport signal à bruit souvent très mauvais. L'ensemble sonde/pré traitement donne des résultats très satisfaisant en termes de détection, et doit permettre par la suite une reconstruction tomographique des défauts.

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Msaed, Aline. "MICRO CAPTEUR MAGNETIQUE DE MESURE DE COURANT ET TRAITEMENT INTEGRE." Phd thesis, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00471458.

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Abstract:

Les travaux décrits dans cette thèse portent sur la mesure de courant à partir de mesure de champ magnétique sans canalisation de flux. Une nouvelle structure de capteur de courant basée sur une mesure différentielle du champ magnétique a été réalisée. Elle consiste à disposer un seul capteur magnétique différentiel linéaire du type fluxgate au-dessus des sections d'un conducteur en forme U traversé par le courant à mesurer. Utilisant cette structure, nous avons pu améliorer la précision et assurer une bonne réjection des perturbations magnétiques extérieures. Cette structure a été étudiée théoriquement et validée expérimentalement. Les impacts de divers facteurs de réalisation ont été étudiés à l'aide de calculs analytiques, des simulations par éléments finis et des mesures. L'intégration de cette nouvelle structure faciliterait la dissémination de capteurs de courant.

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Bento, Christophe. "Détermination de la réduction d’épaisseur d’une tôle en acier enrobée - Étude de faisabilité d’une méthode de mesure physique électromagnétique." Master's thesis, 2005. http://hdl.handle.net/10362/48568.

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Abstract:

Tese arquivada ao abrigo da Portaria nº 227/2017 de 25 de julho.
Ce document constitue le rapport de mon projet de fin d'études à l'Ecole Nationale Supérieure de Physique de Grenoble dans la filière Instrumentation Physique. Il expose mon étude de faisabilité d’une méthode de mesure physique électromagnétique en vue de la détermination de la réduction d’épaisseur d’une tôle en acier enrobée. Cette tôle en acier est constitutive d'une conduite d'eau, puisée en mer ou en rivière, et sous pression alimentant un circuit de refroidissement de centrale nucléaire EDF. Le circuit est classé Important Pour la Sûreté et doit donc être étanche et résistant. L'acier de ces conduites (tôle cylindrique étanche et armature) est soumis à la corrosion. EDF souhaite, dans le cadre du maintient en conditions opérationnelles du circuit, disposer d'un outil permettant de déceler la réduction de l'épaisseur de la tôle cylindrique. Mon projet de fin d'études a eu pour but de déterminer la faisabilité d'une telle mesure au moyen d'une méthode de Contrôle Non Destructif électromagnétique. Dans une première partie, vous trouverez dans ce document une présentation du Commissariat à l'Energie Atomique ainsi que des unités allant jusqu'au Laboratoire de Contrôle par Méthodes Electromagnétiques au sein duquel s’est déroulé mon projet de fin d’études. Il présente également l'EDF et particulièrement sa R&D à laquelle est rattaché Gauthier VERCOUTERE, le responsable de ce stage. La deuxième expose la problématique du projet entrepris ainsi que son enjeu, la description des conduites BONNA et les axes de l'étude. Le fruit d'une recherche bibliographique est présenté dans une troisième partie. La quatrième partie rappelle le principe des courants de Foucault appliqués au Contrôle Non Destructif. Les deux chapitres qui succèdent présentent, le logiciel utilisé pour la simulation (CIVACF/ Messine) et les résultats des essais expérimentaux réalisés. Les annexes apportent des compléments d'information au sujet du projet de fin d'études, de la société BONNA SABLA, des caractéristiques dimensionnelles des conduites, du moyen d'essai utilisé lors des essais et une biographie de Jean Bernard Léon Foucault. Une première série d'essais SANS ARMATURE a été menée apportant des résultats concluants. La corrélation entre la simulation et les essais est très bonne. La prise en compte de l'armature du béton modifie les valeurs de mesure, ce qui était pressenti. Une connaissance de sa position est nécessaire afin d'interpréter correctement les mesures. Les informations épaisseur de tôle et entrefer peuvent être séparées des signaux de mesure. Le niveau des signaux renseignant sur l'épaisseur de la tôle est cependant 29 dB plus faible que celui concernant l'entrefer. La discrimination entre une tôle de 0,5 mm d'épaisseur et une autre de 2 mm, est possible. Ce projet de fin d'études a permis de vérifier la faisabilité de la détermination de la réduction d’épaisseur d’une tôle en acier enrobée au moyen d’une méthode de mesure physique électromagnétique.

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Maloberti, Olivier. "CONTRIBUTION A LA MODELISATION DE LA DYNAMIQUED'AIMANTATION DANS LES MATERIAUX MAGNETIQUES DOUX : CARACTERISATION ET SIMULATION." Phd thesis, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00156657.

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Abstract:

Les matériaux magnétiques doux (Fe, Ni, Co, ... sous forme cristalline, polycristalline ou amorphe) sont utilisés en électrotechnique pour convertir l'énergie, guider les lignes de flux et transmettre des signaux. Leur principale caractéristique est de s'aimanter aisément. Ces matériaux sont aussi conducteurs et des courants sont induits en régime transitoire et périodique. Ces derniers peuvent être classiquement
diffusés à une échelle macroscopique mais aussi et surtout localement induits dans une microstructure magnétique en mouvement et réarrangement incessant. Ces effets d'amortissement et de pertes dynamiques ont plusieurs conséquences parfois difficilement prévisibles:
des pertes d'énergie, des temps de retard, de la distorsion de signal et de la rémanence. Nous nous intéressons à la recherche de modèles
fidèles dans le but de comprendre les propriétés des matériaux ferromagnétiques doux en régime statique et dynamique et de simuler avec précision le comportement des dispositifs électrotechniques. Nous choisissons de nous concentrer particulièrement sur l'effet des courants induits microscopiques en plus de ceux macroscopiques, puisqu'ils sont à l'origine des pertes en excès et de l'hystérésis dynamique qui sont observées expérimentalement.
Après avoir longuement étudié la problématique, les enjeux et les modèles existants; nous avons entrepris la construction d'une représentation des matériaux à l'échelle mésoscopique, intermédiaire entre l'échelle microscopique et macroscopique, utilisable aussi bien en Ingénierie des Matériaux qu'en simulation numérique type Eléments Finis. Pour ce, les équations de champs dans la matière ont été redérivées en présence des processus physiques dynamiques mis en jeu.
Ensuite nous nous sommes attachés à résoudre analytiquement certains problèmes simples pour appréhender les apports et limites de
notre modélisation. Il s'est agit de comparer la théorie à l'expérience et de caractériser des échantillons sur bancs de mesure normalisés.
Enfin, nous avons mis en oeuvre, à l'aide d'une méthode numérique (la Méthode des Eléments Finis), des formulations électromagnétiques 3-D et 2-D dédiées. Nous les avons testées sur des cas tests simples en les comparant systématiquement aux résultats standards et antérieurs, aux calculs analytiques et aux observations. Des premières configurations simples d'applications de sécurité électrique ont aussi été simulées et étudiées : un transformateur de courant et un actionneur électromécanique.

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Dissertations / Theses on the topic 'Capteurs de courant fluxgate'

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