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Dissertations / Theses on the topic 'Détecteurs de gaz – Gaz – Analyse'
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Ngo, Kieu An. "Etude d'un système multiplicateur pour la détection sélective des gaz." Aix-Marseille 3, 2006. http://www.theses.fr/2006AIX30018.
Full textAbstract:
Le manque de sélectivité des capteurs de gaz à base d'oxyde métallique est la principale limite à leur utilisation. Afin de pallier ce problème, nous avons proposé dans ce travail une solution basée sur la combinaison de plusieurs capteurs et de méthodes de traitement de données. Pour ce faire, un banc de test incluant une matrice composée de plusieurs capteurs a été réalisé. Nous avons étudié deux procédures de chauffage des capteurs (mode isotherme et modulation thermique). L'analyse en composantes principales et les réseaux de neurones artificiels ont été utilisés pour traiter les données issues des capteurs. La première méthode de chauffage, appliquée à une matrice de six capteurs, a permis de classer et d'identifier cinq gaz (CO, NH3, H2S, C2H2 et NO) à une concentration de 100 ppm. De plus, nous avons pu mesurer la concentration de CO et NO en mélange avec une erreur acceptable (valeur du RMSEPr d'environ 10 %). La deuxième procédure de chauffage, utilisée avec une matrice de quatre capteurs, a permis d'identifier trois gaz (CO, C2H2, H2S) avec des concentrations variant de 25 ppm à 100 ppmChemical sensors based on metallic oxide undergo a significant lack of selectivity to gases. To overcome this problem, we proposed a solution based on the electronic nose approach, i. E. The combination of several sensors with appropriate pattern recognition methods. A semi-automatic test bench including a matrix composed of several commercial gas sensors was carried out. We used two sensor heating procedures (isotherm mode and temperature modulation mode). Principal component analysis and artificial neural networks were used as pattern recognition techniques. The first heating procedure, applied to a six-sensor array, allowed to classify and to identify five toxic gases (CO, NH3, H2S, C2H2 and NO, each gas concentration was 100 ppm). Moreover, the quantification of gas in binary mixtures was satisfactory, with a RMSEPr value of about 10 %. The second heating procedure, applied to a four-sensor array, allowed to identify three reducing gases (CO, C2H2, and H2S) with concentrations varying from 25 ppm to 100 ppm
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Mertens, Johann. "Conception d'un microlevier et analyse de sa réactivité avec un gaz : application à la réalisation d'un capteur de détection de florure d'hydrogène." Dijon, 2003. http://www.theses.fr/2003DIJOS055.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail était le développement d'un capteur de fluorure d'hydrogène (HF) par réponse mécanique de microleviers SiOx et Si3N4 de dimensions 2003́00́,5 æm. Leur élaboration utilise des méthodes de dépôts de couches minces, de lithographie et de gravure ionique réactive. Une étude XPS, SIMS, AFM des couches sensibles montre une attaque latérale pour SiOx et transverse pour Si3N4. Une fine couche d'or (inerte au HF) est déposée sur l'une des faces du levier, le rendant sensible à la température et la tension de surface. La sensibilité du système à la température, la pression et le taux d'humidité a été déterminée. La réactivité du microlevier vis-à-vis de HF a été mesurée en terme de déflexion et de fréquence de résonance. La réponse du capteur dépend de la dose de HF introduite dans la cellule. Le gaz est ainsi détecté en terme de déflexion irréversible jusqu'à 260 ppb. L'influence de la rugosité de surface et de la stœchiométrie des couches réactives a été démontréeThe objective of this work was the development of an hydrogen fluoride (HF) sensor by mechanical response of SiOx and Si3N4 microcantilevers that have typical dimensions of 2003́00́. 5 æm. Their fabrication uses thin films coating, lithography and reactive ion etching processes. A XPS, SIMS, AFM study of the dielectric layers shows a lateral etching orientation for SiOx and a transversal one for Si3N4. A gold layer (not reactive) is deposited on one face of the cantilever, making it sensitive to both temperature and surface stress. The sensitivity of the system to the temperature, pressure and humidity has been defined. SiOx and Si3N4 layers reactivity toward HF was measured in term of deflection and frequency resonance variation. The response of the sensor depends on the amount of HF introduced into the cell. The gas is then detected in term of irreversible deflection until 260 ppb. The influence of the surface roughness and stoichiometry of the reactive layers was demonstrated
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Mouton-Chazel, Valérie. "Analyse des processus d'adsorption à l'interface solide-gaz par l'étude du phénomène de polarisation." Montpellier 2, 1994. http://www.theses.fr/1994MON20155.
Full textAbstract:
La partie experimentale de ce travail a consiste a etudier la conductivite de polarisation en fonction de la frequence, d'echantillons de zeolithe faujasite na-13x, soumis a des pressions partielles de solvants polaires ou apolaires. Cette etude a ete entreprise dans le but de realiser un detecteur de vapeurs nocives, qu'il serait possible de disposer a l'interieur des cartouches des masques de protection respiratoire, afin de reperer in situ leur saturation. Nous avons developpe une interpretation theorique qui nous a conduits a modeliser l'influence du phenomene d'adsorption sur la mesure de la conductivite de polarisation. Ce modele rend compte de facon satisfaisante des resultats experimentaux que nous avons obtenus. Dans le cas particulier de l'adsorption d'eau sur la zeolithe etudiee, nous avons mis en evidence la correspondance entre l'enthalpie differentielle d'adsorption et un terme w#h, lie a la conductivite de polarisation. Pour verifier la validite de cette interpretation, des mesures de courants thermiquement stimules ont permis de preciser la signification des parametres utilises pour exploiter nos resultats experimentaux. Ceci a egalement apporte des informations complementaires de la modelisation que nous avons proposee
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Boulmani, Radouan. "Etude et réalisation d'un microcapteur à base d'oxyde de tungstène pour la détection d'ozone." Aix-Marseille 3, 2006. http://www.theses.fr/2006AIX30024.
Full textAbstract:
Les capteurs de gaz à base d'oxydes métalliques réalisés sur des substrats de silicium présentent la majorité des dispositifs de détection de gaz disponible dans le commerce. Le problème majeur rencontré par ces capteurs, est souvent, le manque de sélectivité, de reproductibilité, et la faible sensibilité. Dans ce travail nous avons réalisé, en utilisant les techniques de la microélectronique, un microcapteur à base d'oxyde de tungstène (WO3) pour la détection d'ozone. Le capteur est constitué de deux électrodes intergiditées de platine et d'une couche mince de WO3 (~60nm) déposée par pulvérisation cathodique réactive magnétron radio fréquence, sur un substrat SiOs/Si. Cette technique de dépôt nous a permis de contrôler la morphologie des couches déposées. Nous avons étudié l'influence de plusieurs paramètres. La tension d'auto polarisation, agit plus particulièrement sur la densité des couches déposées. Le pourcentage d'oxygène présent dans le plasma durant le dépôt affecte essentiellement la taille des grains, le temps de dépôt agit linéairement sur l'épaisseur da la couche, dans la gamme étudiée. La corrélation entre la morphologie de l'élément sensible et la réponse du capteur à l'ozone, nous a permis de déterminer le process de réalisation d'un capteur qui présente ; une forte réponse à l'ozone (R ozone/R air= 335), de manière reproductible et stable. Nous avons trouvé qu'une morphologie granuleuse homogène avec de petits grains (~60nm), et une surface spécifique large est la plus adaptée pour l'application capteur de gaz. Cette morphologie a été obtenue pour des couches déposées pendant 10 min avec une tension d'autopolarisation égale à -200V, et un rapport oxygène-argon égale à 1. Nous avons également étudié l'influence da la température de fonctionnement des capteurs en présence d'ozone. Cette température joue un rôle très important pour l'activation des phénomènes d'adsorption et de désorption de l'ozone. Les capteurs réalisés présentent des réponses optimales pour une température de fonctionnement de 250°C, plus basse que celles décrites dans la littératureThe gas sensors based on metallic oxides carried out on substrates of silicon present the majority of the devices of gas detection available in the Irade. The major problem encountered by these sensors, is often, the lack of selectivity, reproducibility, and the low sensitivity. In this work we realized, by using the micro-electronics techniques, a microsensor based on WO3 for the ozone detection. The sensor consists of two intergidited electrodes of platinum and of a thin layer of WO 3 (~ 60nm) deposited on SiO 2 / Si by R. F. Magnetron reactivate sputtering. This technique allows controlling the morphology of deposited layers- We studied the influence of several parameters. The self biasing voltage, acts more particularly on the density of me deposited layers. The percentage of oxygen present in plasma during the deposit affects primarily the size of the grains, the deposit time acts linearly on the layer thickness, in the studied range. The correlation between the sensitive layer morphology and the sensor response to ozone, enabled us to determine the realization process of a sensor which presents : a good response to ozone (R ozone / R air = 335), in a reproducible and stable way. We found that a homogeneous, granulose morphology with a small grains (~ 60nm), and a large specific surface is adapted for the gas sensor application. This morphology was obtained for layers deposited during 10 min with a self biasing voltage equal to -200 V, and an oxygen-argon ratio equal to 1. We also studied the influence of the operating temperature on the sensors responses to ozone. This temperature plays a very significant role for the activation of the adsorption and desorption phenomena. The produced sensors present optimal responses for an operating temperature equal to 250 °C, lower than those described in the literature
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Strobel, Pascal. "Conception et réalisation d'un système multicapteurs portable intelligent en vue de la détection des gaz polluants N02, H2S et S02 en mélange de faible concentration." Metz, 2006. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/2006/Strobel.Pascal.SMZ0641.pdf.
Full textAbstract:
Les systèmes multicapteurs intelligents de gaz (nez électroniques) connaissent actuellement un développement accru pour de nombreux domaines d'applications. Inscrit dans le large domaine de la lutte contre la pollution atmosphérique, notre travail a pour but principal la réalisation et la validation d'un nez électronique portable et autonome. Après avoir situé ce besoin dans le cadre de la mesure en continu des polluants atmosphériques et présenté le principe de nez électronique, nous établissons les propriétés requises du prototype à concevoir. Pour répondre aux critères de flexibilité, faible coût, robustesse et portabilité, nous justifions le choix des capteurs de gaz (six capteurs à oxydes métalliques), de l'unité intelligente (microcontrôleur et mémoire Compact Flash), ainsi que des autres composants et leur assemblage. Le prototype réalisé a été validé en laboratoire pour la détection de trois gaz polluants : H2S, NO2 et SO2 seuls ou en multiples mélanges, en faible concentration correspondant à une pollution industrielle près de sources émissives. Plusieurs paramètres représentatifs des différentes phases et variations des réponses temporelles des capteurs ont été sélectionnés. Une base d'apprentissage est constituée à partir de ces paramètres et exploitée à l'aide d'une méthode de classification supervisée (Analyse Factorielle Discriminante). Nous avons obtenu une très bonne classification de la composition des atmosphères gazeuses étudiées, ainsi que des concentrations de chaque constituant. Les règles de décision établies et implantées dans la mémoire du prototype ont permis l'identification avec succès des échantillons inconnusThe intelligent gas sensor array systems (electronic nose) present an increasing development in many fields of applications. Concerning the campaign against the atmospheric pollution, the principally aim of our work is to realize and to validate a portable and autonomous electronic nose. After a state of the art on real time measurement of pollutant gases and the presentation of the principle of an electronic nose, a nomination of requirements for the engineering of a prototype is indicated. In order to fulfil the criteria of flexibility, cheapness, robustness and portability, we justify the choice of the six metal oxide gas sensors and the intelligent unit (microcontroller and Compact Flash memory) as well as the other components and their assembly. The realized prototype has been validated in laboratory for the detection of three pollutants gases: H2S, NO2 and SO2 in isolated state or in various mixtures with the small concentrations of industrial pollution near of emission sources. We have chosen multiple representative parameters of different phases and variations of the response of all the sensors. These parameters constitute a learning base and they are explored by a supervised classification method (Discriminant Factorial Analysis). We obtain a very good classification of the studied gas atmospheres as well as the concentrations of each atmospheric component. The obtained decision rules, which have been established in the memory of the prototype, allow the successfully identification of unknown gas composition samples
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Perdreau, Nicolas. "Application des méthodes d'analyse multivariables à la détection quantitative de gaz par microcapteurs à base de dioxyde d'étain." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 2000. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00820773.
Full textAbstract:
La conductivité électrique du dioxyde d'étain varie en fonction de la température du matériau, de la nature et de la concentration de gaz environnant. Ce travail de thèse montre que le traitement par les méthodes d'analyse multivariables des signaux de conductance électrique d'un seul capteur, obtenus en descente de température, permet la détermination de concentrations de mélanges binaires ou ternaires d'éthanol (0-80ppm), de monoxyde de carbone (0-300ppm) et de méthane (0-1000ppm). Une partie de cette étude a été consacrée à la conception et à la réalisation d'un banc automatique de tests permettant l'acquisition des conductances électriques de quatre capteurs en cycle thermique et sous cycles gazeux. Elle a aussi mis en évidence des effets (humidité,) pouvant perturber la mesure. Deux technologies de fabrication de capteur ont été utilisées en vue d'obtenir des signatures, conductance fonction de la température, distinctes pour chaque gaz, assez reproductibles d'un capteur a l'autre et suffisamment stables Dans le temps pour permettre l'exploitation des signaux par les méthodes d'analyse multivariables : Dioxyde d'étain sous forme de couches minces obtenues par évaporation réactive, ou sous forme de barreaux de poudre frittée. Dans une dernière partie, il a été montré que la détermination quantitative de gaz par l'application des méthodes de chimiométrie était possible bien que la relation entre les conductances électriques d'une part, les températures et les concentrations d'autre part était non linéaire. D'ailleurs, la modélisation avec la méthode partial least square et un prétraitement permet d'obtenir des performances comparables a celles obtenues avec les réseaux de neurones. Enfin, un système autonome de démonstration a été réalisé en utilisant l'ensemble des optimisations mis en évidence dans cette dernière partie. Des prédictions en conditions réelles ont montré de bonnes corrélations avec les mesures effectuées par des analyseurs classiques de gaz.
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Aneflous, Latifa. "Systèmes nano- et micro-structurés à base de dioxyde de cérium et de sesquixyde de néodyme : propriétés électriques et catalytiques des solutions solides Ce1-xNdxO2-delta." Toulon, 2005. http://www.theses.fr/2005TOUL0004.
Full textAbstract:
Le dioxyde de cérium est utilisé comme capteur de gaz. Deux sytèmes à base d'oxydes de Ce(+IV) et de Nd(+III) sont étudiés : un sytème multiphasé et nanostructuré, obtenu par chimie douce, à basse température à partir d'oxalates et d'acétates ; une céramique à granulométrie micrométrique, obtenue après frittage des poudres nanostructrées, à 1600°C. Les structures sont élucidées par DRX. La morphologie est caractérisée par MET couplée à l'EDAX. Les propriétés électriques en fonction de la composition dans le domaine de température 40-700°C sont mesurées par SIE. Au dessus de 400°C, les contributions des grains, des joints de grains et des électrodes sont séparées. L'exposant n du modèle CPE est lié à la microstructure. La conductivité atteint un palier à 10% en néodyme. Les propriétés catalytiques sont étudiées pour des mélanges air-méthane par spectroscopie IRTF. Les mesures de conversion du méthane montrent que des catalyseurs sont très actifs à 350°CTHe dioxide of cerium is used as gas sensor. Twos systems based on oxides of Ce(+IV) and of Nd(+III) are studied : a multiphase and nonostructured system, obtained by soft chemistry, at low temperature, starting from oxalates and of acetates ; a ceramics with micrometric granulometry, obtained after sintering of the nanostructured powders, to 1600°C. The structures are elucidated by DRX. Morphology is chacterized by MET coupled with the EDAX. The electric properties according to the composition in the temperature range 40-700°C are measured by SIE. With the top of 400°C, the contributions of the bulks grain boundaries and electodes are separate. Eponent n of model CPE is related to the microstructure. Conductivity reaches a maximum with neodymium 10%. The catalytic properties are studied for air-methane mixtures by spectroscopy IRTF. Measurements of conversion of methane show that these catalysts are very active at 350°C
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Erades, Laurent. "Nanoparticules d'oxydes semi-conducteurs : synthèse, caractérisation et application à la détection sélective de gaz." Toulouse 3, 2003. http://www.theses.fr/2003TOU30031.
Full text
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Hijazi, Mohamad. "Capteur de gaz SnO2 fonctionnalisé fonctionnant à température ambiante, sensible et sélectif pour la détection d’ammoniac." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSEM030/document.
Full textAbstract:
Dans le domaine de la santé, l’analyse de l'haleine expirée offre un outil simple et non invasif pour le diagnostic précoce des maladies. Les capteurs de gaz à base de SnO2 modifies semblent être des dispositifs prometteurs pour détecter les gaz polaires tels que l'ammoniac. Dans cette étude, la fonctionnalisation de la surface de SnO2 a été réalisée afin d'obtenir un capteur de gaz sensible et sélectif à l'ammoniac, qui fonctionne à température ambiante. La première étape de la fonctionnalisation est la fixation covalente d’un film de 3-aminopropyltrethoxysalane (APTES) sur SnO2 en phase vapeur ou liquide. Les caractérisations effectuées par Spectroscopie Infrarouge et Spectrométrie photoélectronique X montrent qu’une quantité plus importante d'APTES a été greffée en phase liquide hydratée. La deuxième étape consiste à fonctionnaliser le SnO2-APTES avec des molécules contenant du chlorure d'acyle avec différents groupes tel que des groupes alkyle, acide et ester. Les capteurs modifiés par des acides et des esters sont sensibles à l’ammoniac entre 0,2 et 10 ppm à température ambiante. Cependant, le SnO2 APTES modifié par l’ester s'est révélé être plus sélectif que le capteur modifié par l'acide pour l’ethanol et le mondxyde de carbone. Ces résultats impliquent que la réponse est générée par les groupes fonctionnels acide et ester, NH3 modifie le moment dipolaire de la couche moléculaire greffée, ce qui entraine une modification de la conductance de SnO2. Le fonctionnement à température ambiante est l'un des avantages de ces capteurs, tout comme leur sélectivité à l'ammoniac en regard d'autres gaz tels que l'éthanol, le monoxyde de carbone et l'acétoneOne of the major challenges in the modern era is how we can detect the disease when we are still feeling healthy via noninvasive methods. Exhaled breath analysis is offering a simple and noninvasive tool for early diagnosis of diseases. Molecularly modified SnO2 sensors seem to be promising devices for sensing polar gases such as ammonia. SnO2 surface functionalization was performed in order to obtain sensitive and selective ammonia gas sensor that operates at room temperature. The first step of functionalization is the covalently attachment of 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES) film on SnO2 in vapor or liquid phases. The characterization performed by the Infrared Spectroscopy and X-ray Photoelectron Spectroscopy, show that more APTES were grafted by hydrous liquid phase silanization. The second step was the functionalization of APTES modified SnO2 with molecules having acyl chloride of end functional groups molecules such as alkyl, acid and ester groups. Pure SnO2 and APTES modified SnO2 sensors did not show any significant sensitivity to ammonia (0.2-100 ppm) at 25 °C. On the contrary, acid and ester modified sensors are sensitive to ammonia between 0.2 and 10 ppm at room temperature. However, ester modified SnO2 was more selective than acid modified sensor regarding the ethanol and carbon monoxide gases. Ammonia variates the attached molecular layer’s dipole moment which leads to change in SnO2 conductance. Working at ambient temperature is also one of the advantages of these sensors in addition to the selectivity to ammonia regarding other gases such as ethanol, carbon monoxide and acetone
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Clarke, Kevin. "Estimation de la contribution de sources de nuisances olfactives par deux approches : réseaux de capteurs et analyses physico-chimiques." Thesis, Lille 1, 2012. http://www.theses.fr/2012LIL10149/document.
Full textAbstract:
La nuisance olfactive perçue au voisinage de zones industrielles est souvent le résultat de la combinaison de plusieurs sources odorantes. L’objectif de ce travail de thèse est de quantifier simultanément la participation de chacune de ces sources à la nuisance globale afin de pouvoir prendre les mesures correctives adaptées. Pour cela, deux approches sont étudiées : la mesure des effluents gazeux par un nez électronique composé de capteurs de gaz peu spécifique, et l’analyse physico-chimique des Composés Organiques Volatils (COV) présents dans ces effluents gazeux à l’aide de techniques chromatographiques. L’aspect novateur de la thèse provient plus particulièrement de la méthode d’analyse des données utilisées lors des deux méthodes :- les signaux du nez électronique issus de mélanges de sources odorantes sont interprétés en calculant leur proximité aux signaux issus des sources prises individuellement : la proximité d’une source peut être corrélée avec sa teneur relative dans l’échantillon.- l’utilisation d’un modèle « site-récepteur » de type « Chemical Mass Balance » (CMB) permet d’interpréter les teneurs en COV d’un mélange de sources. En effet, chaque source possédant une signature (ou motif) propre, en effectuant différentes combinaisons linéaires des sources, il est possible de faire converger ces combinaisons vers la signature du mélangeThe odor perceived in the vicinity of industrial areas is often the result of a combination of several odor sources. The objective of this thesis is to quantify simultaneously the contribution of each of these sources to the overall nuisance, in order to take appropriate corrective actions. In order to do so, two approaches are studied: the measurement of gaseous effluents using an electronic nose containing 6 non-specific gas sensors, and the chemical analysis of Volatile Organic Compounds (VOCs) in the gaseous effluent using chromatographic techniques. The innovative aspect of the thesis comes particularly from the data analysis used in the two methods:- For the electronic nose, the signals obtained from the measurements of mixtures of odor sources are interpreted by calculating their proximity to the signals obtained from the measurement of individual sources: the proximity of a source can be correlated with its portion in the sample.- The use of a receptor model (the "Chemical Mass Balance", or “CMB” model) allows to interpret the concentrations of VOC in a mixture of sources. Indeed, each source having its own unique signature (or pattern), by performing different linear combinations of sources, it is possible to fit these combinations to the pattern of the mixture
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Tropis, Cyril. "Analyse et Optimisation des performances d'un capteur de gaz à base de SnO2 nanoparticulaire : Application à la détection de CO et CO2." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00459852.
Full textAbstract:
Les micro-capteurs de gaz connaissent un intérêt croissant avec le développement des applications « bas-coût » dans les domaines de l'automobile, la domotique ou l'environnement. Pour répondre à cette demande, les micro-capteurs à base d'oxyde métallique présentent des avantages uniques comme leur faible coût, une grande sensibilité, un temps de réponse bref et facile à intégrer dans un système portable miniaturisé. Cependant, ces capteurs tels qu'ils sont aujourd'hui, souffrent d'un manque de sélectivité et d'une dérive de leurs performances à long terme, ce qui freine leur développement. D'autre part, la détection du dioxyde de carbone, qui représente un intérêt grandissant, semblait particulièrement difficile avec ce type de capteur. Dans ce contexte, l'objet de ce travail consiste d'une part à bien comprendre les phénomènes réactionnels observés grâce à la simulation numérique « gaz-surface », d'autre part à définir un mode opératoire « robuste » permettant d'obtenir une meilleure stabilité et surtout améliorer la sélectivité. Tout d'abord, nous avons étudié les paramètres d'un profil de température dynamique pour améliorer significativement les performances du capteur. Par la suite, un modèle de connaissance des mécanismes de réaction à été développé afin de mieux interpréter, comprendre et prévoir le comportement de ces capteurs. Ce modèle a la particularité de simuler les transferts de charge en surface de la couche sensible en s'appuyant sur des calculs ab-initio. Enfin, nous avons travaillé sur la modélisation de la réponse. Un modèle d'interpolation très performant adapté au problème a été étudié dans un système décisionnel. La convergence de ces trois approches a permis une meilleure compréhension du fonctionnement du capteur avec du CO et du CO2 et la détermination d'un protocole de mesure optimal avec une optimisation du traitement du signal de la réponse électrique.
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Richard, Lucile. "Développements de spectromètres ultrasensibles pour l'analyse de gaz par « optical feedback cavity enhanced absorption spectrocopy » dans le moyen infrarouge avec des lasers à cascades inter-bandes." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAY004/document.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse a permis le développement et la caractérisation d'instruments basés sur la technique "OF-CEAS" dans le moyen infrarouge pour la détection de traces dans différents mélanges en phase gazeuse. Le Laser à Cascades Inter-bandes (ICL) est la dernière innovation des lasers à semi-conducteurs dans cette zone spectrale. La compatibilité des ICL avec l'OF-CEAS ouvre la voie vers de nouvelles applications pour la réalisation d'instruments compacts et robustes avec un temps de réponse rapide tout en présentant une très bonne limite de détection.Une démonstration de la bonne sensibilité et stabilité des instruments OF-CEAS aété réalisé avec la mesure de continua d'absorption (de la vapeur d'eau et de l'azote). Mais également avec la détection d'une raie quadrupolaire de l'azote de très faible intensité (3x10-29 cm-1/(moléc cm-2). L'objectif principale de ces travaux consistait au développement d'un instrument dédié à la détection de monoxyde d'azote pour l'analyse du gaz exhalé. L'analyseur ainsi réalisé présente une sensibilité de 6x10-10 cm-1 en une acquisition de 180 ms. Sa limite de détection sur le NO est à l'état de l'art, avec à court terme (180 ms) un minimum de 50 ppt est atteint. Celui-ci parvient à un niveau sub-ppt (0.9 ppt) en 12 min d'intégrationThis work of these has made it possible to develop and characterize the use of instruments on the "OF-CEAS" technique in the mid-infrared for traces' detection in different mixtures in the gas phase. Inter-band Cascade Laser (ICL) is the latest innovation in semiconductor lasers in this spectral region. Compatibility of ICL with OF-CEAS offers new applications for compact and robust instruments with fast response time and a low detection limit. A demonstration of the good sensitivity and stability of the OF-CEAS instruments was performed with continua absorption measurements (water vapor and nitrogen). But also with the detection of a very low intensity quadrupole line of nitrogen (3x10-29 cm-1/(moléc cm-2). The main objective of this work was to develop an instrument dedicated to nitrogen oxide detection for the analysis of exhaled breath. The analyzer is presented at the sensitivity of 6x10-10 cm-1 in an acquisition of 180 ms. Its limit of detection on NO is at the state of the art, with short term (180 ms) limit of 50 ppt. It reaches the sub-ppt level (0.9 ppt) with 12 min of integration
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Sohl, Lukas. "Development of PICOSEC-Micromegas for fast timing in high rate environments." Thesis, université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASP084.
Full textAbstract:
Les futures expériences de physique des particules devront être opérationnelles pour un flux de particules et une luminosité croissants. Plus particulièrement, les détecteurs proches du point d'interaction devront présenter une très bonne robustesse pour faire face à un flux de particules très élevé. De plus, une résolution temporelle de quelques dizaines de picosecondes pour les particules au minimum d’ionisation sera nécessaire pour assurer une séparation nette des vertex reconstruits et réduire l'empilement d’événements. Ce manuscrit a pour sujet l’instrument PICOSEC-Micromegas, un détecteur de particules innovant basé sur la lecture d’un détecteur Micromegas couplé à un radiateur Cherenkov et une photocathode. Dans ce dispositif, chaque électron primaire étant produit à la surface de la photocathode, l’étalement en temps du signal est minimal, alors qu’il peut atteindre plusieurs nanosecondes lorsque les ionisations primaires ont lieu sur le passage d'une particule dans l’espace de dérive. La hauteur de ce dernier est ici du même ordre de grandeur que celle de la région d'amplification (100-200 μm) afin de minimiser l'ionisation directe du gaz. L’espace de dérive est également utilisée comme espace de pré-amplification. Un modèle mathématique, basé sur des simulations GARFIELD++, a été développé pour décrire le développement de l'avalanche de pré-amplification. Il a permis de montrer que la longueur et la multiplication de l'avalanche dans l’espace de dérive sont les facteurs dominants dans la résolution temporelle. Le concept PICOSEC-Micromegas a été étudié avec plusieurs prototypes optimisant les champs électriques, la distance de dérive et le mélange gazeux auprès de l’installation laser du LIDYL (Laboratoire Interactions, Dynamiques et Lasers). Une résolution temporelle de ~44 ps a été obtenue pour un photo‑électron unique. Par ailleurs, des mesures effectuées en faisceau test au CERN ont permis d'obtenir une résolution temporelle de 24 ps pour des muons de 150 GeV, avec un espace de dérive de 200 μm et une photocathode en CsI (10 photoélectrons par MIP). Afin de passer du concept de détection à un démonstrateur plusieurs prototypes ont été développés, en se concentrant sur les propriétés spécifiques nécessaires aux applications futures: segmentation de l'anode, annulation des étincelles, efficacité de la photocathode et robustesse à haut flux de particules. Un prototype à pads hexagonaux a été testé en faisceau et montré une résolution temporelle de ~36 ps dans le pad central. Les performances à haut flux sont testées avec des détecteurs résistifs dans des faisceaux de muons et de pions. Des résolutions temporelles nettement inférieures à 100 ps et un fonctionnement stable en faisceau de pions sont obtenus avec tous les prototypes résistifs. Des matériaux de photocathode robustes, comme alternative au CsI, sont étudiés pour réduire la dégradation due au retour des ions. Les matériaux les plus prometteurs sont le “diamond-like carbon” (DLC) et le carbure de bore (B4C). Compte tenu des résultats obtenus, deux cas d'application sont considérés pour les perspectives de ce programme de R&D. La première application considérée est l'utilisation du détecteur PICOSEC à l'intérieur d'un calorimètre comme couche de synchronisation ou de nombreuses particules secondaires sont produites dans un calorimètre électromagnétique après quelques longueurs de radiation. Une résolution temporelle de ~5 ps est attendue avec le PICOSEC-Micromegas. La seconde application est l'identification des particules par des mesures de temps de vol (TOF) ou PICOSEC-Micromegas devrait permettre de doubler la plage d’impulsion des détecteurs TOF actuels pour la séparation π/Κ avec 3σFuture particle physics experiments will face an increasing particle flux with rising beam luminosity. Detectors close to the interaction point will need to provide robustness against the high particle flux. Moreover, a time resolution of tens of picosecond for Minimum Ionising Particles will be necessary to ensure a clear vertex separation of the reconstructed secondary particles and to reduce pile-up. This manuscript focusses on the PICOSEC-Micromegas, an innovative particle detector based on the Micromegas readout coupled to a Cherenkov radiator and a photocathode in front of the gaseous volume. In this way, each primary electron is located on the surface of the photocathode, suppressing thus the inevitable time jitter of several nanoseconds, due to the different ionisation positions created by the passage of a particle from the drift region of a gaseous detector. The drift region length is reduced to the same order of magnitude as the amplification region (100-200 μm) to minimise direct gas ionisation, and it is additionally used as a pre-amplification stage. A mathematical model, based on GARFIELD++ simulations, is developed to describe the propagation of the pre-amplification avalanche showing that the length and multiplication of the avalanche in the drift region is the dominant factor in the timing performance. The PICOSEC-Micromegas concept is studied with several prototypes optimising the electric fields, the drift distance, and the gas mixture in the LIDYL (Laboratoire Interactions, Dynamiques et Lasers) UV laser facility. A single photoelectron time resolution of ~44 ps is measured with the shortest tested drift region length of 119,μm and the highest stable field setting. Measurements performed in the secondary particle beam at CERN have resulted in a time resolution of 24 ps for 150 GeV muons with a drift region length of 200 μm and a CsI photocathode providing 10 photoelectrons per MIP. In order to evolve from the detection concept to a versatile instrument, several prototypes are developed, focusing on specific properties needed for future applications: anode segmentation, spark quenching, photocathode efficiency and robustness for higher particle flux. An hexagonal segmented multipad prototype is tested in the beam with a time resolution of ~36 ps in the central pad. The operation in high rate environments is studied with different resistive strip and floating strip anodes resistive detectors in muon and pion beams. Time resolutions significantly under 100 ps and stable operation in the pion beam are achieved with all resistive prototypes. Robust photocathode materials, as an alternative to CsI, are investigated to reduce degradation from the ion-backflow generated in the pre-amplification avalanche. The most promising materials are diamond-like carbon (DLC) and boron carbide (B4C). Considering all the results achieved, two application cases are projected with the PICOSEC-Micromegas detector. The first one is the use in a calorimeter as a timing layer. Many secondary particles are produced in an electromagnetic calorimeter after few radiation lengths and a time resolution down to ~5 ps is expected with the PICOSEC-Micromegas. The second one is particle identification trough time-of-flight (TOF) measurements. The PICOSEC-Micromegas is expected to double the momentum range of current TOF detectors for π/Κ separation with 3σ
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Delpha, Claude. "Contribution au développement d'un système multiplicateurs de gaz : application à la détection de gaz réfrigérant Forane 134a et de gaz carbonique dans une atmosphère conditionnée humide." Metz, 2000. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/2000/Delpha.Claude.SMZ0031.pdf.
Full textAbstract:
Les systèmes multicapteurs de gaz connaissent actuellement un développement accru pour de nombreux domaines d'application. Inscrite dans le large domaine de la lutte contre la pollution atmosphérique, notre étude a pour but principal la détection d'un gaz réfrigérant le Forane 134a et aussi de dioxyde de carbone dans une atmosphère conditionnée humide. Après un état de l'art des applications nez électronique et des capteurs les constituant, nous pressentons et justifions ici notre choix pour une matrice de capteurs à base de dioxyde d'étain. Nous évoquons les principales contraintes liées à leur utilisation nous permettant ainsi de définir le dispositif expérimental nécessaire à leur étude. Nous faisons ressortir l'importance de ce dernier en exposant les erreurs et imprécisions pouvant intervenir dans la mesure si ce conditionnement n'est pas correctement réalisé. Nous donnons ensuite les résultats de la caractérisation des capteurs choisis suivant différentes atmosphères possibles d'air synthétique sec ou humide avec des concentrations variables des deux gaz cibles, R134a et CO2, seuls ou en mélange, et des modes d'introduction différents. Nous mettons alors en évidence la réponse de type réducteur pour l'humidité ainsi que pour le R134a et une réponse de gaz oxydant pour le CO2. Nous montrons également l'influence du taux d'humidité pour les gaz étudiés seuls ou en mélange. De cette caractérisation nous faisons ressortir deux variables représentatives, la conductance stabilisée et la pente dynamique de la conductance, avec lesquelles nous construisons la base de données d'apprentissage pour notre système. Nous montrons que l'association de la conductance au gaz de référence à ces deux premières variables permet de réduire les effets de dérives lors du traitement par les méthodes d'analyses de données choisies (ACP et AFD). Nous proposons alors des règles de décisions fiables pour l'identification des gaz et voire même leur quantification dans certaines conditions, qui ont permis l'identification avec succès d'échantillons inconnuThe development of gas multisensor systems (electronic noses) has now an increasing interest in many field of application. In the field of atmospheric anti-pollution control our study consists in the main detection of a refrigerant gas Forane 134a and carbon dioxide in a humidity controlled atmosphere. We first give the state of the art on electronic noses and gas sensors, and then we present to justify our choice for array of tin dioxide (SnO2) sensors from FIGARO Engineering Inc. We mention the main constraints for their use allowing us to define the experimental set-up useful to their study. We show the importance of this set-up by noting the errors and other lack of precision which can be induced in the measurements if a good control is not correctly operated. Afterwards, we give the characterization results of the chosen sensor types for the different possible atmospheres : dry or wet synthetic air mixed with various concentrations of our two target gases R134 and CO2 and their mixture. We underline the reducing type response of the sensor in presence of humidity or R134a, and the oxidising type response CO2. We also show the influence of the relative humidity on the alone or mixed studied gases. From this characterization two main representative variables are extracted : the steady-state conductance and the conductance dynamic slope. The system learning data base is then built and we show that the association of the reference gas conductance as a variable with the two other types allow us to reduce the drift effects during the treatment with multivariate data analysis methods (Principal Component Analysis and Discriminant Factorial Analysis). Finally we propose decisive laws for the identification of the target gases and also their possible quantification. These laws allowed us the successful identification (more than 99%) of unknown test cases
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Potdevin, Guillaume. "Développement de photocathode de meilleures efficacitées quantiques pour détecteurs à gaz." Université Joseph Fourier (Grenoble), 2008. http://www.theses.fr/2008GRE10009.
Full textAbstract:
Ce travail a concerné le développement d'une nouvelle génération de photocathodes pour détecteur gazeux (dans le domaine du X). La thèse comprend une description de l'étude par monte carlo ainsi que des tests expérimentaux qui ont été menés au cours de ce travail. Enfin, des résultats intéressant concernant le CsI3 utilisé comme précurseur au CsI (comme émetteur secondaire) sont présentésThis work concerned the development of a new generation of photocathodes for X-rays gas filled detectors. The thesis contains a description of the monte carlo studies, as well as experimental tests of various photocathodes which were carried out during the thesis work. Last, interesting results concerning CsI3 as an interesting precursor to CsI (as a secondary emitter) are given
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Gautheron, Benoît. "Elaboration de couches minces de SnO2 pures et dopées (Pd, Ni) par pyrolyse d'un aérosol généré par ultrasons. Caractérisations microstructurale et électrique ; application à la détection des gaz." Grenoble INPG, 1992. http://www.theses.fr/1992INPG0160.
Full textAbstract:
Des couches minces de dioxyde d'étain (SNO2) pures et dopées (Pd, Ni) ont été élaborées sur des substrats de silicium oxyde par un procédé simple et économique, compatible avec une production de série, utilisant la pyrolyse d'un aérosol généré par ultrasons (Procède pyrosol). Une étude systématique a alors permis de sélectionner les paramètres importants de l'élaboration. Par ailleurs, des couches minces métallique (Pt, Au) et des couches à composition variable entre SnO2 pur et platine pur (CERMET) ont aussi été élaborées par le procédé de dépôt et peuvent être utilisées comme électrodes. Une caractérisation détaillée de la microstructure et de la composition des couches de SnO2 a été entreprise par diverses techniques. Les évaluations de la microstructure ont ensuite été corrélées aux conditions d'élaboration et aux traitements thermiques ultérieurs subis par les couches. Les propriétés électriques ont été déterminées par des mesures d'impédance en courant continu et en courant alternatif. La résistivité totale des couches provient essentiellement de la contribution des joints de grains. La diminution de la densité de joints de grains. Les couches ont été testées sous deux gaz : L'éthanol et le CO. Les réponses à ces gaz ont été corrélées à la microstructure des couches et aux traitements thermiques subis par les couches. Le dopage au palladium augmente la sensibilité à ces deux gaz et il peut permettre une détection sélective du CO.
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Morin-Duponchelle, Guillaume. "Reconnaissance automatisée de points d’intérêts pour un robot d’inspection dans un environnement contraint et dégradé : inspection visuelle et chimique par un robot hexapode." Electronic Thesis or Diss., Brest, École nationale supérieure de techniques avancées Bretagne, 2022. http://www.theses.fr/2022ENTA0009.
Full textAbstract:
Le sujet de thèse porte sur la reconnaissance automatique de points d’intérêts (PI) pour un robot d’inspection dans un environnement contraint et dégradé. L’objectif de ces travaux de thèse est de développer une plateforme robotique capable d’effectuer des missions en autonomie en se basant sur des PI visuels et chimiques détectés, une problématique dite bimodale. La combinaison des percepts visuels et chimiques permet d’optimiser la précision de localisation etassure une redondance d’information. Le domaine d’étude concerne 3 cas d’application : le cas 1, l’inspection est réalisée dans un espace confiné (milieu industriel). Le cas 2, l’inspection est réalisée dans un environnement avec un risque avéré de perte de signal et à dominante rocheuse (mine, carrière souterraine). Le cas 3, l’inspection est réalisée dans un environnement ayant subi des déformations importantes et donc une géométrie des lieux d’inspection modifiée et chaotique (catastrophes naturelles de type séisme ou éboulement dans un environnement urbain). Dans cette étude, une méthode d’analyse contextuelle des cas est proposée et présentée afin d’analyser les contraintes des différents environnements complexes pour la solution robotique. La thèse regroupe donc différentes problématiques : l’étude des contraintes de l’environnement, le choix de la solution robotique, la navigation autonome et l’asservissement visuel et chimique. Suite à cette analyse contextuelle, un état de l’art est orienté sur la plateforme robotique terrestre pour déterminer la solution robotique la plus adaptée pour opérer dans les 3 cas d’application. Les robots hexapodes ont été choisis pour leurs capacités à franchir les obstacles, leurs stabilités, et leurs capacités d’emport pour les capteurs, notamment. Une méthode est proposée pour atteindre la source du percept dans un environnement non structuré en s’appuyant sur les PI visuels et chimiques. Pour l’évaluation de la méthodologie proposée, les PI visuels considérées sont de type QR code et la détection de la concentration d’un gaz concernant l’asservissement chimique. L’efficacité du schéma proposé est d’abord démontrée par des simulations. Enfin, un prototype d’hexapode est conçu, construit et développé en utilisant l’architecture logicielle ROS. L’hexapode développé a réalisé une mission au sein d’un environnement industriel et à l’intérieur d’une construction navale comprenant une série d’obstacles (cas 1 de l’étude). Les résultats de cette approche robotique sont enfin présentés, commentés et discutésThe thesis subject concerns the automatic recognition of points of interest (PI) for an inspection robot in a constrained and degraded environment. The objective of this thesis work is to develop a robotic platform capable of carrying out autonomous missions based on detected visual and chemical PIs, a so-called bimodal problem. The combination of visual and chemical percepts optimizes localization accuracy and ensures information redundancy. The field of study concerns 3 application cases: case 1, the inspection is carried out in a confined space (industrial environment). Case 2, the inspection is carried out in an environment with a proven risk of loss of signal and predominantly rocky (mine, underground quarry). Case 3, the inspection is carried out in an environment that has undergone significant deformations and therefore a modified and chaotic geometry of the inspection sites (natural disasters such as earthquakes or landslides in an urban environment). In this study, a contextual case analysis method is proposed and presented in order to analyze the constraints of the different complex environments for the robotic solution. The thesis therefore brings together different issues: the study of environmental constraints, the choice of the robotic solution, autonomous navigation and visual and chemical servoing. Following this contextual analysis, a state of the art is oriented on the terrestrial robotic platform to determine the most suitable robotic solution to operate in the 3 application cases. The hexapod robots were chosen for their ability to overcome obstacles, their stability, and their carrying capacity for sensors, in particular. A method is proposed to reach the source of the percept in an unstructured environment by relying on visual and chemical PIs. For the evaluation of the proposed methodology, the visual PIs considered are of the QR code type and the detection of the concentration of a gas concerning chemical servoing. The effectiveness of the proposed scheme is first demonstrated by simulations. Finally, a hexapod prototype is designed, built and developed using the ROS software architecture. The developed hexapod carried out a mission within an industrial environment and inside a shipbuilding including a series of obstacles (case 1 of the study). The results of this robotic approach arefinally presented, commented and discussed
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Helli, Omar. "Multicapteurs de gaz pour la conception d'un nez électronique de surveillance de la pollution atmosphérique : application à la detection de NO2 et H2S dans une atmosphère humide chargée de CO2." Metz, 2003. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/2003/Helli.Omar.SMZ0303.pdf.
Full textAbstract:
Les systèmes multicapteurs de gaz intelligents connaissent actuellement un développement accru pour de nombreux domaines d'application. Inscrite dans le large domaine de la lutte contre la pollution atmosphérique, notre étude a pour but principal la détection de deux gaz polluants antagonistes le sulfure d'hydrogène H2S, réducteur, et le dioxyde d'azote, NO2, oxydant. Après avoir situé ce sujet dans le cadre de la pollution atmosphérique, puis présenté le principe des nez électroniques, nous justifions notre choix d'une matrice de capteurs à base d'oxyde métallique, et mettons en évidence les avantages et inconvénients de ces capteurs. L'inconvénient majeur est leur sensibilité croisée, qui peut devenir un avantage par l'utilisation de méthodes de reconnaissance de formes. Les deux gaz sont étudiés seuls ou en mélange, successivement dans trois atmosphères, de plus en plus complexes. Les concentrations étudiées correspondent à une pollution industrielle près d'une source émissive. De chaque réponse des capteurs obtenue lors de la procédure systématique de caractérisation, nous avons extrait trois variables représentatives communes à toutes les mesures et une quatrième correspondant à un "pic" négatif spécifique de la réponse de tous les capteurs à H2S, non utilisé dans l'analyse de données, car il n'apparaît pas toujours dans les mélanges. Nous avons construit une base de données d'apprentissage de notre système (environ 1000 mesures) étudiée à l'aide de l'analyse factorielle discriminante, méthode multidimensionnelle supervisée. Nous obtenons identification et quantification des atmosphères gazeuses, en procédant par étapes qui tiennent compte notamment des atmosphères de références. Une identification rapide est obtenue avec deux variables représentatives, valable pour la détection d'un seuil. Grâce aux règles de décision fiables obtenues, nous proposons une méthode d'indentification d'atmosphères inconnues directement exploitable par des utilisateurs
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Sougrati, Moulay Tahar. "Corrosion atmosphérique des bronzes et Spectroscopie Mössbauer." Phd thesis, Université de Rouen, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00347816.
Full textAbstract:
Afin d'améliorer la compréhension de la corrosion atmosphérique des bronzes, nous avons mis en oeuvre : - La caractérisation des composés d'étain, susceptibles d'être formés en corrosion atmosphérique, par une approche multi-analytique, la spectroscopie Mössbauer joue un rôle central (analyse sélective et quantitative). Les paramètres hyperfins et les facteurs Lamb-Mössbauer de plusieurs oxydes, sulfates et chlorures d'étain ont été déterminés. Les facteurs f sont dispersés et dépendants de température, montrant la nécessité de l'analyse à basse température. - Le développement d'un détecteur CEMS associant basse température et analyse non-destructive de surface : le dispositif a été mis en point entre 41 et 300 K. Les principaux paramètres affectant ses performances ont été étudiés et optimisés. - La réalisation d'une campagne d'exposition de 2 ans en site urbain de CuSn9, CuSn3Zn9, CuZn33 et leurs métaux purs. Les vitesses de corrosion ont été déterminées ainsi que les quantités de métaux entraînés par les eaux de pluie du fait de la solubilisation des produits de corrosion.
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Patois, Tilia. "Elaboration et caractérisation de polymères conducteurs electrosynthétisés : Application à la détections de gaz polluants." Besançon, 2012. http://www.theses.fr/2012BESA2030.
Full textAbstract:
Epaisseurs, hydrophobicité, semi-cristallinité, conductivité électrique, mode de conduction, morphologie, ou encore état de surface sont autant de propriétés pouvant être modulées et contrôlées en variant des conditions d'électrodépôdu polyprole telles quele potentiel d'électrodépôt, la nature du sel de fond ou encore la concentration en sel et en monomère. [. . . ]A travers une application capteur, visant à détecter l'ammoniac, il a été mis en évidence que les conditions de dépôt influent également sur les cinétiques d'adsoprtion des molécules ainsi que sur les variations de conductivité du système. Ainsi, la connaissance précise des propriétés des films, en particulier de leur morphologie et de leur propriétés électriques constituent un point clé dans la compréhension des mécanismes de détection de l'ammoniac par le polypyrrole. [. . . ] La synthèse de matériaux hybrides à base de polypyrrole et de phthalocyanine de cobalt sulfoné a été réalisé. Il s'avère que ces nouveau matériaux, introduits dans le système de détection, sont particulièrement sensibles à l'ammoniac et sont plus performants que les systèmes uniquement composés de polypyrroleThickness, hydrophobicity, semi-crystallinity, electrical conductivity, conduction mode, morphology, or roughness are properties that can be tuned and controlled by varying electrochemical conditions (such as electrodposition potential, nature of the electrolyte salt or salt monomer concentration used during the electrodeposition of polypyrrole. [. . . ] The synthesis of hybrid materials based on polypyrrole and sulfonated cobalt phthalocyanine was also performed. These new materials, introduced into the gaz sensor notably improved the sensitivity of the sensors to ammonia and were proved to be more efficient than sensitive layers only composed by a polypyrrole film
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Ould, Daddah Brahim. "Capteurs potentiométriques de gaz carbonique, réalisés en technologie microélectronique hybride "couches épaisses"." Bordeaux 1, 2000. http://www.theses.fr/2000BOR12325.
Full textAbstract:
La réduction de l'effet de serre sera certainement une des priorités de ces prochaines années. Un meilleur contrôle de la ventilation des locaux d'habitation ou industriels devrait en principe permettre d'économiser 10% d'énergie avec une diminution concomittante d'émission de gaz carbonique. L'objet de ce travail est l'étude de capteurs de CO₂ élaborés par la technologie microélectronique couches épaisses qui répond bien à l'application grand public précitée. Le principe retenu est celui d'un capteur potentiométrique. Les éléments de base du capteur sont la couche de conducteur ionique au lithium, le LiSICON (Li+ Supra Ionic CONductor), l'électrode de référence insensible au CO₂, et l'électrode sensible au CO₂ grâce à la présence d'une phase auxiliaire à base de carbonate de lithium. Après avoir démontré la faisabilité de tels capteurs et après avoir redéfini la notion de temps de réponse expérimental à partir d'un modèle simple, l'action sur des paramètres d'ordre physico-chimiques d'une part et géométriques d'autre part a permis d'améliorer leurs performances. La composition des phases entrant dans la fabrication des couches, les traitements thermiques et la réalisation d'une électrode composite servant à la fois de contact métallique et de la phase auxiliaire ont constitué les principaux paramètres physico-chimiques étudiés. En ce qui concerne les paramètres d'ordre géométrique, ce sont essentiellement l'épaisseur des couches et la forme des électrodes qui ont fait l'objet d'un examen détaillé. Un capteur optimisé au vu de ces résultats a été réalisé et étudié. Ses performances s'avèrent suffisamment satisfaisantes pour envisager un développement ultérieur sur un plan industriel.
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Faure, Sébastien. "Synthèse et caractérisation de complexes métalliques en série bistétraazamacrocyclique face à face : étude de leurs propriétés photophysiques." Thèse, Université de Sherbrooke, 2004. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/5048.
Full textAbstract:
La thèse qu’il m’a été proposé de réaliser s’inscrit dans la continuité d’une collaboration entre le Laboratoire d’ingénierie Moléculaire pour la Séparation et les Applications des Gaz (LIMSAG) dirigé par le Professeur Roger Guilard (Université de Bourgogne, France) et le laboratoire du Professeur Pierre D. Harvey (Université de Sherbrooke, Québec). Elle s’intitule « Synthèse et caractérisation de complexes métalliques en série bistétraazamacrocyclique face à face. Étude de leurs propriétés photophysiques » et fait partie du programme de cotutelle de thèse franco-québécois soutenu par le Ministère de la Recherche et le Ministère des Affaires Étrangères français ainsi que leurs partenaires québécois. Cette thèse porte sur la synthèse chimique de molécules appelées porphyrines et l’analyse de leurs propriétés photophysiques, c’est à dire l’étude de leurs interactions avec la lumière. Les porphyrines sont le moteur de nombreux processus photosynthétiques, en tant que site réactionnel et de relais collecteur d’énergie. Elles sont présentes par exemple dans la chlorophylle ou dans les bactéries photosynthétiques où elles utilisent le transfert d’énergie. Ainsi une meilleure compréhension des mécanismes mis enjeu permettra de mieux comprendre ces phénomènes. Deux aspects sont abordés au cours de ce travail : l’étude de modèles biomimétiques donnant lieu à des phénomènes de transfert d’énergie pour des applications en optoélectronique (porte optique, cellule photoélectrique...) et l’utilisation de ces systèmes pour mettre au point des détecteurs de gaz, plus particulièrement de dioxygène.
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Groboillot, Anne. "Comparaison de capteurs à membrane gazeuse utilisant soit un chromatographe, soit un spectromètre de masse : application au suivi de substances volatiles de procédés de fermentation." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1989. http://www.theses.fr/1989NAN10471.
Full textAbstract:
Ce travail s'inscrit dans le cadre des recherches visant à pallier au manque de systèmes de mesure en ligne sur les procédés biotechnologiques. Deux capteurs à membrane gazeuse, in situ, sont mis au point et comparés pour le suivi de substances volatiles et/ou gazeuses alu cours de fermentations. Ces systèmes de mesure en ligne sont constitués d'une sonde équipée d'une membrane microporeuse hydrophobe et couplée soit à un chromatographe en phase gazeuse avec un détecteur à ionisation de flamme (CPG à FID), soit à un spectromètre de masse quadrupolaire (SMQ). La face interne de la membrane est balayée par un gaz vecteur acheminant les composes ayant diffuse a travers la membrane vers le détecteur (CPG à FID ou SMQ). Dans la première partie, les caractéristiques des capteurs sont mises en évidence: 1) linéarité de l'étalonnage et sensibilité variant selon le détecteur; 2) temps de réponse; 3) précision des mesures et stabilité. La deuxième partie traite de l'influence des conditions et des constituants de milieux de fermentation. Les sels minéraux, l'extrait de levure et l'antimousse ne modifient pas significativement la réponse du capteur. L’analyse de mélanges de plusieurs composés volatils et/ou gazeux dissous s'est avérée possible, bien que des difficultés soient apparues avec le spectromètre de masse. Dans la dernière partie, les performances des capteurs sont montrées pour le suivi de la fermentation alcoolique sur mélasse et de la fermentation acétone-butanol. Ces méthodes de mesure en ligne constituent un outil intéressant pour mettre en évidence de nouveaux aspects cinétiques des procédés biotechnologiques
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Mitev, Krasimir. "Modélisation numérique des mécanismes de fonctionnement d'un compteur proportionnel cylindrique utilisé pour la mesure absolue de l'activité volumique du krypton-85." Toulouse 3, 2005. http://www.theses.fr/2005TOU30241.
Full text
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Bouhadid, Myriam. "Conception, caractérisation et mise en œuvre de matériaux organiques conducteurs pour des applications dans le domaine des capteurs chimiques." Pau, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/41/98/89/PDF/TheseBouhadid.pdf.
Full textAbstract:
L’objectif de nos travaux est la réalisation d’un capteur d’ammoniac ayant une couche sensible tout organique capable de détecter et de doser l’ammoniac sur site et en temps réel. L’ensemble des étapes nécessaires à la conception d’un capteur de la synthèse à l’évaluation des performances sont présentées. Les choix du matériau et de sa synthèse ont été faits dans le but de rendre la conception du capteur transférable en milieu industriel. Le matériau ainsi choisi a été caractérisé pour s’assurer de sa capacité à s’intégrer dans le dispositif de détection. La mise en place d’une chambre d’exposition a permis d’évaluer les performances des capteurs dans une atmosphère contrôlée en température, humidité relative et concentration en ammoniac. Une étude des grandeurs d’influence comme la température et l’humidité relative a été réalisée. Les performances des capteurs ainsi réalisés ayant pour couche sensible un composite tout polymère à base de polyaniline montrent que ces dispositifs, sans développement supplémentaire, peuvent déjà concurrencer les capteurs d’ammoniac sur le marché en termes d’étendue de mesure, de temps de réponse, de durée de vie… De plus, ces capteurs présentent un avantage non négligeable en levant le verrou technologique de la réversibilité des réponses permettant ainsi d’utiliser le capteur sans intervention extérieure entre deux mesures de pollution atmosphériqueThe main objective of this project was to prepare, study and test new generation of chemical sensors based on conducting polymer composite material. All the steps concerning the feasibility of the sensors have been studied. The active layer was made of composite containing intrinsically conducting polymers as polyaniline (Pani). The synthesis of the conducting composites was optimized and obtained with an environmental friendly process (no acid nor organic solvent) at low cost and thus easy to scale up. Several composites made of polyacrylate/polyaniline were obtained, parameters as dopant chemical nature and polyaniline content were studied. To answer the fundamental questions and to reach the applications mentioned, the structure and several physico-chemical properties (composite formulation, response to gas exposure, signal treatment…) were studied in details on samples and devices that are prepared and characterized in a systematic and controlled way. The procedure to test these new sensors has been optimized in a climatic chamber previously calibrated to control the temperature, the relative humidity and the ammonia concentration parameters. Performances of the sensors were then carried out in terms of reproducibility, sensibility, reversibility, selectivity… Effects of specific conditions as humidity, temperature, and more commonly ageing study were studied and the sensor response was recorded to certify the gas sensor safe for use in hazardous location. This study demonstrated the feasibility of whole polymer (polyaniline composite) sensors to detect ammonia. Moreover, all the performances of this new chemical sensor are in line with the market needs in terms of response time, sensitivity, reproducibility. At last, these sensors introduce a breakthrough technology since their response is reversible with no need of servicing or calibration between two exposures. This feature is very interesting in terms of time-life and cost
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Yoboue, N'Goran Pamela Marie Josephe. "Etude technologique pour l'amélioration des performances d'un capteur à gaz à oxyde métallique : développement d'une plateforme chauffante et intégration de couche sensible nanostructurée." Toulouse 3, 2010. http://thesesups.ups-tlse.fr/911/.
Full textAbstract:
Avec les préoccupations actuelles de protection de l'environnement et des personnes, le développement des capteurs de gaz à base d'oxyde métallique connaît un essor grandissant. Force est de constater que les capteurs commercialisés aujourd'hui présentent des performances mitigées avec une température de fonctionnement limitée à 450°C. Malgré une sensibilité intéressante avec des seuils de détection autour de quelques ppm, ils présentent une faible sélectivité et de grandes instabilités ; ce qui limite leur utilisation à de simples détecteurs. Ces imperfections sont d'ailleurs le moteur de nombreux travaux de recherche notamment sur le développement de nouveaux matériaux de détection mais aussi de nouveaux transducteurs. Le but de cette thèse est de prouver qu'il est possible de bien améliorer les performances de ces capteurs à oxydes métalliques notamment sur les aspects consommation, stabilité mécanique et électrothermique. Pour cela notre travail a consisté dans un premier temps à redéfinir un nouveau design puis à optimiser les procédés technologiques pour réaliser des plateformes chauffantes "haute-température". Nous avons réussi à développer une structure capable de fonctionner jusqu'à 600°C avec une puissance convenable (<80mW) et une remarquable stabilité mécanique et électrique. Ensuite nous avons travaillé sur l'optimisation du procédé jet d'encre comme nouvelle technique d'intégration de couche sensible beaucoup plus robuste et reproductible que les techniques de dépôt actuelles. Les premiers essais ont été effectués avec du ZnO nanoparticulaire et ont montré des résultats prometteurs notamment pour l'intégration de différents matériaux d'un futur multicapteurIn recent years, the development of metal oxides gas sensors has experienced a considerable growth because of an interest more and more important in the protection of environment and people safety. Thanks to technological advances in microelectronics that promote better performances, low costs in terms of consumption and production, these sensors can be used for monitoring air quality in many fields such as transport, industry or housing environment. It is clear that metal oxide sensors sold today present mixed performances. Indeed, despite an interesting sensitivity with a detection threshold around the ppm, those sensors also have low selectivity and great instability, which limit their use to simple detectors. For that matter, these imperfections are the motor of many researches including development of new sensing materials but also new transducers. The goal of this thesis is to prove that it is possible to improve the performances of those metal oxide gas sensors especially on aspects of consumption (<80mW) with a remarkable mechanical stability and electrothermal stability up to 600°C. For that, our work consisted firstly to redefine a new design and then to optimize technological process to develop high-temperature microhotplate. Then we worked on the optimization of ink jet process as a new technological way to integrate nanoparticular sensitive materials; a way much more reproducibly than current deposition techniques. The first tests were conducted with ZnO nanoparticles and have shown promising results especially for flexible integration of various sensing materials for new multisensors
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Bourrounet-Dubreuil, Brigitte. "Conception et développement d'un système à multiples capteurs de gaz : application en agro-industrie." Toulouse, INPT, 1998. http://www.theses.fr/1998INPT004C.
Full textAbstract:
Le nez humain reste le premier outil analytique actuellement utilise pour la mesure d'odeurs. Toutefois, depuis 20 ans, de nombreuses recherches ont ete effectuees pour mettre au point un nez electronique. La conception d'un tel appareillage repose sur le couplage de capteurs de gaz ou d'odeurs, a une intelligence artificielle basee sur des methodes de reconnaissance de forme (acp, afd, rn, ). Differentes technologies de capteurs chimiques peuvent etre employees notamment les capteurs a oxyde metallique (mos), les capteurs a polymere conducteur et les capteurs a quartz piezoelectrique (qmb, saw). Dans un premier temps, un systeme basique a multiples capteurs de gaz de type oxyde metallique a ete concu afin d'evaluer les performances et les limites de la technologie sur des produits issus de l'agro-industrie. Le potentiel d'utilisation de cette maquette a ete ainsi demontre en mesure directe pour le suivi de la maturation de la lavande, la discrimination de 61 cafes et la quantification du sulfure d'hydrogene. Dans le cas d'une mesure indirecte, le taux de pourriture du raisin par du botrytis cinerea et la teneur en 5-androst-16-en-3-one caracteristique de l'odeur sexuelle d'echantillons de bardieres de porcs ont pu etre evalues au moyen d'une afd. Les connaissances acquises lors de cette etude finalisee nous ont permis de developper un prototype de laboratoire constitue de deux cellules de 10 capteurs de gaz, avec regulation thermique et hygrometrique, sur lequel des tests normatifs afnor ont ete realises. L'acp des donnees obtenues sur 30 capteurs testes en terme de sensibilite au gaz etalon (ethanol) et a l'humidite relative, de temps de reponse et de derive a court terme a permis d'effectuer une selection des capteurs en fonction de leur sensibilite, de leur selectivite et de leur precision. Une methode globale de mise en oeuvre d'un nez electronique a ainsi pu etre proposee.
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Camara, El Hadji Malick. "Développement d'un micro-preconcentrateur pour la détection de substances chimiques à l'état de trace en phase gaz." Saint-Etienne, EMSE, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00448980.
Full textAbstract:
Dans certains cas, la concentration du gaz à détecter est si faible qu’elle est en dessous de la limite de détection des capteurs usuels et donc la présence d’une unité de préconcentration en amont du capteur devient indispensable. Le principe de cette technique repose l’accumulation du gaz à détecter au moyen d’un adsorbant qui , ensuite sous l’effet d’une hausse brusque de la température, est désorbé puis redirigé vers un détecteur, entraînant ainsi une amplification de la concentration du gaz vu par ce détecteur. Cette thèse présente le développement d'un préconcentrateur pour la détection de substances chimiques à l’état de trace gaz. Ce micro-préconcentrateur sera constitué d’un microcomposant en silicium rempli d’un adsorbant et muni d’une résistance chauffante à son dos et de capillaires métalliques servant de connectiques fluidique à l’entrée et à la sortie du dispositif. La particularité de ce dispositif repose sur son applicabilité aussi bien dans le domaine de la surveillance de la pollution atmosphérique (Benzène, Toluène, Xylène…) que la détection d’explosifs (composés nitroaromatiques). Différents modèles de micro-dispositifs ont été étudiés et une attention particulière a été consacrée au carbone adsorbant. L'optimisation et le fonctionnement de ce système de préconcentration ont été étudiés suivant son application future. En plus, les avantages de l'utilisation de silicium poreux pour faciliter la fixation de l’adsorbant dans le réacteur et modifier la cinétique de désorption de gaz ont été également étudiésIn the field of gas detection, one major trend is to miniaturize analytical techniques. In such technological developments, the gas pre-conditioning is usually very important. This may involve, firstly, the modification of a gas mixture, for example to improve the selectivity of a detection device, secondly, the effect of preconcentration in order to increase the sensibility of the detector. Indeed, in some applicative environments the concentration of gas is too small and therefore a preconcentration unit at the entrance of the analytical device is needed. When a preconcenrator is used, the gas mixture to be analyzed flows through it and is accumulated during some time, then the mixture is desorbed by a temperature pulse and brought to the detector. This work presents the development of a gas preconcentrator based on a micro-channel in porous and non-porous silicon filled with an adequate adsorbent material by micro-fluidic process in open micro-device or by impregnation in close one. The particularity of this device is its applicability in the fields of atmospheric pollution monitoring (Volatiles Organic Compounds-VOCs) and explosives detection (nitroaromatic compounds). Various designs of micro-devices have been investigated and a special focus has been dedicated to the carbon adsorbent. The optimization of the device and its operation were driven by its future application in outdoor environments. The benefits of using porous silicon to ease the fixing of the carbon absorbent in the reactor and to modify the gas desorption kinetic are also investigated
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Labidi, Ahmed. "Etude de capteurs de gaz à base d'oxyde de tungstène (WO3) par spectroscopie d'impédance." Aix-Marseille 3, 2006. http://www.theses.fr/2006AIX30025.
Full textAbstract:
Le but de ce travail est la détermination des mécanismes de détection de capteurs de gaz à base de WO3 par spectroscopie d'impédance, sous gaz réducteurs (éthanol et acétone) et sous gaz oxydant (ozone). Cette technique est une méthode puissante pour comprendre les processus de conduction et les mécanismes d’interaction solide/gaz dans ces capteurs. Les couches minces de WO3 étudiées ont été déposées au laboratoire par les techniques de pulvérisation cathodique réactive magnétron radio-fréquence et par évaporation sous vide. Ces techniques ont permis d’avoir des couches minces, homogènes et polycristallines. Les propriétés morphologiques ont été déterminées par microscopie à force atomique (AFM). Les mesures d’impédance ont montré que l’interaction des capteurs avec l’ozone et les vapeurs organiques dépend de la morphologie de la couche sensible de WO3 et notamment de leur densité en joints de grains. Nous avons également analysé par spectroscopie d’impédance sous ozone et éthanol des capteurs dont la surface du film WO3 a été modifiée par des ajouts métalliques d’or (Au) ou de palladium (Pd). Les résultats des ces études montrent que l’ajout métallique d’Au améliore légèrement la sensibilité des capteurs à l’éthanol, que les films de WO3 soient obtenus par pulvérisation ou par évaporation. En ce qui concerne l’ozone, l’ajout d’Au semble pouvoir améliorer la sensibilité des capteurs dont le film de WO3 a été évaporé. Par contre, l’ajout de Pd rend les capteurs pratiquement insensibles aux deux types de gaz utilisés. Les résultats de ce travail de thèse ont ainsi permis de déterminer les principaux paramètres morphologiques à prendre en considérations pour l’amélioration des réponses des capteurs à base de WO3The aim of this work is the determination of detection mechanism for WQ3 based sensors by impedance spectroscopy, under reducing (ethanol and acetone) or oxidizing (ozone) gases. This technique is a powerful method for understanding the conduction processes and the solid/gaz interaction mechanisms of these sensors kind. The studied WOa sensitive thin layers were deposited at the laboratory by reactive radio-frequency magnetron sputtering and vacuum evaporation. These techniques permit to prepare homogeneous and polycrystalline thin layers. The morphological properties were studies by atomic force microscopy (AFM). The impedance investigation showed that the sensors interaction with ozone and organic vapors depends on the W03 sensitive layer morphology in particular of their density of grain boundaries. We have also analyzed by impedance spectroscopy the response under ozone and ethanol of W03 based sensors wherein the film surface was modified by gold (Au) or palladium (Pd) metal additive. The results of these studies showed that the Au addition improves slightly the sensitivity of the sensors toward ethanol, for the films of WO3 obtained by sputtering or evaporation. Under ozone, the Au addition seems to be able to improve the sensitivity of WC3 sensors film prepared by evaporation. For instance, the sensors became practically insensitive toward the two used gases when Pd is added. The results of this work make it possible to determine the principal morphological parameters to take into accounts for the improvement of the WO3 based sensors responses
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Passard, Michelle. "Analyse et modelisation de l'action des gaz sur des semi-conducteurs organiques (phtalocyanines) pour l'application aux capteurs de gaz." Clermont-Ferrand 2, 1995. http://www.theses.fr/1995CLF21721.
Full textAbstract:
Ce memoire porte sur l'etude des variations de la conductivite electrique de differents semi-conducteurs organiques de la famille des phtalocyanines sous l'action de gaz dopants. L'objectif de ces travaux est double: d'une part mieux comprendre les interactions entre ces materiaux et le gaz considere, d'autre part mettre au point un capteur de gaz integre dont l'element sensible serait une couche mince de phtalocyanine. Apres le rappel de la definition et des caracteristiques d'un capteur de gaz, les raisons qui conduisent a utiliser les semi-conducteurs organiques sont exposees. Puis sont presentes les dispositifs et methodes utilises pour mener a bien cette etude: substrats pour la mesure de la conductivite electrique des materiaux, micro-balance a quartz, systeme de tests aux gaz, spectroscopie d'absorption dans le visible. Les dopages sont realises a l'aide de gaz oxydants (dioxyde d'azote, brome) et reducteurs (monoxyde de carbone, ammoniac) dilues dans un gaz vecteur (azote ou air sec). Ensuite, sont decrites les diverses proprietes des phtalocyanines ainsi que les caracteristiques generales et structurales des composes utilises (polyfluorophtalocyanine d'aluminium, bisphtalocyanine de lutecium, phtalo-naphtalocyanine de lutecium). Les resultats des diverses experiences permettent de preciser un modele phenomenologique faisant intervenir deux principaux processus lors des dopages des phtalocyanines. Cette etude a permis de definir les caracteristiques chimiques, physiques et morphologiques que doit posseder la couche mince de phtalocyanine pour une utilisation comme materiau sensible dans une application capteur de gaz. Afin de resoudre le probleme de la non selectivite intrinseque des materiaux, il faut realiser un multicapteur constitue d'une membrane composite comportant des materiaux presentant des sensibilites differentes aux divers gaz a identifier. Un tel dispositif devra etre realise a l'aide des technologies de la microelectronique. Dans cette optique, des etudes de faisabilite de depot de couches minces de phtalocyanines sur des substrats microelectroniques furent realisees en s'assurant que les procedes de fabrication utilises ne modifient pas les proprietes des phtalocyanines vis a vis des gaz
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Billi, Elena. "Développement de capteurs de gaz électro-chimiques pour le contrôle de la pollution de l'air." Lyon, INSA, 2003. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2003ISAL0001/these.pdf.
Full textAbstract:
Deux capteurs de gaz en matériau céramique, développés par sérigraphie, ont été considérés. Le premier est capable de détecter les concentrations de CO et Nox dans les procédés de combustion et pour augmenter la durabilité une couche protectrice en alumine alpha a été déposée par sérigraphie sur l'élément sensible du capteur. Pour minimiser les interactions possibles entre les couches, une nouvelle formulation de l'encre sérigraphie a été réalisée. L'autre capteur est un dispositif pour la détection de CO₂ pour le contrôle des aires urbaines : les matériaux sensibles, Nasicon et zircone yttriée, sont déposés par sérigraphie comme couches superposées. Après le traitement thermique ce capteur ne fonctionne pas à cause d'une réaction d'interface entre les couches. Cette réaction a été étudiée par MEB et MET et est inévitable. Donc le capteur a été réalisé en substituant le Nasicon par l'alumine béta et il présente une bonne sensibilité et stabilitéTwo ceramic gas sensors, developed by screen-printing technique, are considered. The first is able to detect CO and Nox concentrations in combustion processes and, to increase its durability, a alpha-alumina protective layer was deposited by screen-printing on the sensor sensing element. The alpha-alumina screen-printable ink was realised with a new formulation to minimise the possible interactions between the layers. The other sensor is a device for CO₂ monitoring in urban areas: the sensing materials, Nasicon and Yttria stabilised zirconia, are deposited as overlapped films. After the thermal treatment this sensor doesn't work because of an interface reaction between the layers. This reaction is studied by SEM and TEM and is not avoidable. Then the sensor is realised by substitution the Nisicon film with a beta-alumina one and it shows good sensibility and stability
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Chalabi, Habib. "Conception et réalisation d'une plate-forme multi-capteur de gaz conductimétrique…Vers le nez électronique intégré." Aix-Marseille 3, 2007. http://www.theses.fr/2007AIX30064.
Full textAbstract:
Les capteurs de gaz à oxydes semi-conducteurs actuels reposent souvent sur des structures peu stables dans le temps et présentent toujours une faible sélectivité aux gaz. Ainsi ce travail détaille le développement de microcapteurs de gaz dits de « nouvelle génération ». Les différents éléments qui composent ce type de dispositif ont été étudiés et améliorés. En particulier, une nouvelle plateforme chauffante à résistance en platine a été développée en s’appuyant sur une simulation numérique basée sur la méthode des éléments finis. Le bon contrôle des procédés technologiques a permis la mise au point d'une filière technologique multi-capteur associant quatre cellules sur une puce. Une couche sensible de WO3 a pu être intégrée à ce dispositif et les caractérisations électriques et thermographiques ont permis de valider le fonctionnement et la très bonne stabilité de ces structures. Des tests préliminaires en ambiance gazeuse contrôlée ont permis de montrer de bonnes performances globales en termes de sensibilité et de sélectivité. Ce travail constitue une première étape encourageante pour la réalisation d’un nez électronique intégréSemiconducting oxide gas sensors often bases on structures unstable over time and presents always low gas selectivity. Thus this work describes the development of new generation gas microsensors. The different elements of the device have been studied and improved. In particular, a new micro-hotplate with platinum resistance could be achieved by using a numerical approach based on the finite element method. Good control of technological processes has enabled the development of a multi-sensors technology involving four cells on one chip. A WO3 sensitive layer was able to be integrated into this system and electrical and thermographic characterizations of devices have been enabled to validate functioning and good stability of structures. Preliminary tests in controlled gaseous atmosphere have provided good overall performances in term of sensibility and selectivity. This work is encouraging first stage for electronic nose realisation
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Jouve, Christophe. "Etude de matériaux composites dans des structures : métal-composite-métal, métal-composite-semiconducteur : application aux capteurs en phase gazeuse." Lyon 1, 1993. http://www.theses.fr/1993LYO10232.
Full textAbstract:
Les solides organiques offrent des perspectives prometteuses de materiaux pour la realisation de dispositifs electroniques. La sensibilite de ces materiaux a un environnement physico-chimique conduit a les utiliser pour l'integration de capteurs intelligents. Le travail que nous presentons concerne des structures minces de polyethylene (ldpe) dans lequel sont inclus des sels de complexes a transfert de charges (ctc). La methode d'elaboration permet de realiser des films conducteurs de quelques microns d'epaisseur dans lesquels la cristallisation des sels depend des conditions d'elaboration. Une part importante de cette etude est consacree a la correlation entre la composition des films et leurs proprietes de conduction electrique. Nous cherchons aussi, en plus de l'optimisation du procede d'elaboration, a contribuer a une meilleure comprehension des mecanismes de conduction electrique qui restent a eclaircir en ce qui concerne ces materiaux. Les mesures en continu mettent en evidence des phenomenes d'injection au-dela d'une zone ohmique a 10#3v/cm. Les mesures en alternatif (jusqu'a 1 mhz) revelent, suivant la concentration en sels de ttf-tcnq, des variations plus ou moins importantes de la conductivite autour de 100 khz. Des hypotheses concernant le comportement en frequence sont proposees. Ces resultats permettent de determiner differents parametres propres a ces structures et qui caracterisent les modes de conduction observes. Dans l'objectif de l'exploitation de ces films comme detecteur d'entite gazeuse, des essais d'absorption ont ete realises avec de l'oxygene, du dioxide d'azote, du dioxyde de carbone ainsi que sous atmosphere humide. Les premiers resultats obtenus par absorption sont tres encourageants pour la mise au point et le developpement de dispositifs capteurs utilisant ces materiaux
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Dufour, Nicolas. "Conception et réalisation d'un multicapteur de gaz intégré à base de plateformes chauffantes sur silicium et de couches sensibles à oxydes métalliques pour le côntrole de la qualité de l'air habitacle." Toulouse 3, 2013. http://thesesups.ups-tlse.fr/2207/.
Full textAbstract:
De nombreuses études récentes ont montré la présence de quantités élevées de polluants à l'intérieur de l'habitacle automobile. La solution proposée pour pallier ce problème est l'élaboration d'un capteur de gaz capable de détecter les polluants pénétrant à l'intérieur du véhicule, engendrant la fermeture des volets d'aération lors de l'observation d'un pic de pollution. Les micro-capteurs chimiques à oxydes métalliques sont les meilleurs candidats pour résoudre cette problématique : ils présentent une grande sensibilité à de nombreux gaz, des temps de réponse rapides, et leur coût de production est faible. Leur principal défaut est un manque de sélectivité. Les travaux de recherches effectués ont consisté à mettre au point un micro-dispositif intégrant un réseau multicapteur de gaz à détection conductimétrique : sur une même puce micro-usinée en silicium sont intégrées plusieurs couches sensibles différentes, visant à détecter sélectivement plusieurs gaz : le monoxyde de carbone (CO), le dioxyde d'azote (NO2), l'ammoniac (NH3), l'acétaldéhyde (C2H4O) et le sulfure d'hydrogène (H2S). Pour se faire, trois axes d'études principaux se sont dégagés. La première partie de cette étude s'est portée sur la conception des micro-plateformes chauffantes à l'aide d'un outil de simulations numériques multiphysiques, pour optimiser, d'une part leur structure et leur géométrie afin d'atteindre les performances thermiques escomptées (optimisation du rendement thermoélectrique et minimisation d'interaction d'une cellule à l'autre), et d'autre part les performances thermomécaniques compte tenu de la possibilité d'utiliser un mode de fonctionnement des capteurs en transitoires thermiques rapides. Le modèle obtenu a été validé par comparaison à des mesures physiques. Celui-ci nous a permis d'améliorer le comportement thermique à la surface de la membrane et de réduire les coûts de fabrication en simplifiant le design. La fabrication en centrale technologique de la plateforme multicapteurs a ensuite été réalisée en tenant compte des améliorations proposées par la modélisation. Une étude spécifique sur l'intégration dans le procédé d'une technique industrielle des dépôts des matériaux sensibles par jet d'encre a été menée. Nous avons ainsi mis au point une méthode permettant de déposer rapidement et à bas coûts plusieurs couches sensibles (ZnO, CuO et SnO2) sur une même structure de détection. Enfin, nous avons procédé à l'élaboration d'un système décisionnel, comprenant deux éléments : la mise au point d'un profil optimisé de contrôle des résistances chauffantes et sensibles permettant d'améliorer la sensibilité, la sélectivité et la stabilité, et une analyse multivariée des données. Il a de ce fait été possible de détecter sélectivement la plupart des gaz ciblés (seuls et mélangés) à de faibles concentrations (0,2 ppm de NO2, 2 ppm de C2H4O, 5 ppm de NH3 et 100 ppm de CO)Many recent studies have shown the presence of high amounts of pollutants inside the car cabin. The proposed solution for this problem is the development of a gas sensor capable of detecting pollutants entering in the vehicle, resulting in the closing of vents in the case of a pollution peak. Metal-oxides chemical micro-sensors are the best candidates to solve this problem: they are highly sensitive to many gases, fast response times, and their production cost is low. Their main drawback is a lack of selectivity. The research work consisted of developing a micro-device incorporating a gas multi-sensor array based on conductivity detection: different sensitive layers are integrated on a single silicon micro-machined chip, in order to selectively detect several gases: carbon monoxide (CO), carbon dioxide nitrogen (NO2), ammonia (NH3), acetaldehyde (C2H4O) and hydrogen sulfide (H2S). To do this, three main areas of research have emerged. The first part of this study focused on the design of the heating micro-platforms using a multiphysics simulations tool to optimize, on the one hand, their structure and geometry to achieve the expected thermal performances (thermoelectric efficiency optimization and minimizing interaction of a cell to another), and on the other hand, the thermo-mechanical performance given the possibility to use sensors in a fast thermal transient mode. The resulting model was validated by comparison with physical measurements. This has allowed us to improve the thermal behavior of the membrane surface and reduce manufacturing costs by simplifying the design. The manufacturing in clean room of the multisensor platform was then performed taking into account the improvements proposed by the modeling. A specific study on the integration process of an industrial technique to deposit sensitive materials by inkjet was conducted. A method for depositing quickly and at low costs several sensitive layers (ZnO, CuO and SnO2) on a single sensing structure has been developed. Finally, we proceeded to develop a decision-making system, including two elements: the development of an optimized profile to control the heating and sensitive resistors to improve the sensitivity, selectivity and stability, and a data multivariate analysis. It has therefore been possible to selectively detect most of the target gas (alone and mixed) at low concentrations (NO2-0. 2ppm, C2H4O-2ppm, NH3-5ppm and CO-100ppm)
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Moudakkir, Salah. "Etude physico-chimique de l'oxyde d'étain SnO2. Aptitude à la réalisation d'un capteur passif sensible aux traces de gaz réducteurs dans l'air." Tours, 1998. http://www.theses.fr/1998TOUR4016.
Full textAbstract:
Le but de ce travail est de tester les propriétés de l'oxyde d'étain en tant que catalyseur de l'oxydation de gaz reducteurs en vue de son application comme capteur chimique. Nos investigations se sont portées sur trois types d'échantillons élaborés différemment : deux couches et un massif. Tout d'abord, la nature des défauts ponctuels majoritaires présents dans cet oxyde à haute température, a été identifiée, ensuite l'évolution de la conductivité en fonction de la température et de la nature du gaz ambiant a permis de comprendre les phénomènes ayant lieu à l'interface gaz-solide notamment ceux liés aux interactions physico-chimiques qui accompagnent l'adsorption de deux gaz réducteurs que sont l'eau et l'éthanol, d'abord en régime stationnaire, ensuite sous un régime i pulsionnel. La diversité qu'offre cette étude comparative a permis de donner une idée intéressante sur les performances de chaque échantillon d'oxyde d'étain et donc du choix de celui qui répondra le mieux à une utilisation intégrée dans le dispositif d'un capteur de gaz réducteurs.
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Daher, Carlos. "Etude et réalisation de capteurs térahertz à base de nanocanaux asymétriques de gaz d’électrons bidimensionnel." Thesis, Montpellier, 2015. http://www.theses.fr/2015MONTS121/document.
Full textAbstract:
Le domaine des fréquences térahertz (THz, 1 THz = 10^12 Hz) fait partie du spectre électromagnétique qui n'est pas encore sous contrôle. Il possède des propriétés physiques qui peuvent être exploitées dans des domaines très différents comme la spectroscopie, les télécommunications, l'imagerie, la sécurité ...L'objectif de ce projet de thèse était d'étudier et de réaliser un nouveau type de capteur THz basé sur des nanocanaux asymétriques de gaz d'électrons bidimensionnel également appelés Self-Switching Devices (SSD), c'est à dire dispositifs auto-commutants. Ces nouveaux dispositifs ont des caractéristiques I(V) non-linéaires leur permettant de fonctionner en tant que détecteurs quadratiques tout comme les diodes Schottky classiques.Les SSDs qui sont fabriqués par la création - dans une hétérojonction contenant un gaz d'électrons bidimensionnel - deux tranchées symétriques isolantes en forme de L disposées en tête bêchent, possèdent une haute mobilité d'électrons qui leur permet de travailler à des fréquences très élevées. Les contacts sont simplement réalisés par un dépôt métallique de chaque côté du dispositif et l'architecture complètement planaire permet facilement la réduction de leurs tailles et leur parallélisation. Ceci est en contraste avec la diode traditionnelle, et évidemment conduit à une réduction significative du coût de production. En outre, l'architecture extrêmement simple permet une très faible capacité parasite et donc une très grande vitesse de fonctionnement. À partir des simulations Monte Carlo, le dispositif devrait fonctionner également dans la gamme de fréquences THz, dans laquelle de très larges champs d'applications ont été démontrés.Nous avons développé deux bancs expérimentaux et démontré, dans une configuration quasi-optique, dans un espace libre et à température ambiante que les SSDs en nitrure de gallium (GaN) travaillent en tant que détecteurs directs par redressement et aussi en tant que détecteurs hétérodynes et ceux-ci jusqu'à 0,69 THz. Des réponses de 2 V/W et de 0,3 V/W avec des bandes passantes supérieures à 40 GHz et à 13 GHz ont été obtenues dans les gammes de fréquences de 0,30 et de 0,69 THz, respectivement. La caractérisation des SSDs en tant que mélangeurs ne montre aucune déviation de la linéarité entre la puissance de la porteuse THz (signal d'entrée RF) et celle du signal de sortie (IF) ayant une fréquence intermédiaire. Les simulations de Monte Carlo, utilisées pour estimer les pertes de conversion des nano-dispositifs de 27 dB à 0,69 THz, ont confirmé ces résultats.En conséquence, la mise en œuvre pratique des SSDs en tant que mélangeurs d'ondes submillimétriques de hautes puissances semble faisable. En outre, des études plus récentes de nanodispositifs similaires à base de GaN, ont démontré leurs possibilités d'agir comme oscillateurs Gunn qui pourraient être des éléments actifs dans des émetteurs THz. Par conséquence, les bonnes performances des nanocanaux en GaN démontrées dans cette thèse permettent non seulement l'intégration facile des antennes pour un meilleur couplage en espace libre, mais aussi (i) une flexibilité dans la conception pour une dissipation thermique optimale et la réduction des effets parasites et (ii) la possibilité de développer un système émetteur/détecteur d'ondes submillimétriques complètement intégré fonctionnant à température ambianteTerahertz frequency domain (THz, 1 THz = 10^12 Hz) is part of the electromagnetic spectrum that is not yet under control. It does have physical properties that concern very different fields such as spectroscopy, telecommunications, imaging, security...The project goal of this thesis was to study and to realize a new type of THz sensor based on asymmetrical nanochannels of two-dimensional electron gas (2DEG) also called Self‐Switching‐Devices (SSDs). These new devices have a non-linear I-V characteristics allowing them to operate as quadratic detectors like conventional Schottky diodes.SSDs manufactured by creating – into a heterojunction containing a two-dimensional electron gas — two symmetrical L-shaped insulating trenches arranged in head to tail, present high electron mobility that allows them to work at very high frequencies. Contacts are simply made by metal deposit on each side of the device and the completely planar architecture allows easy downscaling and parallelization. This is a great contrast with the traditional diode, and obviously leads to a significant reduction of the production cost. Moreover, the extremely simple architecture enables a very low parasitic capacitance and therefore a very high operation speed. From Monte Carlo simulations, the device is expected to operate also in the THz frequency range, in which very broad ranges of applications have been visualized.We have developed two experimental benches and demonstrated, in a quasi-optical configuration, free space and at room temperature that gallium nitride (GaN) based SSDs act as rectifying direct detectors and heterodyne detectors up to 0.69 THz. Responsivities of 2 V/W and 0.3 V/W with bandwidths greater than 40 GHz and 13 GHz were obtained in the 0.30 and 0.69 THz ranges, respectively. The characterization of the SSDs as mixers didn't show any deviation from linearity between the THz carrier (RF) input power and the power of the intermediate frequency (IF) signal output. Monte Carlo simulations, used to estimate nano-device intrinsic conversion losses of 27 dB at 0.69 THz, have confirmed these results. As a consequence, the practical implementation of SSDs as mixers of high-power sub-millimetre waves seems feasible. Moreover recent studies of similar GaN-based nanodevices, have demonstrated their possibilities to act as Gunn oscillators that could be active elements in THz emitters. Therefore, the good performances of GaN nanochannels demonstrated in this thesis allow not only the easy integration of antennas for a better free space coupling but also (i) a flexibility in the design of an optimum thermal dissipation and reduction of parasitic effects, and (ii) the possibility to develop a fully integrated emitter/detector submillimeter-wave system working at room temperature
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Brunet, Jérôme. "Elaboration, étude et optimisation de capteurs de gaz à phtalocyanines pour la pollution atmosphérique." Clermont-Ferrand 2, 2003. http://www.theses.fr/2003CLF21455.
Full textAbstract:
Ce travail est consacré à l'étude de capteurs de gaz à base de phtalocyanines, vis-à-vis des faibles concentrations en dioxyde d'azote (NO2) et ozone (O3). Les objectifs sont la conception et le développement de capteurs de gaz performants, pouvant évaluer ces deux espèces dans l'atmosphère. Le contexte scientifique de cette étude est tout d'abord présenté par une description de la pollution atmosphérique ainsi que sur sa métrologie. Les structures en cours de développement pour une telle application sont ensuite répertoriées ainsi que leurs performances actuelles. Les propriétés physico-chimiques et électroniques des matériaux sensibles mis en oeuvre lors de ces travaux, à savoir les phtalocyanines, sont particulièrement détaillées. Les processus physico-chimiques mis en jeu entre les gaz et ces matériaux sont également développés. Des mesures en laboratoire à températures et concentrations variables en NO2 et O3, proches de celles rencontrées dans une atmosphère urbaine, sont présentées. Elles permettent l'interprétation des interactions gaz/phtalocyanines, avec comme objectif l'optimisation des caractéristiques de détection. La validation de nos capteurs sur l'un des sites de mesure de la qualité de l'air du réseau AtMO AUVERGNE, confirme leur grande sensibilité et leur faible seuil de détection vis-à-vis des gaz oxydants mais aussi leur non-sélectivité et leur temps de réponse relativement important. Afin d'optimiser les caractéristiques métrologiques, une méthodologie de mesure consistant au réétalonnage périodique du capteur par nettoyage thermique sous air propre, est développée. La concentration en gaz est déduite de la cinétique de réponse du capteur. Un microsystème capteur autonome exploitant cette procédure a été éléboré. Les résultats obtenus en laboratoire et en conditions réelles, démontrent que notre microsystème capteur permet une évaluation fiable, sélective et en temps réel de la concentration d'ozone dans l'atmosphère
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Charrada, Kamel. "Etude hydrodynamique d'un plasma de décharge mercure haute pression. Analyse de l'influence des transports de masse. Généralisation à un système à deux fluides." Toulouse 3, 1995. http://www.theses.fr/1995TOU30015.
Full textAbstract:
Le travail presente concerne la modelisation des arcs stabilises par parois fonctionnant dans le mercure a des pressions allant de quelques dixiemes d'atmosphere jusqu'a quelques atmospheres. La modelisation de la decharge est tout d'abord conduite dans le cadre de l'hypothese de l'equilibre thermodynamique local (e. T. L. ), a partir d'un modele bidimentionnel de type fluide utilisant la technique des elements finis. Apres une etape de validation du modele, l'influence du remplissage, de la geometrie et de l'intensite du courant d'arc sur les phenomenes convectifs et de conductions ainsi que sur les modifications des caracteristiques du plasma qui en resultent a ete etudiee. En particulier, le calcul de la temperature en tout point a permis d'evaluer la quantite de mercure perdue derriere les electrodes, ce qui est d'un grand interet pour l'etude experimentale de ces decharges. L'effet d'une alimentation periodique sur les mouvements du fluide a egalement ete examine dans le cadre de cette description basee sur l'e. T. L. Deux types d'excitation ont ete utilisees, une excitation sinusoidale et une excitation rectangulaire de rapport cyclique variable. Dans une seconde etape, le modele fluide a ete etendu a un systeme a deux fluides, electrons d'une part, ions et neutres d'autre part, ces deux groupes d'especes etant supposees avoir des fonctions de distribution maxwelliennes a des temperatures differentes. Cette approche, complementaire du modele e. T. L. , a permis d'examiner l'influence de plusieurs parametres sur les deviations dues a la separation en deux fluides par rapport a l'etat precedent d'e. T. L.
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Tremblay, Jean-François. "La rentabilité économique de l'efficacité énergétique pour un distributeur gazier : une analyse bénéfices/coûts." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 2000. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk1/tape3/PQDD_0020/MQ49126.pdf.
Full text
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Louis, Georges. "Absorbeurs gaz-liquide pour pompes à chaleur : analyse exergétique, modélisation-expérimentation." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1988. http://www.theses.fr/1988NAN10045.
Full textAbstract:
Mise au point d'un système évaporateur-condenseur-mélangeur simple compact et performant, à structure cylindrique. Expérimentation et résultats portant sur l'amélioration du transfert de chaleur (côté évaporateur, côté absorbeur). Inventaire d'autres structures a priori envisageables. Dimensionnement d'un prototype industriel
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FINET, VIZENTINI MARIELLE. "Analyse de recepteurs solide-gaz : modelisation et identification de cinetiques chimiques." Perpignan, 1988. http://www.theses.fr/1988PERP0047.
Full textAbstract:
Etude des reactions solide/gaz relatives aux equilibres de decomposition et de synthese des methylaminates de chlorure de calcium, utilisees dans une pompe a chaleur chimique. Simulation du fonctionnement d'un reacteur solide/gaz sous contrainte de pression constante et du couplage de deux reacteurs
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Finet, Marielle. "Analyse de réacteurs solide-gaz modélisation et identification de cinétiques chimiques /." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37613617p.
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Louis, Georges. "Absorbeurs gaz-liquide pour pompes à chaleur analyse exergétique, modélisation-expérimentation /." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37615483d.
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Cachia, Maxime. "Caractérisation des transferts d’éléments trace métalliques dans une matrice gaz/eau/roche représentative d'un stockage subsurface de gaz naturel." Thesis, Pau, 2017. http://www.theses.fr/2017PAUU3006/document.
Full textAbstract:
Le gaz naturel représente environ 20% de la consommation énergétique mondiale et cette part est attendue à la hausse dans les prochaines années en raison de la transition énergétique. Pour des raisons économiques et stratégiques, et afin de réguler les demandes d’énergie entre l’été et l’hiver, le gaz naturel est stocké temporairement dans des réservoirs souterrains, notamment des réservoirs aquifères. Les opérations d’injection et de soutirage du gaz mettent donc en contact des espèces gazeuses, liquides et solides, et rendent potentiellement possibles de nombreux phénomènes de transferts d’espèces chimiques d’un milieu vers un autre. Ainsi, bien que composé majoritairement de méthane (70-90%vol), le gaz naturel peut présenter des concentrations variées d’éléments trace métalliques (arsenic, mercure, plomb…). Compte tenu du caractère néfaste de ces composés, à la fois pour les installations industrielles et pour l’environnement, il est de la première importance de connaître l’impact de la composition chimique du gaz sur l’aquifère.Les travaux réalisés dans le cadre de cette thèse s’inscrivent dans ce contexte et ont eu pour objectif de caractériser les matrices gaz/eau/roche ainsi que les interactions qui existent entre elles, avec pour centre d’intérêt principal les éléments trace métalliques.Pour cela nous avons fait porter nos efforts sur l’optimisation (i) des conditions d’utilisation d’un banc de prélèvement ATEX, basé sur le principe de barbotage, et (ii) des méthodes de piégeages des métaux lourds puis d’analyses employées. Ce dispositif unique permet d’échantillonner les métaux présents dans un gaz naturel sous pression (100 bar maximum). Utilisé sur des sites industriels, ce banc a permis de mesurer et suivre sur plusieurs années la composition chimique en éléments trace métalliques du gaz naturel, mais aussi ponctuellement d’un biogaz et d’un biomethane. En effet, Ces deux derniers gaz ont vocation à réduire l’utilisation des énergies fossiles, celle du gaz naturel en particulier. Les biométhanes sont donc amenés à parcourir les mêmes réseaux de transport et à séjourner dans les mêmes sites de stockage que ceux utilisés pour le gaz naturel.En complément de la caractérisation de la phase gazeuse, nous nous sommes intéressés aux évolutions des compositions chimiques des phases aqueuse et minérale du stockage souterrain, sans pouvoir identifier de mécanisme de transfert spécifiquement lié aux activités de stockage de gazNatural gas represents 20% of energy consumption in the world. This percentage is expected to increase in the next years due to the energy transition. For economic and strategic concerns, and in to regulate energy demand between summer and winter, natural gas might be stored in underground storages like aquifers. Consequently, injection and drawing operations favour contact between gaseous, liquid and solid species and make possible transfer phenomena of chemical species from one matrix to another. In addition, even though natural gases are composed essentially of methane (70-90%vol), they can also show various metallic trace element concentrations (mercury, arsenic, tin…). According harmful effects of these compounds on industrial infrastructures and on environment, knowing impacts of natural gas composition on aquifer storage is crucial.The different tasks of this thesis are incorporated within such a context with the objective to characterize gases-waters-rocks matrices and their potential interactions, focusing on metallic trace elements.Therefore, we have focused a part of this PhD thesis on the optimisation of conditions of use (i) of a in EX zone 0 sampler device, working according to the principle of bubbling and (ii) of trapping methodology as well as analytic methods. This unique device allows metal sampling from natural gases up to 100 bar pressure. Its use on industrial sites has permitted to measure and monitor during several years the metallic trace element chemical compositions of a natural gas and also more limited biogas and a biomethane analysis. Indeed, these two last gases are designed to reduce fossil fuel consumption particularly natural gas one. Biomethanes are led to use the same transportation network and to be temporarily stored in the same way as natural gaz. In addition of the gaseous phase, we have taken interest in the water and the mineral phases to characterize their chemical composition evolutions in time, without identify specific transfer mechanisms in touch with gas storage activity
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Borges, Da Silva Filho Alvim. "Le déploiement des systèmes logistiques de distribution du gaz naturel : une analyse financière et stratégique par les options réelles du système GNC." Thesis, Aix-Marseille 2, 2010. http://www.theses.fr/2010AIX24008.
Full textAbstract:
La thèse est structurée en cinq chapitres. Le premier chapitre met en évidence le contexte actuel du marché de l’énergie et du GN sur lequel porte la recherche. L’histoire du marché du GN est présentée en focalisant la distribution, où les nouvelles règles édictées pour l’ensemble du marché de l’énergie, ont créé un nouvel environnement concurrentiel. Celui-ci est le résultat du changement de structure du secteur, passé d’un monopole public à la compétition privée. On ymontre le besoin d’outils de gestion plus performants, tels que les options réelles. De même, on peut voir que les systèmes de distribution flexibles deviennent un atout important pour le déploiement d’un réseau de distribution.Le deuxième chapitre présente la structure générale de la recherche empirique. Il discute l’épistémologie de la recherche et l’approche abductive qui y est utilisée. Cette dernière, basée sur Thiétart (2001), permet que la recherche puisse avanceravec les interactions entre le terrain de recherche et la théorie de façon simultanée. On montre aussi que l’approche méthodologique systématique (Grawitz, 2001) est celle qui s’adapte le mieux à la recherche.Le troisième chapitre expose le cadre d’analyse de la recherche. Il exploite les aspects importants de l’approche par les options réelles pour l’analyse du système de distribution de GN. L’objectif ici est de montrer l’état de la recherche sur lesoptions réelles et les contributions que l’approche optionnelle peut offrir à la gestion de la distribution du GNThe thesis is structured in five chapters. The first chapter brings to light the current context of the market of the energy and the GN which the research concerns. The history of the market of the GN is presented by focusing the distribution, where the new rules promulgated for the whole market of the energy, created a new competitive environment.This one is the result of the change of structure of the sector, go from a public monopoly to the private competition. We show the more successful need of management tools, such as the real options.Also, we can see that the flexible systems of distribution become an asset important for the deployment of a distribution network. The second chapter presents the general structure of the empirical research. It discusses the epistemology of the research and the abductive approach which is used there. This last one, based on Thiétart ( 2001 ), allows that the research can advance with the interactions enter the ground of research And the theory in a simultaneous way. We also show that the systematic methodological approach (Grawitz,2001) is the one which adapts itself best to the research.The third chapter exposes the frame of analysis of the research. It exploits the important aspects of the approach by the real options for the analysis of the system of distribution of GN. The objective here is to show the state of the research on the real options and the contributions which the optional approach can offer to the management of the distribution of the GN
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Nicolas, Dominique. "Etude par mesures de différence de potentiel de contact et de photopotentiel du comportement de structures semi-conductrices fonctionnalisées en vue de la détection de gaz." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1997. http://www.theses.fr/1997ECDL0020.
Full textAbstract:
Ce travail a porté sur l'amélioration de la sélectivité et de la sensibilité de capteurs de gaz de type gasfet et au développement d'une méthode de mesure devant conduire à un nouveau type de capteurs de gaz. Un capteur est forme d'une couche sensible et d'un transducteur. En premier lieu, il faut s'assurer des performances du matériau sensible en contact avec le gaz à analyser. Pour cela, nous avons développé et mis au point un appareillage permettant la mesure des variations de la différence de potentiel de contact. Cette méthode de mesure permet d'étudier des structures macroscopiques, plus facilement manipulables et plus simples que les gasfet. La surface de ces structures peut alors être aisément modifiée par des métaux catalytiques, des récepteurs spécifiques ou des polymères de façon à attribuer à une modification de surface donnée la réponse d'un gaz précis. A l'aide de cette méthode, nous avons étudié essentiellement le palladium, sous hydrogène. L'originalité de notre étude repose sur la méthode de dépôt du palladium, déposé à partir d'une solution colloïdale permettant d'obtenir une couche discontinue. L'objectif de ce travail a été notamment d'optimiser la couche sensible de palladium en étudiant l'influence de la morphologie des agrégats métalliques (taille, densité,. . . ) Et de la structure sous-jacente ; de comparer expérimentalement cette méthode de dépôt à des méthodes plus classiques ; d'étudier l'influence de paramètres extérieurs (température,. . . ). De plus, une nouvelle méthode de mesure du photopotentiel, basée sur l'excitation lumineuse d'un semi-conducteur, a été développée. Ce travail a montré la possibilité d'utiliser un faisceau lumineux module comme moyen d'excitation du semi-conducteur, permettant d'obtenir une grandeur mesurable et interprétable. Cette méthode doit permettre de réaliser un multicapteur de gaz.
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Morros, Tosas Jorge. "Analyse des équations magnétohydrodynamiques et étude des bifurcations des solutions non linéaires." Aix-Marseille 1, 1989. http://www.theses.fr/1989AIX11213.
Full textAbstract:
Dans le but d'etudier la saturation non lineaire des instabilites magnetohydrodynamiques d'un plasma a l'aide d'une theorie de bifurcation, on propose une representation exacte et generale des equations mhd, sous forme d'equations portant sur des fonctions scalaires. Cette representation est caracterisee par l'introduction d'un champ magnetique stationnaire de reference et par une expression nouvelle du champ de vitesse permettant d'ecrire les equations pour les fonctions scalaires sous une forme qui facilite l'interpretation physique. On decrit ensuite une methode d'approximation permettant d'obtenir des systemes d'equations reduites adaptes a l'etude d'une instabilite particuliere. Le probleme de la bifurcation de solutions non lineaires est etudie pour des plasmas cylindriques et toroidaux. Dans le cas d'un plasma cylindrique, notre representation mene a un systeme reduit permettant des calculs analytiques. On trouve deux types tres differents de solutions bifurquees stationnaires. Dans le cas d'un plasma toroidal, on obtient un systeme d'equations reduites particulierement adapte a cette geometrie; on fait ensuite une approche qualitative de la bifurcation d'une solution stationnaire de type kink en geometrie toroidale
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Yang, Lin. "Functionalized double-walled carbon nanotubes for integrated gas sensors." Thesis, Toulouse 3, 2017. http://www.theses.fr/2017TOU30254/document.
Full textAbstract:
Nous proposons dans ce travail une méthode robuste et bas-coût afin de fabriquer des détecteurs de gaz à base de Nanotubes de Carbone bi-parois (DWCNTs) chimiquement fonctionnalisés. Ces nano-objets (DWCNTs) sont synthétisés par dépôt catalytique en phase vapeur (CCVD), puis purifiés avant d'être oxydés ou bien fonctionnalisés par des terminaisons fluorées ou aminées. Les dispositifs de détection électriques ont été fabriqués par lithographie douce en utilisant un pochoir de PDMS (Poly-DiMethyl Siloxane) et un dépôt en phase liquide à la pipette d'une suspension aqueuse contenant les nanotubes fonctionnalisés, rinçage puis séchage à l'azote sec. Chaque dispositif (1 cm X 2 cm) est équipé d'un jeu de 7 résistors à base de DWCNTs. Chaque résistor peut accueillir des nanotubes fonctionnalisés par une entité chimique différente afin de cibler un gaz spécifique, permettant ainsi une détection multiplexée. En raison de leur faible encombrement et la possibilité de les fabriquer sur tout type de substrat y compris des substrats souples, ces détecteurs pourraient être utilisés pour une large gamme d'applications et notamment les détecteurs de gaz portatifs et intégrés. La résistance électrique des résistors s'avère décroître avec la température suggérant une conduction électrique gouvernée par l'effet tunnel et les fluctuations au sein du tapis désordonné de nanotubes de carbone. Nous avons cependant montré dans ce travail que pour des applications réelles de détection de gaz, une régulation thermique des dispositifs n'est pas nécessaire car les variations de résistance engendrées par l'adsorption de molécules de gaz sont significativement plus grandes que les variations causées par de possibles fluctuations de température. Les dispositifs produits présentent un caractère métallique à température ambiante et pour des applications de détection de gaz nous avons sélectionné des dispositifs présentant des résistances inférieures à 100 kO. Le principe de base de la détection de gaz étant basé sur la mesure directe de la résistance électrique du dispositif, la consommation électrique de ces dispositifs reste faible (<1 µW). La réponse des dispositifs à base de nanotubes de carbone non fonctionnalisés aux analytes testés (éthanol, acétone, ammoniac et vapeur d'eau) est faible. Les nanotubes de carbone fonctionnalisés présentent quant à eux, une réponse modérée à la vapeur d'eau, à l'éthanol et à l'acétone mais montrent une sensibilité excellente à l'ammoniac. En particulier, les nanotubes de carbone oxydés se sont avérés capables de détecter des concentrations sub-ppm d'ammoniac en présence de vapeur d'eau en excès et à température ambiante et ont montré une grande stabilité dans le temps même pour des expositions de gaz répétées. Nous pensons que les groupes chimiques fonctionnels ancrés à la surface des nanotubes de carbone modifient les interactions entre les molécules de gaz et les nanotubes et que le transfert de charges induit provoque les modifications de la conductance électrique du systèmeWe have successfully fabricated gas sensors based on chemically functionalized double-wall carbon nanotubes (DWCNTs) using a robust and low cost process. The DWCNTs were synthesized by catalytic chemical vapor deposition (CCVD) method. They were then purified before functionalization (oxidation, amination, and fluorination). The sensor devices were fabricated by soft lithography using PDMS (Poly-DiMethylSiloxane) stencils and liquid phase pipetting of a suspension of chemically functionalized DWCNTs in deionized water, rinsing and finally drying in a nitrogen flow. Each device (1 cm x 2 cm) is equipped with a set of 7 DWCNT based resistors. Each resistor can accommodate a precise chemical functionalization for targeting a specific gas species, allowing a multiplexed (up to 7) detection. Due to their small size and the possibility to fabricate them on soft substrates, they could be used for many kinds of applications including wearable devices. The electrical resistance of the produced resistors turned out to decrease with temperature, suggesting fluctuations induced tunneling conduction through the disordered network of metallic nanotubes. However, we have shown in our work that for realistic applications, gas sensing can be achieved without any temperature regulation of our devices, because the variations of electrical conductance caused by gas molecules adsorption are significantly larger than those caused by possible temperature fluctuations. The as fabricated devices exhibit at room temperature a metallic conducting behavior. Devices with a resistance less than 100 kO were selected for gas detection. Because the sensing principle is based on the direct measurement of the resistance, our scheme ensures low power consumption (<1 µW). Raw (not functionalized) DWCNTs-based gas sensors exhibited a low sensitivity to the tested analytes, including ethanol, acetone, ammonia and water vapor. Functionalized DWCNTs-based gas sensors exhibited a moderate sensitivity to ethanol, acetone and water vapor but the response to ammonia, even in the presence of additional water vapor, was excellent. In particular, oxidized DWCNTs based gas sensors exhibited a high stability in the case of prolonged and repeated gas exposures. The oxidized DWCNTs gas sensors were also able to detect ammonia vapor at sub-ppm concentration in the presence of water vapor at high concentration
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Moula, Guillaume. "Analyse multi-échelle d'un écoulement réactif gaz-particule en lit fluidisé dense." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2012. http://oatao.univ-toulouse.fr/11565/1/moula.pdf.
Full textAbstract:
L’étude multi-échelle d’un lit fluidisé gaz-particule est réalisée afin de comprendre les raisons de la mauvaise prédiction de la combustion dans ce type de réacteur. Dans un premier temps, des simulations numériques directes à l’échelle de quelques particules montrent le couplage entre la fraction volumique de particules et la fraction massique des espèces dans l’écoulement. Ensuite, une analyse des équations flitrées en LES montre qu’un terme de corrélation fluide-particule apparaît lorsque l’on explicite le taux de réaction gaz-particules. On comprend alors que si ce couplage n’est pas pris en compte correctement dans les simulations aux grandes échelles, le résultat ne peut pas être bon. Des simulations numériques à l’échelle du réacteur sont alors réalisées avec différents maillages pour tenter de mettre en évidence les effets de sous-maille liés à ce couplage à l’échelle des petites structures solides dans l’écoulement.
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Chamassi, Kaim. "Détecteur de gaz multi-espèces par mesure photo-acoustique à effet capacitif." Thesis, Montpellier, 2018. http://www.theses.fr/2018MONTS065.
Full textAbstract:
Le besoin d'un capteur de gaz sensible,sélectif, stable et compact s'accentue en raison des préoccupations publiques et militaires. La détection photo-acoustique, variante de la spectroscopie par diode laser accordable est une solution prometteuse. Les dispositifs actuels commercialisés et en voie de développement sont encore encombrants et inadaptés pour être transportés par une personne afin de réaliser des mesures embarqués. Cette thèse a pour objectif d'étudier et de développer un micro-résonateur en silicium à transduction capacitive pour la réalisation d'un capteur de gaz par mesure photo-acoustique. Il s'agit d'une approche originale qui n'a jamais été proposée. Elle offre des perspectives nouvelles et une solution pour disposer d'un capteur de gaz à la fois très compact, sensible, sélectif et stable. Une étude théorique des micro-résonateurs capacitifs est tout d'abord menée pour mettre en place des outils de modélisations et déterminer les paramètres clés à optimiser. Les performances sont étroitement liées aux propriétés mécaniques et à l'amortissement visqueux. Un procédé technologique sur substrat SOI divisé en deux grandes étapes est ensuite développé pour permettre de les fabriquer. Nous démontrons ensuite la faisabilité de mesures stables et reproductibles de méthane et d'éthylène à faible concentration. Nous proposons finalement une nouvelle architecture de micro-résonateur adaptée à la spectroscopie photo-acoustique et qui s'affranchira des limites qu'impose la transduction capacitiveThe need of a sensitive, selective, stable and compact gas sensor is increasing due to public and military issues. Photoacoustic detection variant of tunable diode laser spectroscopy is a promosing solution. Current devices available on the market and developing are still cumbersome and unsuitable for being transported by a person. The goal of this thesis is to study and develop silicon capacitive micro-resonator in order to achieve a gas sensor based on photoacoustic spectroscpy. This original approach has never been proposed. It offers new perspectives and a solution to have very compact, sensitive, selective and stable gas sensor. First, theoretical study of capacitive micro resonators is done in order to set up modeling tools and determine the key optimization parameters. The performances are strictly linked to mechanical properties and viscous damping. A SOI process divided into two main steps is then developed in order to produce capacitive micro-resonator. Then, we demonstrate the approach by stable and reproducible methane and ethylene detection. Finally, we propose new micro-resonator adapted to photoacoustic spectroscopy without the constraints of capacitive transduction