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Dissertations / Theses on the topic 'Émissivités'
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Mezrhab, Ahmed. "Contribution à l'étude numérique et expérimentale des échanges radiatifs : méthode de l'hémisphère réfléchissant pour la mesure des émissivités et températures de surfaces ; logiciel de calcul des facteurs de forme et bilans radiatifs." Aix-Marseille 1, 1991. http://www.theses.fr/1991AIX11322.
Full textAbstract:
Ce memoire est une contribution a l'etude des echanges radiatifs. L'evaluation de ces derniers entre divers elements d'un systeme thermique necessite la connaissance de leur emissivite ainsi que les facteurs de forme entre ces divers elements. Dans la premiere partie de ce memoire, est presentee une methode (methode de l'hemisphere reflechissant) permettant la mesure de l'emissivite et la temperature de surface d'un materiau dans un domaine spectral bien determine. En utilisant les methodes de monte carlo, nous avons evalue les erreurs effectuees lorsque l'une des conditions permettant l'utilisation de cette methode n'est pas exactement remplie (effet d'un decentrement de l'echantillon par rapport au centre de l'hemisphere, isotropie non parfaite des proprietes de reflexion et emission, diffusion du rayonnement par le revetement du miroir hemispherique. . . ). Des experiences ont ete effectuees pour valider cette methode ainsi que les resultats numeriques. La deuxieme partie de ce memoire est consacree a la description d'un logiciel permettant le calcul des facteurs de forme et les echanges radiatifs dans une enceinte formee de surfaces non grises separees par un milieu semi-transparent isotherme, non gris et non diffusant. Nous avons utilise l'approximation par elements de frontiere et les techniques d'integration par methodes de monte carlo. Les surfaces sont de geometries quelconques et le facteur de forme, entre elles, est evalue en tenant compte de l'effet d'ombre que peuvent produire d'autres surfaces intermediaires. La validation du logiciel repose sur la comparaison de solutions obtenues numeriquement a des solutions analytiques
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Lesage, Sébastian. "Correction atmosphérique d'images hyperspectrales infrarouges et découplage émissivité-température de surface." Toulouse, ISAE, 2010. http://www.theses.fr/2010ESAE0005.
Full textAbstract:
Nous étudions l'estimation du spectre d'émissivité et de la température de surfaces au sol à partir d'images hyperspectrales infrarouges de résolution spatiale métrique. Nous considérons les luminances acquises à 8 km d'altitude en visée au nadir entre 4 et 12 µm par un radiomètre dont la résolution spectrale est de 10 cm-1 au-dessus de 8 µm et 15 en dessous. Notre approche utilise une nouvelle méthode de sondage atmosphérique de la bande d'absorption du CO2 à 4,3 µm et de celle de la vapeur d'eau entre 5 et 8 µm couplée à un algorithme de séparation émissivité/température. Le sondage atmosphérique est réalisé par deux jeux de réseaux de neurones paramétrés pour estimer les trois premiers coefficients de l'analyse en composante principale des profils atmosphériques de température et le contenu total en vapeur d'eau. Le choix de ces variables de sortie s'est appuyé sur une analyse de sensibilité conduite par un plan d'expériences. Le résultat du sondage atmosphérique permet ensuite de calculer les paramètres radiatifs entre 8 et 12 µm nécessaires pour estimer les spectres d'émissivité et les températures des surfaces au sol. Nous étendons l'algorithme SpSm afin d'améliorer les résultats obtenus avec des profils en vapeur d'eau de forme atypique. Cette nouvelle méthode baptisée SpSm2D introduit en tant qu'inconnue la forme des profils de vapeur d'eau lors de l'estimation des températures de surface et spectres d'émissivité. La méthode est développée puis évaluée à partir d'un grand nombre de simulations effectuées pour les différents types de masse d'air de la base de profils atmosphériques TIGR2000, différents angles solaires, les spectres d'émissivité de la base ASTER et des températures des surfaces au sol choisies aléatoirement. On étudie également l'influence de différents bruits de mesure et l'on présente une méthode adaptée au traitement d'images infrarouges exploitant l'homogénéité spatiale de l'atmosphère. Les résultats montrent que l'on parvient à estimer les températures de surface et les spectres d'émissivité à 1. 5 K et 3% près respectivement. La méthode en général et l'algorithme de sondage en particulier se révèlent également robustes aux différents bruits testés. En outre, la prise en compte de l'homogénéité spatiale de l'atmosphère améliore sensiblement les résultats du sondage et donc du processus d'estimation en général. La méthode est finalement testée sur les données du capteur S-HIS acquises lors de la campagne de mesure EAQUATE.
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Bouvry, Benjamin. "Développement de matériaux réfractaires à haute émissivité pour superstructure de fours verriers." Thesis, Orléans, 2015. http://www.theses.fr/2015ORLE2002.
Full textAbstract:
Afin de répondre aux nouvelles exigences liées au développement durable, des entreprises telles que Saint- Gobain sont amenées à développer de nouveaux produits en vue de réduire les coûts de fonctionnement de leurs systèmes de fabrication de verre ainsi que les rejets de gaz à effet de serre. Une façon d’atteindre ces objectifs est d’améliorer l’isolation thermique des fours verriers par un accroissement des propriétés émissives des matériaux réfractaires constituants ces fours tels que le Jargal M et la BP mullite. La piste choisie pour l’amélioration des performances radiatives est la fonctionnalisation des matériaux de base afin qu’ils atteignent des hauts niveaux d’émissivité à la température de fonctionnement des systèmes de production. Cette stratégie permet de conserver les propriétés de résistance pyroscopique des matériaux de base tout en améliorant leurs performances radiatives. Une optimisation de ces deux matériaux a été effectuée par dopage avec des oxydes d’éléments de transition connus pour induire des propriétés hautement émissives dans le domaine de transparence de milieux diélectriques. Diverses techniques d’élaboration ont été testées comme le dopage en masse ou par imprégnation, afin de proposer des solutions efficaces et viables industriellement. L’étude de ces matériaux dopés a été réalisée par spectroscopie d’émission infrarouge en température à l’aide d’un dispositif expérimental développé au laboratoire CEMHTI utilisant un chauffage par laser CO2. Des observations par microsonde et microscopie électronique à balayage ont permis de corréler l’amélioration des propriétés radiatives à la texture, phases en présence et répartition des éléments dopants au sein des matériaux. Une étape de modélisation a également permis de compléter la démarche expérimentale en mettant en évidence l’influence de la texture et de la composition sur les propriétés radiatives. Cette partie intègre diverses étapes allant du traitement d’images issues de μ-tomographie X, la production de matériaux numériques ayant des textures maitrisées et leur caractérisation par simulation numérique utilisant les lois de l’optique géométrique et la méthode de lancer de rayonsEvolution of global economy and green policy leads companies, like Saint-Gobain, to develop new productsto reduce the cost of their glass making systems and greenhouse gas emissions from glass furnaces. It isnecessary to improve thermal insulation of furnaces by increasing emittance property of refractory materialslike Jargal M and BP mullite. A way to improve radiative properties is the functionalization of materials toreach high levels of emissivity at working temperature and to keep refracterity of base materials.Improvement of optical properties of materials was made by adding emissive elements like transition oxides,known to induce high emissivity property in the transparent region of dielectric material. Several dopingtechnics were tested, for example mass doping or elements diffusion, to propose efficient and usefulsolutions for industries. Optical characterization was performed with an infrared spectrometry devicedeveloped in the CEMHTI laboratory, allowing measurement at high temperature thanks to CO2 laserheating. Microsonde and scanning electron microscopy observations were also done to correlateimprovement of radiative behavior with texture, phases and localization of doping elements into materials. Asimulation step has also been developed to complete experimental measurements and to show texture andvolume influences on radiative properties. This numerical procedure mixed image treatment from μ-tomography X analysis, generation of numerical samples with controlled texture and their characterization bynumerical simulation using geometrical optic laws and rays tracing procedure
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Sediri, Amal. "Etude de revêtements à forte émissivité pour application au traitement thermique par infrarouge." Thesis, Tours, 2017. http://www.theses.fr/2017TOUR4005/document.
Full textAbstract:
Les nickelates de terres rares de formule générale Ln2NiO4+δ (Ln = La, Pr, ou Nd) suscitent un fort intérêt, aussi bien au niveau théorique qu’au niveau expérimental, en raison notamment de leur propriétés thermo-radiatives exceptionnelles de type corps noir. De nombreux industriels s’intéressent ainsi aux émetteurs thermiques par émission infrarouge, afin de remplacer le procédé de chauffage classique par convection. Le pouvoir émissif de ces matériaux est intimement lié à leurs propriétés intrinsèques et extrinsèques. Les propriétés intrinsèques d’un matériau correspondent à sa composition chimique, son épaisseur, et ses indices optiques, tandis que les propriétés extrinsèques dépendent plutôt de sa texture (rugosité, porosité, taille de grains et de pores, joints de grain, etc.), et la présence éventuelle d’impuretés. Des revêtements de Pr2NiO4+δ ont été déposés sur substrats polycristallins et monocristallins par pulvérisation cathodique magnétron radiofréquence, combiné avec un traitement thermique approprié à 1100◦C. L’analyse par diffraction des rayons X a révélé la composition biphasique des revêtements, avec la présence d’une surstoechiométrie en oxygène. La morphologie des surfaces a été étudiée par MEB, AFM et profilométrie, révélant l’aspect rugueux et poreux des couches déposées. Les propriétés thermo-radiatives ont été étudiées par spectroscopie infrarouge. L’émissivité spectrale normale a été mesurée de 300 K jusqu’à 1400 K, confirmant les fortes propriétés d’émissivité des revêtements de Pr2NiO4+δ , même pour une faible épaisseur de 1,5 μm. Dans le moyen infrarouge, une émissivité totale de 0,87 a été obtenue pour une épaisseur de 2,8 μmRare earth nickelate oxides Ln2NiO4+δ (Ln = La, Pr, and Nd) have attracted considerable interest for both theoretical and experimental studies especially due to their pseudo-high black body behavior. Advanced industry takes a particular interest in applications based on infrared radiation heater, which tend to replace the classical heating convection. Thermal radiative properties of materials are intimately related to their intrinsic and extrinsic characteristics. Intrinsic properties concern chemical composition, thickness layer and complex refractive index, while extrinsic properties refer to the texture (roughness, porosity, grain and pore sizes and grain boundaries) and the presence of impurities. Pr2NiO4+δ coatings have been obtained on both polycrystalline and monocrystalline substrates by combining RF magnetron co-sputtering with an appropriate heat treatment at 1100◦C. X-ray diffraction spectroscopy analysis revealed a biphasic Pr2NiO4+δ compound, with an oxygen over-stoichiometry. The surface analysis was probed by SEM, AFM and profilometry, and showed a rough and porous granular aspect for all the deposited layers. Thermal radiative properties were studied by infrared optical spectroscopy. The normal spectral emissivity from 300 K up to 1400 K confirmed the high emissive properties of the Pr2NiO4+δ coatings, even for thicknesses down to 1,5 μm. A total normal emissivity of 0,87 in the mid-infrared range is obtained for the 2,8 μm coating thickness
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Coulson, MiKe. "Conductivité, diffusivité, émissivité thermiques de composites poly (EtherKetoneKetone) - charges carbonées : fibres continues et particules." Thesis, Toulouse 3, 2018. http://www.theses.fr/2018TOU30215.
Full textAbstract:
L'objectif de ces recherches est l'amélioration du procédé de placement de fibre par dépose laser, appliqué à des composites Poly(EtherKetoneKetone) / fibre carbone continue. L'optimisation des paramètres de dépose implique l'étude de la stabilité de la matrice, ainsi que l'analyse du comportement thermique des composites. La conductivité et diffusivité thermiques, ainsi que l'émissivité sont les paramètres clés pour comprendre le comportement des transferts volumiques et surfacique dans ces matériaux. Des composites PEKK/particules de carbone ont été élaborés afin d'étudier l'effet de la morphologie du carbone sur les paramètres thermiques. L'émissivité des composites PEKK / fibres continues a été mesurée en comparant les radiations émises par le matériau et celle émises par un corps noir à la même température. La conductivité et la diffusivité thermiques, qui sont des paramètres intrinsèques au composite, augmentent avec le taux de charge et la température. Ces deux paramètres ont été étudiés en fonction de la Température, dans le cas de composite PEKK / fibre carbone continue et PEKK / particules de carbone pour plusieurs taux de charge: The aim of this research is the improvement of the laser depositing fiber placement process, applied to Poly (EtherKetoneKetone) / continuous carbon fiber composites. The optimization of deposit parameters implies the investigation of the stability of the matrix and of the thermal behavior of composites. Thermal conductivity, diffusivity, and optical emissivity, are the key parameters for understanding the behavior of volume and surface conduction of composites. PEKK / carbon particle composites have been processed to study the effect of carbon morphology on thermal parameters. The emissivity of the PEKK / continuous fiber composites was measured by comparing the radiation emitted by the material with the one emitted by a black body at the same temperature. Thermal conductivity and diffusivity, which are intrinsic parameters of the composite, increase with the rate of charge and the temperature. These two parameters have been studied as a function of temperature, in the case of PEEK / continuous fibers composites and PEKK / carbon particles composites for various charge rates
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Barka, Lucile. "Etude de la survivabilité des débris spatiaux en phase de rentrée atmosphérique (oxydation et émissivité)." Thesis, Perpignan, 2018. http://www.theses.fr/2018PERP0042/document.
Full textAbstract:
Afin de mieux estimer la survivabilité des débris spatiaux lorsqu’ils retombent sur Terre (masse finale et surface meurtrie), la base de données matériaux du code DEBRISK du CNES nécessite d’être alimentée en propriétés dans le domaine des hautes températures (oxydation et émissivité principalement). Ainsi, cette thèse a été réalisée au laboratoire PROMES-CNRS sur l’étude expérimentale de l’oxydation dans des conditions de rentrée atmosphérique (plasma d’air, haute température et basse pression) de quatre alliages métalliques les plus difficiles à détruire (Invar 36, TA6V, 316L et 304L). L’émissivité totale directionnelle a également été mesurée à haute température et l’émissivité totale hémisphérique a été calculée pour ces quatrematériaux, sur des surfaces non oxydées, sous vide secondaire, mais aussi, pré-oxydées sous plasma d’air et oxydées in situ sous air standard. Les résultats ont montré pour l’ensemble des matériaux, que l’oxydation à haute température sous environnement d’oxygène atomique, était peu significative vis-à-vis des faibles gains ou pertes de masse obtenus (dépendant de l’alliage) par rapport aux masses initiales. Par contre, l’oxydation crée une forte modification de la surface – composition et morphologie – ce qui entraine une importante augmentation d’un facteur 3 voire 4 (dépendant de l’alliage) de l’émissivité totale des matériaux oxydés par rapport à celle des échantillons vierges, cette augmentation pouvant fortement retarder le processus de fusion pendant une trajectoire et par conséquent le calcul de la masse finale et de la surface meurtrie. De plus, il a été observé que l’émissivité des oxydes formés sous plasma d’air était généralement 10% supérieure à celles des oxydes formés sous air standard, d’où l’intérêt de mesurer l’émissivité sur des surfaces préalablement oxydées sous plasma d’air, caractéristique des conditions de rentrée atmosphérique des débris spatiaux. Finalement, il apparait plus judicieux d’implémenter dans les codes de rentrée atmosphérique, l’influence de l’oxydation sous plasma d’air sur l’émissivité plutôt que les cinétiques d’oxydation obtenuesTo better assess the survivability of space debris when they fall at ground (final mass and casualty area), the DEBRISK tool from CNES needs to feed its material database with properties at high temperatures (oxidation and emissivity mainly). Thus, this thesis was conducted at the PROMES-CNRS laboratory on the experimental study of oxidation in atmospheric re-entry conditions (air plasma, high temperature and low pressure) for four metallic alloys which are the most difficult to destroy (Invar 36, TA6V, 316L and 304L).The total directional emissivity was measured at high temperature for all the materials and the totalhemispherical emissivity calculated, on non-oxidized samples, in high vacuum, but also, on pre-oxidized samples under air plasma and on in situ oxidized ones in standard air. The experimental results have shown for all the materials that the oxidation at high temperature under air plasma was not significant, due to the obtaining of small mass gains or losses (depending of the alloy) compared to the initial masses. However, oxidation creates a huge modification of the surface – composition and morphology – that leads to a significant increase of the total emissivity of oxidized materials compared to the one of virgin samples by a factor 3 or even 4 (depending on the alloy) that can strongly delay the melting process during a trajectory andconsequently the calculation of the final mass and the casualty area. Moreover, it was observed that the emissivity of oxides formed under air plasma was generally 10% higher than those formed in air standard, hence the interest to perform emissivity measurements on pre-oxidized samples under air plasma conditions, representative of the atmospheric re-entry conditions of space debris. Finally, it would be more judicious to implement in the atmospheric reentry tools, the influence of the oxidation under air plasma on the emissivity rather than the kinetics of oxidation obtained
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Blanco, Éric. "Température et émissivité des matériaux sous choc : étude expérimentale par pyrométrie optique à travers un matériau fenêtre." Paris 10, 1997. http://www.theses.fr/1997PA100203.
Full textAbstract:
La température est un paramètre important pour l'établissement des équations d'état des matériaux soumis à des sollicitations dynamiques. En effet, pour la résolution des équations hydrodynamiques régissant le comportement de la matière sous choc (dans lesquels ce paramètre n'intervient pas explicitement), il est nécessaire d'utiliser une équation d'état complète reliant les paramètres thermodynamiques : pression, volume spécifique, énergie interne spécifique et température. Dans le but de mesurer la température au cours de la détente isentropique du matériau étudié, un matériau fenêtre en fluorure de lithium lui est accolé. Des échantillons de nature différente (bismuth, cuivre et étain) ont été étudiés dans un domaine de pression s'échelonnant de 10 GPa à 100 GPa. Nous avons conçu et réalisé un pyromètre multispectral compris entre 0. 4 µm et 3. 5 µm. L'étendue spectrale de ce pyromètre permet de découpler la température et le facteur d'émission du matériau étudié. La température vraie du matériau choqué est déterminée à partir de la mesure à courte longueur d'onde (domaine visible). L'évolution de l'émissivité dynamique avec la longueur d'onde est définie dans le domaine infrarouge et permet de connaître les changements d'état subis par le matériau sous choc. Les résultats expérimentaux ont permis de mettre en évidence : - une augmentation de la température et de l'émissivité en fonction de la pression de choc, - un changement d'état solide-liquide du bismuth pour une pression de choc de 32 GPaThe temperature is an important parameter to determine the equation of state of shock loaded materials. Indeed, to solve the hydrodynamics equations system (where this parameter does not appear explicitly), it is necessary ti use a complete equation of state connecting thermodynamics parameters : pressure, density, specific internal energy and temperature. In order to determine temperature along the isentropic release of studied material, a window material in lithium fluoride is used. Three different samples (bismuth, copper and tin) have been studied in a shock pressure range between 10 GPa and 100 GPa. We have designed and built a multispectral pyrometer having 8 measurement channels and operating in in a specral range between 0. 4 µm and 3. 5 µm. The pyrometer spectral range allows to uncouple the usually associated problems of studied material temperature and emissivity. The short wavelength measurement (visible range) allows to determine the true temperature of shocked material. Dynamic emissivity variation versus the wavelength is obtained in the infrared range and allows us to know the state changes undergo by the shocked material. The experimental results have allowed us to point out : - a temperature and emissivity increasing versus the shock pressure, - a state change (solid-liquid) for bismuth at shock pressure of 32 GPa
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Makke, Laurent. "Modélisation tridimensionnelle du rayonnement infrarouge atmosphérique utilisant l'approximation en émissivité : application à la formation du brouillard radiatif." Thesis, Paris Est, 2015. http://www.theses.fr/2015PESC1061/document.
Full textAbstract:
Afin de modéliser l'absorption dans le traitement des transferts radiatifs en milieu atmosphérique, de nombreuses méthodes plus précises et plus rapides ont été développées. La modélisation de la formation du brouillard, où le rayonnement infrarouge joue un rôle très important, nécessite des méthodes numériques suffisamment précises pour calculer le taux de refroidissement. Le brouillard radatif se forme après des conditions de ciel clair, où l'absorption est le processus radiatif dominant, en raison d'un fort refroidissement nocturne. Avec l'augmentation des ressources de calcul et le développement du Calcul Haute Performance, les modèles à bandes, pour effectuer l'intégration sur la longueur des grandeurs radiométriques, sont les plus utilisés. Toutefois, le couplage entre les transferts radiatifs 3-D et la dynamique des fluides reste très coûteux en temps de calcul. Le rayonnement augmente d'environ cinquante pourcent le temps de la simulation pour la dynamique des fluides uniquement. Pour réduire le temps passé dans une itération radiative, une nouvelle paramétrization basée sur les modèles en émissivité a été développée. Cette approche nécessite seulement une résolution de l'ETR contre $N_{text{bandes}} times N_{text{gauss}}$ pour un modèle à $N_{text{bandes}}$ avec $N_{text{gauss}}$ points de quadratures sur chaque bande. Une comparaison avec des données de simulation a été effectuée et cette nouvelle paramétrisation de l'absorption infrarouge a montré sa capacité à prendre en compte les variations des concentrations gazeuses et d'eau liquide. Une étude à travers le couplage entre le modèle développé et le code de CFD Code_Saturne a été réalisée afin valider dynamiquement notre paramétrisation. Enfin une simulation exploratoire a été effectuée sur un domaine 3-D en présence de bâti idéalisé, pour capter les effets radiatifs 3-D dûs aux hétérogénéités horizontales du champ d'eau liquide et des bâtimentsThe Atmospheric Radiation field has seen the development of more accurate and faster methods to take into account absorption. Modelling fog formation, where Infrared Radiation is involved, requires accurate methods to compute cooling rates. Radiative fog appears with clear sky condition due to a significant cooling during the night where absorption is the dominant processus. Thanks to High Performance Computing, multi-spectral approaches of Radiative Transfer Equation resolution are often used. Nevertheless, the coupling of three-dimensional radiative transfer with fluid dynamics is very computationally expensive. Radiation increases the computation time by around fifty percent over the pure Computational Fluid Dynamics simulation. To reduce the time spent in radiation calculations, a new method using the broadband emissivity has been developed to compute an equivalent absorption coefficient (spectrally integrated). Only one resolution of Radiative Transfer Equation is needed against $N_{text{band}} times N_{text{gauss}}$ for an $N_{text{band}}$ model with $N_{text{gauss}}$ quadrature points on each band. A comparison with simulation data has been done and the new parameterization of Radiative properties shows the ability to handle variations of gases concentrations and liquid water. A dynamical study through the coupling between the infrared radiation model and Code_Saturne has been done to validate our parametrization. Finally the model was tested on a 3-D domain with idealized buildings to catch 3-D infrared radiative effects due to horizontally inhomogenities of the liquid water content field and buildings
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Venot, Timothée. "Matériaux optiques actifs en couches minces : élaboration et caractérisation de systèmes tout-solides électrochromes à émissivité infrarouge variable." Thesis, Tours, 2014. http://www.theses.fr/2014TOUR4006.
Full textAbstract:
Les dispositifs électrochromes sont des dispositifs qui permettent de moduler la réflexion ou la transmission de la lumière. Ils recouvrent une grande variété d’applications dans le domaine du visible (vitrages intelligents) et dans le domaine de l’infrarouge (protection thermique des satellites et discrétion optique infrarouge). Les travaux présentés dans ce manuscrit répondent essentiellement à une problématique visant à élaborer un dispositif électrochrome tout solide à émissivité infrarouge variable par un procédé unique de pulvérisation cathodique magnétron. Une nouvelle architecture d’empilement avec une électrode de travail monocouche bi fonctionnelle a été choisie pour réunir les propriétés apportées classiquement par deux couches ou plus sur le haut des empilements électrochromes. Cette nouvelle architecture a nécessité la mise en place d’un procédé de dépôt original de pulvérisation cathodique réactive hydratée. Ce procédé a permis d’obtenir une électrode monocouche à base de trioxyde de tungstène réunissant les propriétés optiques et électroniques souhaitées. Il a également permis de déposer les autres couches de l’empilement, la contre-électrode à base de trioxyde de tungstène et les électrolytes solides conducteurs protoniques à base d’oxyde de tantale ou de zirconium. L’étude de l’ajout d’une couche d’encapsulation à base de dioxyde de cérium a également été menée. Cette architecture a permis d’obtenir un empilement électrochrome tout solide fonctionnel. Ce dispositif complet ainsi élaboré présente de bonnes propriétés optiques dans l’infrarouge en terme de modulation d’émissivité dans les bandes spectrales d’intérêt, à savoir 13 % en bande II et 31 % en bande IIIElectrochromic materials are devices for modulating the reflection or transmission of light. They cover a wide variety of applications in the visible range (smart windows) and the infrared range (thermal protection for satellites and optical infrared discretion). The works presented in this manuscript were essentially responding to the problem of developping an all solid electrochromic device with a variable infrared emissivity by a single process of magnetron sputtering. A new stacking architecture with a working bi functional monolayer electrode was chosen to bring the properties conventionally made by two or more layers on top of electrochromic device. This new architecture has required the establishment of an original deposit process of hydrated reactive sputtering. This process yielded a monolayer electrode based on tungsten trioxide combining the desired optical and electronic properties. It allowed to deposit other layers of the stack, the counter electrode based on tungsten trioxide and the proton conductive solid electrolyte based on tantalum or zirconium oxide. The study of the addition of an encapsulation layer based on cerium dioxide was also conducted. This architecture has resulted in a functional all-solid electrochromic stack. The complete device thus prepared exhibits good optical properties in the infrared emissivity in terms of modulation and in particular in the spectral bands of interest, namely 13 % in MW and 31 % in LW
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Gsib, Badii. "Modélisation numérique du comportement thermique d'un substrat de semiconducteur dans l'ultra vide." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2009. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/1476.
Full textAbstract:
La croissance de matériaux cristallins semi-conducteurs, par la méthode de l'épitaxie, exige le contrôle précis et uniforme du chauffage de l'échantillon. Les technologies actuelles de chauffage maitrisent mal l'uniformité de la température sur la surface de l'échantillon et comportent de fortes pertes d'énergie. Une répartition de température non uniforme au sein de l'échantillon engendre de nombreuses contraintes mécaniques non désirées, entraîne une mauvaise uniformité dans le dépôt de couche et empêche la réalisation de nombreux procédés chimiques et physiques sur le substrat. Beaucoup de ces problèmes ont pu être constatés dans le passé. Il faut dire que le défi de chauffer un substrat de semiconducteur, qui est partiellement transparent, n'est pas trivial. L'étude entreprise, à travers cette maîtrise, a permis de concevoir un modèle numérique permettant de prédire le comportement thermique d'un substrat de semiconducteur dans les conditions de croissance. Le modèle a donné que la température en surface du substrat était fortement non uniforme, de l'ordre de 25 [degrés Celsius] à température de croissance. Les profils de température théoriques ont pu être validés expérimentalement. En effet, des cartographies de température ont été déterminées en associant une caméra infrarouge avec une analyse spectrométrique. Ceci a permis de démontrer une très bonne concordance entre la température à l'extrémité et celle au centre. Toutefois, la variation du profil de température expérimentale n'était pas exactement la même que celle obtenue par le modèle, ce qui a donné une différence maximale inférieure à 5 [degrés Celsius] entre le modèle et la réalité à température de croissance. Néanmoins, la concordance entre la température au centre et celle à l'extrémité permet d'affirmer qu'améliorer l'uniformité de chauffage aura un impact positif sur la réalité. En rendant le porte-échantillon isolant, il a été de possible d'améliorer énormément l'uniformité de température, passant d'une différence de 25 [degrés Celsius] entre le centre et l'extrémité à 14 [degrés Celsius]. À plus long terme, une nouvelle conception a été proposée en combinant une source ponctuelle à un porte-échantillon chauffant, ce qui donne, en optimisant les paramètres, une uniformité de chauffage quasi-parfaite tout en diminuant les pertes énergétiques.
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Kasali, Suraju Olawale. "Thermal diodes based on phase-change materials." Thesis, Poitiers, 2021. http://www.theses.fr/2021POIT2254.
Full textAbstract:
Nous étudions dans cette thèse la rectification thermique de diodes thermiques radiatives ou conductive constituées de matériaux à changement de phase.Cette thèse est divisée en trois parties. Dans les premières parties, nous modélisons comparativement les performances d’une diode thermique conductive sphérique et cylindrique constitués de VO2 présentant un transition de phase et des matériaux n’en présentant pas. Des expressions analytiques aux bornes des diodes sont dérivées. Des flux thermiques, des facteurs de rectifications ainsi que les profils de température à l’intérieur de la diode sont obtenus. Nos résul-tats montrent que les différentes géométries de diodes ont un impact significatif sur les profils de température et les flux thermiques, mais moins un sur les facteurs de rectification. Dans ce travail, nous avons obtenu des facteurs de rectification maximaux allant jusqu’à 20.8% et 20.7%, qui sont supérieurs à celui prédit pour une diode plane constituée de VO2. Nous montrons également que des facteurs de rectification similaires à ceux obtenus avec le VO2 dans les géométries sphériques et cylindriques peuvent être atteints avec des matériaux à changement de phase dont le contraste de conductivité est plus important que dans le cas du VO2. Dans la deuxième partie, nous étudions la rectification de diodes thermiques constituées de deux matériaux à changement de phase. Avec, l’idée de générer un facteur de redressement plus élevé que dans le cas d’une diode thermique conductive ne comprenant qu’un matériau à changement de phase unique. Là encore, le travail a conduit à l’établissement d’expressions explicites pour les profils de température, les flux thermiques et le facteur de rectification. Nous avons obtenu un facteur de rectification optimal de 60% avec une variation de température de 250 K couvrant les transitions métal-isolant des deux matériaux. Dans la troisième partie de notre travail, nous avons modélisé et optimisé la rectification thermique de diodes thermiques planes, cylindriques et sphériques radiatives à base de deux matériaux à changement de phase. Nous savons calculer et analyser les facteurs de rectification de ces trois diodes et obtenu les facteurs de rectification optimaux respectifs pour les trois géométries 82%, 86% et 90.5%. Nos résultats montrent que la géométrie sphérique est la meilleure pour optimiser la rectification des courants thermiques radiatifs. De plus, des facteurs de rectification potentiellement supérieurs à ceux prédits ici peuvent être réalisés en utilisant deux matériaux à changement de phase avec des contrastes d’émissivités plus élevés que ceux proposés ici. Ces résultats analytiques et graphiques fournissent un guide utile pour optimiser les facteurs de rectification des diodes thermiques conductives et radiatifs basées sur des matériaux à changement de phase de géométries différentesThe thermal rectification of conductive and radiative thermal diodes based on phase-change materials, whose thermal conductivities and effective emissivities significant change within a narrow range of temperatures, is theoretically studied and optimized in different geometries. This thesis is divided into three parts. In the first part, we comparatively model the performance of a spherical and cylindrical conductive thermal diodes operating with vanadium dioxide (VO2) and non-phase-change materials, and derive analytical expressions for the heat flows, temperature profiles and optimal rectification factors for both diodes. Our results show that different diode geometries have a significant impact on the temperature profiles and heat flows, but less one on the rectification factors. We obtain maximum rectification factors of up to 20.8% and 20.7%, which are higher than the one predicted for a plane diode based on VO2. In addition, it is shown that higher rectification factors could be generated by using materials whose thermal conductivity contrast is higher than that of VO2. In the second part, on the other hand, we theoretically study the thermal rectification of a conductive thermal diode based on the combined effect of two phase-change materials. Herein, the idea is to generate rectification factors higher than that of a conductive thermal diode operating with a single phase-change material. This is achieved by deriving explicit expressions for the temperature profiles, heat fluxes and rectification factor. We obtain an optimal rectification factor of 60% with a temperature variation of 250 K spanning the metal-insulator transitions of VO2 and polyethylene. This enhancement of the rectification factor leads us to the third part of our work, where we model and optimize the thermal rectification of a plane, cylindrical and spherical radiative thermal diodes based on the utilization of two phase-change materials. We analyze the rectification factors of these three diodes and obtain the following optimal rectification factors of 82%, 86% and 90.5%, respectively. The spherical geometry is thus the best shape to optimize the rectification of radiative heat currents. In addition, potential rectification factors greater than the one predicted here can be realized by utilizing two phase-change materials with higher emissivities contrasts than the one proposed here. Our analytical and graphical results provide a useful guide for optimizing the rectification factors of conductive and radiative thermal diodes based on phase-change materials with different geometries
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Ramos, Yuddy. "Étude du potentiel des données satellitaires pour la cartographie géologique." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2009. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/2628.
Full textAbstract:
Traditional methods and a lack of consensus and quality control in the delimitation of lithological units lead to differences and offsets at the contact zones between map sheets. On some geological maps, such inconsistencies considerably hinder exploration work. This study evaluates the contribution of remote sensing combined with a geoscientific knowledge base to produce bedrocks maps in a geologically complex and semi-arid region of the Peruvian Andes. The region is characterized by the presence of vegetation, snow and hydrothermal alteration. The results demonstrate the potential of ASTER-TIR emissivity data to discriminate lithological units characterized by differences in silica content. These units correspond to felsic plutonic, intermediate volcanic and sedimentary carbonate rocks with a map accuracy of 72% when compared to the available geological map. Specifically with regards to quartz zones, mapping by the two methods resulted in a comparative precision of 99%. The methodological approach also demonstrated that the potential of SWIR spectral bands is sufficiently high (precision of 84%) to detect many of the minerals associated with argillic and advanced argillic alteration in the study area.
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Dejaeghere, Laurent. "Méthode de mesure par pyrométrie multispectrale et développement d'un dispositif à hautes températures." Thesis, Lorient, 2016. http://www.theses.fr/2016LORIS406/document.
Full textAbstract:
La simulation numérique du soudage peut être améliorée par une meilleure connaissance des propriétés thermophysiques des métaux à l’état liquide. Un approfondissement de cette connaissance requiert un dispositif capable de conditionner ces métaux à de très hautes températures en vue de les caractériser. Après un état de l’art sur les techniques de caractérisation adaptées à ces échelles de températures (chapitre 1), ce manuscrit détaille les travaux, principalement expérimentaux, dédiés aux développements d’un dispositif capable d’élever des métaux jusqu’à 2 500 °C (chapitres 3 et 4) et d’un pyromètre à cinq longueurs d’onde pour mesurer cette température (chapitres 2, 4 et 5). Le dispositif chauffe par induction une tour en graphite, le creuset étant placé en son centre, et a été dimensionné via une simulation magnéto-thermique 2D axisymétrique à l’aide du logiciel Comsol Multiphysics®. Parallèlement, le pyromètre a été développé dans le but de mesurer simultanément la température et l’émissivité. En l’absence de corps noir à hautes températures, plusieurs expériences ont été menées pour étalonner ce dernier ; elles ont été basées sur la mesure de la température de fusion/solidification de corps purs. En fonction de leur tenue et pour couvrir la plus large gamme de température possible, les métaux choisis sont le fer, le chrome, ou encore le niobium. Les expériences ont montré l’efficacité du pyromètre et la capacité maximale du dispositif hautes températures lors de la fusion du niobium à environ 2 500 °C. Enfin, le pyromètre a été utilisé lors d’une opération de soudage à l’arc, au cours de laquelle la température a été estimée sur une gamme de 1 000°C – 2 500°CWelding simulation can be improved by a better knowledge of molten metals thermophysical properties. This improvement requires characterization using a very high temperature apparatus. After portraying a state of the art on characterization technics adapted to this temperature range (chapter 1), this manuscript details works, principally experimental, dedicated to the developments of a device able to heat metals up to 2 500 °C (chapters 3 and 4) and of a five wavelengths pyrometer in order to measure this temperature (chapters 2, 4 and 5). The device heats by induction a graphite tower, the crucible being placed at its center, and has been dimensioned by a magneto-thermal 2D axisymmetric simulation using the Comsol Multiphysics® software. In parallel, the pyrometer has been developed in order to measure both temperature and emissivity. In the absence of a high temperature blackbody, several experiments were carried out for the calibration of it; they were based on the use of the luminance of pure metals at their melting point. In order to cover the largest temperature range possible, chosen metals were iron, chromium, and even niobium. These experiments showed the efficiency of the pyrometer and the maximal ability of the high temperature device during the niobium melting around 2 500 °C. Finally, the pyrometer has been used on an arc welding process, in which temperature has been evaluated over a 1 000 °C – 2 500 °C temperature range
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Bessiere, Aurélie. "Dispositifs flexibles à propriétés électro-optiques adaptatives dans le visible et l'infrarouge." Paris 6, 2002. http://www.theses.fr/2002PA066394.
Full text
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Li, Hao. "Appproche structurale in situ des milieux fondus sous conditions extrêmes de température et de pression." Thesis, Orléans, 2018. http://www.theses.fr/2018ORLE2054/document.
Full textAbstract:
La télédétection thermique en temps réel de systèmes volcaniques actifs est une technique cruciale pour comprendre le comportement et l'activité éruptive de corps magmatiques chauds. Cette technologie repose sur la détermination de l'émissivité thermique du magma, un paramètre permettant d'identifier la température du magma. Nous avons utilisé une méthode directe pour obtenir des spectres dans la plage de nombres d’onde allant de 400 à 13000 cm-1; d’échantillons naturels volcaniques (volcan Erebus et Teide) et synthétiques (avec différents éléments). Ces matériaux ont été chauffés de la température ambiante à 2000K avec un laser CO2 et les données ont été collectées pendant toute la phase de chauffage avec un spectromètre IRTF.Nos résultats indiquent que l’émissivité d’une roche magmatique est affectée par les changements de composition et l’histoire thermique. Les mesures d'émittance montrent le rôle important du fer et de la vitesse de refroidissement du magma sur la réponse spectrale des compositions de type phonolitique. Ces observations sont importantes, car une méconnaissance des valeurs d’émissivité engendre des erreurs sur la détermination de la température et, donc à une interprétation erronée de la rhéologie et de l'efficacité thermique du corps magmatiqueReal time thermal remote sensing of active volcanic systems is a crucial technique for understanding the behavior and eruptive activity of hot magmatic bodies. Such technology relies on determining the thermal emissivity of the magma, a parameter to identify the temperature of magma. We used a direct method to obtain a spectrum in the wavenumber range from 400 to 13000 cm-1; the natural (volcano Erebus and Teide) and synthetic samples were heated up from room temperature to 2000K with a CO2 laser and data were collected during all the heating stage with a FTIR spectrometer.Our results thus indicate that thermal emissivity of magmatic rock is affected by changes in composition and thermal history. The emissivity measurements show the important role of the iron and the cooling rate on the spectral response of the phonolite composition. These are important observations since different emissivity will lead to different temperature determinations and hence, an erroneous interpretation on the rheology and thermal efficiency of the magmatic body
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Fillit, Chrystelle. "Développement d'un banc de thermographie infrarouge pour l'analyse in-situ de la fiabilité des microsystèmes." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00788682.
Full textAbstract:
Au cours des dernières années, l'essor spectaculaire des microsystèmes (ou MEMS), qui touche tous les domaines industriels, est à l'origine de nombreux et nouveaux progrès technologiques. Néanmoins, dans ce contexte prometteur de large envergure, la fiabilité des MEMS s'avère être la problématique à améliorer pour franchir la phase d'industrialisation à grande échelle. C'est dans le cadre de cette thématique de fiabilité des microsystèmes, que s'inscrit ce travail.La température étant un paramètre majeur entrant dans de nombreux mécanismes d'endommagement des MEMS, notre étude présente la conception et la réalisation d'un banc de thermographie infrarouge de haute résolution (2 µm), associé à la mise en œuvre d'une méthodologie d'analyse et de traitement des mesures infrarouges.Ce dispositif innovant permet un diagnostic in-situ, sans contact et rapide des défaillances des MEMS par mesures locales et quantitatives des pertes thermiques associées. Cet outil constitue une avancée importante pour détecter, mesurer et comprendre les mécanismes d'endommagement des MEMS. Il nous permet de reconstituer des images thermiques de tout type de microsystème en cours de fonctionnement ou soumis à des tests de vieillissement accéléré, et ceci afin de réaliser une analyse fine et rapide de leur fiabilité.Ce travail apporte de nouveaux résultats en ce qui concerne la détection des mécanismes de défaillance de différents types de MEMS-RF et tout particulièrement des MEMS-RF avec contact électrique.
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Mondet, Guillaume. "Propriétés radiatives des plasmas de fusion. Emissivité et opacité dans des structures atomiques complexes." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00946767.
Full textAbstract:
Cette thèse porte sur l'étude de l'émissivité et de l'opacité dans les plasmas de fusion inertielle (FCI), et des processus atomiques dans les plasmas de fusion magnétique (FCM).En FCI, nous avons étudié les spectres d'émissivité du hohlraum de l'approche indirecte et d'opacité des dopants de l'ablateur. Leur connaissance permet d'améliorer la compression de la cible de D-T et ainsi favoriser les réactions de fusion. Nous avons caractérisé les spectres lié-lié de l'or, du carbone et du germanium au moyen de méthodes détaillées (code PPP) mais qui s'avèrent coûteuses en temps de calculs et limitées quand le nombre de niveaux/ions augmente. Pour optimiser le temps de calcul sans perdre en précision, une méthode hybride détaillée/statistique (code SCO-RCG) a fait l'objet de comparaison/validation avec le code PPP sur des cas tests. Cette approche a ensuite été appliquée au calcul de l'opacité totale (lié-lié, lié-libre, libre-libre) pour tous les états d'ionisation du germanium et du silicium. Les spectres obtenus sont ensuite comparés dans une large gamme d'énergies en vue d'optimiser la compression de la cible.En FCM, à partir d'expériences effectuées sur les tokamaks Tore Supra (CEA Cadarache) et ASDEX Upgrade (Max Planck Institut, Garching), nous nous proposons de développer une nouvelle base de données de physique atomique (sections efficaces, taux des processus,...) à l'aide du code HULLAC pour analyser des coefficients de transport. Le but de cette étude est la sensibilité aux données atomiques de la reconstruction des coefficients de transport par le code ITC. Pour le cas de l'argon, les sections efficaces de quelques processus sont présentées et les coefficients de taux sont comparés à ceux provenant du consortium ADAS.
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Coret, Laurent. "Impact de l'hétérogénéité de surface sur le signal en entrée d'un capteur infrarouge thermique : prise en compte de l'aspect directionnel." École nationale supérieure de l'aéronautique et de l'espace (Toulouse ; 1972-2007), 2002. http://www.theses.fr/2002ESAE0012.
Full textAbstract:
L'objectif des travaux menés dans cette thèse est d'appréhender les effets de l'hétérogénéité de surface sur des mesures de télédétection infrarouge. Le principal modèle de changement d'échelle consiste en l'agrégation des grandeurs physiques observables sur des grilles de cellule de tailles variables. En l'appliquant à l'équation du bilan radiométrique, les paramètres thermo-optiques de la surface hétérogène sont définis. La température équivalente obtenue dépend des températures et émissivités locales et de la longueur d'onde. Du fait de son intérêt croissant dans l'étude des surfaces naturelles, l'aspect directionnel est abordé. Un modèle de luminance directionnelle, basé sur le principe d'agrégation, est proposé. Il nécessite la définition de la configuration géométrique d'observation et l'estimation de la luminance directionnelle pour une surface plane et homogène. L'étude de sensibilité du signal aux hétérogénéités de surface montre l'importance: (i) de la variation spatiale de la température de surface qui entraîne des effets directionnels de près de 4K sur la température équivalente et (ii) de l'anisotropie de l'émissivité entraînant des variations angulaires de la luminance de près de 10%. Des mesures réalisées sur le site PIRRENE au cours de l'été 2001 valide le principe de l'agrégation directionnelle, ainsi que le modèle développé, dans le cas d'une surface artificielle plane. Enfin, des mesures réalisées sur du gazon permettent d'appliquer le principe d'agrégation sur une surface naturelle et de faire apparaître les limitations du modèle actuel.
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Kateb, Tahar. "La calorimétrie radiative appliquée à la mesure de l'émissivité hémisphérique globale des verres au voisinage de la température ambiante." Nancy 1, 1993. http://www.theses.fr/1993NAN10165.
Full textAbstract:
Après un rappel classique des définitions des lois du rayonnement thermique des matériaux opaques, quelques techniques spectrales utilisées pour mesurer l'émissivité monochromatique directionnelle par méthode indirecte sont présentées et appliquées sur quelques échantillons de verre ou métalliques. Ensuite une revue bibliographique sur la méthode calorimétrique de mesure de l'émissivité globale hémisphérique est présentée. Une étude théorique sur les échanges radiatifs dans l'enceinte a abouti à l'établissement d'un modèle original pour déterminer l'émissivité globale hémisphérique des matériaux mauvais conducteurs thermiques. Pour avoir une mesure correcte, une étude fine des pertes thermiques autres que par rayonnement, de la surface de l'échantillon, a été faite. Un montage de type calorimétrique comportant une enceinte sous vide refroidie à l'azote liquide, dans laquelle est suspendue deux échantillons identiques plaques sur un chauffoir, le tout maintenu par un porte-échantillon dore a été conçu et réalisé pour permettre la mesure de l'émissivité globale hémisphérique de revêtement de surface sur substrat mauvais conducteur thermique. La méthode calorimétrique présentée a été testée en déterminant l'émissivité globale hémisphérique sur six échantillons à revêtements différents sur substrat en verre float. Une comparaison a été faite avec les mesures indirectes
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Albalat, Nicolas. "Utilisation des données hyperspectrales du capteur IASI pour la restitution des paramètres thermo-optiques des surfaces terrestres." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00747800.
Full textAbstract:
Les objectifs de cette thèse sont la validation d'une méthodologie de détermination de la température de surface (LST) et de l'émissivité de surface (LES) à partir des radiances hyperspectrales du capteur IASI à bord du satellite METOP. Il s'agit de montrer la possibilité d'extraire ces deux paramètres d'un signal hyperspectral IRT télédétecté dans une approche physique. Le domaine spectral d'étude s'étend de 750 à 1250 cm-1 (8 à 13,3 μm) et la résolution spectrale est de l'ordre du 0,25 cm-1, inscrivant ainsi ce travail dans le giron de la radiométrie à très haute résolution spectrale infrarouge. Après une étude des méthodes de séparation existantes, la méthode SpSm (Spectral Smothness), est validée. Une étude de sensibilité aux erreurs aux bruits atmosphérique et instrumental est menée. La méthode SpSm est appliquée aux données IASI en conditions réelles pour l'année 2008 dans une zone spatiale couvrant l'Europe et le Nord d' Afrique. Les résultats sont validés d'une part avec les produits MODIS et SEVIRI, et d'autre part avec les paramètres température et émissivité obtenus à partir des radiances SEVIRI et l'algorithme TISI.
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Wang, Xingkai. "Etude de l’émissivité des solides et liquides des températures cryogéniques aux très hautes températures." Thesis, Paris 10, 2015. http://www.theses.fr/2015PA100115/document.
Full textAbstract:
L’échange d’énergie par rayonnement est proportionnel à l’émissivité. Ce facteur dépend de la température et de la longueur d’onde mais aussi de l’état de surface, de la composition et de la phase. Sa mesure précise est donc toujours un défi à cause des influences connues ou inconnues. Par rapport à d’autres travaux, le but de ce travail est de l’étudier dans des conditions extrêmes, des températures cryogéniques aux hautes températures : Nous avons ainsi étudié à 80K l’absorption d’un diélectrique pour la protection thermique d’un satellite et celles de surfaces en or de différentes rugosités. A la température ambiante nous avons déterminé par une méthode en réflexion, l’émission de vitrages dans le but de la recherche d‘économie d’énergie. Nous avons aussi étudié la variation de l’émissivité pendant le changement de phase solidus-liquidus et α-β de second ordre. Autour de 100°C le soufre devient plus émissif lorsqu’il passe du solide au liquide mais par contre il n’y a pas de différence sur l’émissivité pour ses deux variétés allotropiques principales. A une beaucoup plus haute température, le silicium liquide se comporte comme un métal avec une émissivité très faible et un saut net a été constaté à son passage au point de fusion. Une variation marquée de l’émissivité pour les deux phases solides du SiC a été observée entre 8-11μm dans notre étude. Contrairement aux résultats de la littérature, les sommets d’émissivité diminuent progressivement avec l’augmentation de la température. Enfin trois points X, longueur d’onde où l’émissivité ne dépend pas de la température, ont été observés pour chaque phaseHeat transferred by radiation is proportional to the emissivity. This coefficient depends not only on the wavelength and the temperature, but also on the surfaceroughness, the chemical composition and the phase. A precise measurement is always a challenge because of the known and unknown factors. Compared with others, this thesis aims at the studies in extreme conditions, from cryogenic temperature to very high temperature: The absorptivity of a dielectric applied to the thermal protector for the satellite and the emissivity of gold surfaces with different roughness have been measured at 80K. The emissivity of different windows has been determined by the reflection method at room temperature for the research of energy saving. We have also studied the variation of the emissivity during the solid to liquid and α-β phase transition. The sulfur becomes more emissive when it changes from solid to liquid around 100°C, but there is no difference on the emissivity between its two major allotropies. The liquid silicon behaves like a metal with a very low emissivity and an obvious bound has been measured when it crosses its melting point. A marked variation of the emissivity of SiC for its two solid-state phases has been observed between 8-11μm. Contrary to other results, the peak values of the emissivity attenuate with the increase of temperature. Finally, three X points at which the emissivity doesn’t depend on the temperature have been measured for each phase
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Surdyk, Sylviane. "Etudes des signatures spectrales micro-ondes obtenues par télédétection sur la calotte polaire antarctique : comparaison avec des données de terrain et modélisation de l'émissivité de la neige." Phd thesis, Grenoble INPG, 1993. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00765202.
Full textAbstract:
Les études sur l'Antarctique sont motivées par l'interprétation des données que renferme la glace ancienne sur les climats passés et sur les possibles interactions entre la calotte et un éventuel changement climatique. Les radiomètres micro-ondes sont des instruments bien adaptés pour l'étude de la neige, car ils sont indépendants des conditions nuageuses et d'éclairement. Lorsque la neige est sèche, ils sont à même de fournir des informations en profondeur. Les caractéristiques du manteau neigeux (température, densité et taille de grains) sont liées aux processus de dépôt et leur évolution dépend des conditions climatiques. Ce sont ces caractéristiques, déterminantes vis à vis de la signature spectrale de la neige, que nous cherchons à évaluer à partir des données de télédétection. Les données utilisées proviennent du Scanning Multichannel Microwave Radiometer à bord du satellite Nimbus 7 (1978-86). Dans un premier temps, ces mesures ont été comparées à des données de terrain. A une forte stratification du manteau neigeux correspond une grande différence entre les polarisations verticale et horizontale, surtout pour les fréquences 6.6 et 10.7 GHz. On a trouvé aussi une forte corrélation entre la valeur moyenne de la taille des grains sur 0-2 mètres et la différence de comportement entre les fréquences 18 et 6.6 GHz (gradient en fréquence). Dans une seconde étape, nous avons modélisé l'émissivité microonde de la neige. Le modèle est basé sur la résolution des équations de Maxwell au travers de la théorie des fortes fluctuations (Stogryn 1986). Une solution analytique a été développée dans le cas d'un milieu uniforme en profondeur. Lorsque les caractéristiques de la neige changent en fonction de la profondeur, la solution fait appel à une résolution numérique. Le manteau neigeux est considéré isotherme, stratifié horizontalement et isotrope à l'intérieur de chaque strate. Les résultats du modèle font apparaitre plus clairement les contributions de la densité de la neige, de la taille des grains et surtout de la stratification sur les signatures spectrales.
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Gaudin, Damien. "Imagerie infrarouge thermique haute résolution : potentiels et limitations pour la géologie." Thesis, Brest, 2012. http://www.theses.fr/2012BRES0076/document.
Full textAbstract:
Le rayonnement infrarouge thermique (7.5-14 μm) permet de mesurer à distance la température de surfaces géologiques. Les capteurs de type “microbolomètre”, de bas prix et d’utilisation facile, sont de plus en plus utilisés pour cartographier sur le terrain des anomalies de température. Cependant, des phénomènes tels que l’opacité de l’atmosphère et les réflexions de la surface viennent modifier le signal. De plus, les images doivent être ajustées géométriquement pour être cartographiées. Après avoir proposé un protocole de correction géométrique et radiométrique des mesures, et quantifié les incertitudes résiduelles, quelques exemples sont étudiés pour définir les potentiels et les limites de l’infrarouge thermique en sciences de la Terre. Son potentiel pour la détection de la ligne de rivage a été utilisé lors d’une marée montante pour reconstituer le modèle numérique de terrain (MNT) d’une plage de l’Aber Benoît (Bretagne). D’autre part, un modèle informatique a été développé pour mesurer l’influence de la rugosité sur la température de la surface des planètes. Il a été appliqué au calcul de l’inertie thermique de Mars et de l’astéroïde (2867) Šteins. Enfin, les images infrarouges sont utilisées pour quantifier le flux de chaleur d’une zone sub-fumerollienne de la Soufrière. Ainsi, l’imagerie thermique infrarouge montre un fort potentiel, partiellement inexploité par les études actuelles, notamment pour la cartographie quantitative des contrastes de température à haute résolution. A haute fréquence, elle permet d’étudier la dynamique des phénomènes géologiquesThermal infrared (7.5-14 μm) enables the measurement of temperature far fromgeological surfaces. Microbolometers devices are increasingly used in the field in order to mapthermal anomalies. However, phenomena such as atmospheric opacity and surface reflections disturb the electromagnetic signal. In addition, images have to be geometrically adjusted to fit with geographical models. A processing chain is here suggested in order to correct the radiometry and the geometry of images, and the uncertainties are computed. Then, its potential and limitations are considered, through a few examples. First, it has been used in order to detect the waterline evolution of a mud shore during a rising tide, which enables to reconstruct a digital elevation model. Then, a computer model has been developed to study the roughness effects on the surface temperature and on the thermal inertial calculation on Mars and on the (2867) Šteins asteroid. Finally the heat flux of a sub-fumarolian zone has been computed in La Soufrière volcano (Guadeloupe, Lesser Antilles).Thus, thermal infrared remote sensing is very useful in quantitatively mapping the temperatures anomalies with a high resolution. High frequency studies should enable the survey of geological phenomena
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Qiu, Shi. "Retrieval of land surface emissivity from AMSR-E and SEVIRI data." Thesis, Strasbourg, 2013. http://www.theses.fr/2013STRAD047/document.
Full textAbstract:
Cette thèse est consacrée à la détermination de l’émissivité des surfaces terrestres (LSE) à partir de données dans les domaines des micro-ondes et de l’infrarouge thermique. (1) Ce travail a permis de fournir une méthode de détermination du LSE à partir des données AMSR-E (Advanced Microwave Scanning Radiometer-Earth Observing System) et de développer un modèle de transfert radiatif sol-atmosphère (SARTM) utilisé pour simuler les températures de brillance au niveau du capteur. Le modèle SARTM est construit à partir du modèle MonoRTM (MONOchromatic Radiative Transfer Model) et du modèle AIEM (Advanced Integral Equation Model). Dans cette étude les émissivités micro-ondes sur toute la Chine pour l’année 2006 ont été estimées. (2) Cette thèse présente également les améliorations apportées à un algorithme de détermination des émissivités à partir du capteur SEVIRI (Spinning Enhanced Visible and Infrared Imager) à bord du satellite MSG-2. Cet algorithme perfectionné est appliqué à plusieurs images MSG-2/SEVIRI sur une région d’étude de la péninsule ibérique. Il est démontré sur des cas détaillés que les améliorations portées sur la méthode originale de détermination du LSE et de la température de surface étaient réelles et cohérentesThis thesis focused on the retrievals of Land Surface Emissivity (LSE) from microwave data and thermal infrared data. (1) This thesis provides a method to retrieval LSE from the AMSR-E (Advanced Microwave Scanning Radiometer-Earth Observing System) and develops a Soil-Atmosphere Radiative Transfer Model (SARTM) to simulated brightness temperatures at satellite level. SARTM model is built from MonoRTM (MONOchromaticRadiative Transfer Model) and from AIEM (Advanced Integral Equation Model) models. In this study, the LSEs over whole China of year 2006 are estimated. (2) This thesis also presents an improved algorithm to retrieve LSE from SEVIRI (Spinning Enhanced Visible and Infrared Imager) data onboardthe MSG-2 satellite. Finally, this improved algorithm is applied to several MSG-2/SEVIRI datasets over a study area withinthe Iberian Peninsula region. It is demonstrated with some detailed cases that these improvements on the original LSE/land surface temperature (LST) retrieval methods are effective and reasonable
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Cubero-Castan, Manuel. "Etude du démélange en imagerie hyperspectrale infrarouge." Thesis, Grenoble, 2014. http://www.theses.fr/2014GRENT068/document.
Full textAbstract:
La télédétection en imagerie hyperspectrale infrarouge thermique est l'étude d'images en luminance, acquises depuis un avion ou un satellite dans le domaine spectral de l'infrarouge thermique. Ces images sont liées à l'émissivité et à la température, estimées par les méthodes de découplage température/émissivité (T/E), ainsi qu'à l'abondance, estimée par les méthodes de démélange, des matériaux présents dans la scène. Si les méthodes de découplage T/E ont été largement étudiées, les méthodes de démélange dans ce domaine spectral restent peu explorées : c'est l'objectif de cette thèse. Pour cela, nous avons mis en place trois stratégies de démélange. Dans un premier temps, le démélange est effectué sur les luminances. Cette stratégie donne globalement de bons résultats mais est relativement sensible aux variations spatiales de la température. La deuxième stratégie, démélangeant à partir des estimations d'émissivité des méthodes de découplage T/E, s'affranchit de cette variation spatiale mais donne des résultats plus bruités. Enfin, une méthode de démélange basée sur l'estimation conjointe de la température et des abondances a été élaborée. Cette méthode s'appelle Thermal Remote sensing Unmixing for Subpixel Temperature (TRUST) et donne de meilleurs résultats que la première stratégie tout en étant robuste aux variations spatiales de la températureThermal hyperspectral remote sensing provides information about materials from the measured radiance image. It is achieved using temperature and emissivity separation (TES) methods, estimating the emissivity and the temperature of the materials, and using unmixing methods, estimating their abundances. TES methods have been well investigated while too few studies have been working on unmixing in thermal infrared domain : this is the objective of this PhD. Therefore, three strategies have been studied. First, the unmixing is applied on radiance. It achieves good results but depends on the spatial variation of temperature. Applying the unmixing on the emissivities, estimated using the TES methods, gets rid of the spatial variation of temperature but provides a noisy abundance estimation. Eventually, a new method called Thermal Remote sensing Unmixing for Subpixel Temperature (TRUST) is designed to jointly estimate the abundance and the temperature of materials within the pixels. It gives better results than the first strategy and is more robust to spatial variation of temperature
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Fillit, Chrystelle. "Développement d’un banc de thermographie infrarouge pour l’analyse in-situ de la fiabilité des microsystèmes." Thesis, Saint-Etienne, EMSE, 2011. http://www.theses.fr/2011EMSE0600/document.
Full textAbstract:
Au cours des dernières années, l’essor spectaculaire des microsystèmes (ou MEMS), qui touche tous les domaines industriels, est à l’origine de nombreux et nouveaux progrès technologiques. Néanmoins, dans ce contexte prometteur de large envergure, la fiabilité des MEMS s’avère être la problématique à améliorer pour franchir la phase d’industrialisation à grande échelle. C’est dans le cadre de cette thématique de fiabilité des microsystèmes, que s’inscrit ce travail.La température étant un paramètre majeur entrant dans de nombreux mécanismes d’endommagement des MEMS, notre étude présente la conception et la réalisation d’un banc de thermographie infrarouge de haute résolution (2 µm), associé à la mise en œuvre d’une méthodologie d’analyse et de traitement des mesures infrarouges.Ce dispositif innovant permet un diagnostic in-situ, sans contact et rapide des défaillances des MEMS par mesures locales et quantitatives des pertes thermiques associées. Cet outil constitue une avancée importante pour détecter, mesurer et comprendre les mécanismes d’endommagement des MEMS. Il nous permet de reconstituer des images thermiques de tout type de microsystème en cours de fonctionnement ou soumis à des tests de vieillissement accéléré, et ceci afin de réaliser une analyse fine et rapide de leur fiabilité.Ce travail apporte de nouveaux résultats en ce qui concerne la détection des mécanismes de défaillance de différents types de MEMS-RF et tout particulièrement des MEMS-RF avec contact électriqueOver the last few years, considerable effort has gone into the study of the failure mechanisms and reliability of MicroElectroMechanical Systems (MEMS). MEMS performance and reliability are affected by many parameters, such as the complex physical interactions between thermo-mechanical deformation, current flow, high power actuation and contact heating. In particular, temperature is a key issue for the design of a low loss and reliable MEMS. In order to improve device reliability it is essential to understand the thermal behaviours of RF-MEMS under standard or harsh current conditions. In this work, we present a new approach to investigate the failure mechanism of MEMS. An original set-up has been developed to localise and measure the heat loss of MEMS during actuation. Thermal characterization has been performed using infrared thermography to investigate the thermal sensitivity of MEMS. A brand new infrared bench was developed for temperature distribution measurement. An infrared camera, operating in the 1,5 - 5 µm bandwidth, was coupled to a new specific optic to reach an enhanced spatial resolution better than 2 µm/pixel. This work presents several results obtained on different advanced RF-MEMS including RF-MEMS switches where failure mechanism had been diagnosed
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Ramiandrisoa, Liana. "Etude et développement d'une mesure pyrométrique en cœur de réacteur pour le suivi de la température d'une gaine de combustible : application à l'étude des accidents de perte de réfrigérant primaire (APRP) au cours d'essais de simulation dans le réacteur expérimental Jules Horowitz." Thesis, Reims, 2014. http://www.theses.fr/2014REIMS038/document.
Full textAbstract:
Dans l'industrie comme dans la Recherche, la température est un paramètre clef pour la maîtrise et la compréhension du comportement des matériaux. Ainsi, dans le Réacteur nucléaire de Recherche Jules Horowitz (RJH), actuellement en construction au CEA Cadarache, un dispositif expérimental est élaboré afin d'étudier le comportement thermomécanique d'une gaine combustible. Celle-ci sera placée dans des conditions qui simulent une situation accidentelle (Accident de Perte de Réfrigérant Primaire, APRP) pendant laquelle elle s'échauffera rapidement. Le suivi de température, entre 700 et 1200 à ±10°C, doit pouvoir se faire par un capteur pyrométrique déporté par fibre optique. L'enjeu est d'optimiser la mesure en comparant différentes techniques de pyrométrie. Pour cela, l'étude est menée sous l'angle des deux principales difficultés techniques inhérentes à la réalisation du capteur. Le premier défi est lié au comportement des fibres optiques dans un environnement mixte où irradiation et haute température sont intimement liées. La fibre va subir des flux neutroniques de l'ordre de 10^12 nrapide/cm²/s et un débit de dose d'environ 1kGy/s. De plus son extrémité est soumise à une température de paroi élevée, de l'ordre de 800°C. Dans ces conditions, lumières parasites, bandes d'absorption et atténuation fluctuante sont autant de contraintes dont les effets sont à éviter ou à minimiser. Une étude prédictive fait le point sur les recommandations théoriques à suivre pour une mesure optimale.La seconde difficulté, qui concerne la mesure de température par pyrométrie, vient des variations spectrales attendues pour l'émissivité de la cible. Le matériau d'étude, choisi pour son utilisation dominante en France, est le Zircaloy-4. Sous l'effet de l'oxydation, l'émissivité spectrale de cet alliage de Zirconium évolue. Ce manuscrit montre qu'entre 700 et 800°C il est expérimentalement possible d'effectuer une mesure pyrométrique en laboratoire, hors irradiation.En croisant ces différents résultats, il apparaît envisageable d'effectuer une mesure de température dans les conditions du RJH à condition de maîtriser les différents paramètres parasites et de privilégier certaines longueurs d'onde. Ce travail s'inscrit dans une voie prometteuse pour l'utilisation à distance de la pyrométrie optique en milieu nucléaire civil sévèreIn both research and industry, temperature is a key parameter for understanding and characterizing the behavior of materials. To study the thermomechanical behavior of a fuel rod, a test device is designed for the Jules Horowitz Material Testing Reactor (currently under construction in the CEA Cadarache). The device will be placed under accidental conditions (Loss Of Coolant Accident, LOCA) causing rapid overheating. The temperature tracking, between 700 and 1200°C, will be measured by a fiber optic sensor. The aim of the project is to optimize temperature measurement by comparing different pyrometry techniques. This study covers the management of the main difficulties inherent to the design of the sensor.The first challenge consists of predicting optical fiber behavior in such complex environments where irradiation and high temperature are combined. The fiber will be exposed to a neutron dose rate about 10^12 nfast/cm²/s and ϒ dose rate of about 1kGy/s. Moreover its extremity is heated to approximately 800°C. It is shown that under these conditions, light interferences, absorption bands and fluctuating attenuation are obstacles to overcome or to mitigate.The second challenge, concerning pyrometric measurement, comes from spectral variations expected for the rod emissivity. The material of study is chosen for its widespread use in France: Zircaloy-4. Under oxidating conditions the spectral emissivity of this Zirconium alloy evolves. This thesis proves that between 700 and 800°C pyrometric measurement is possible from experimental point of view in laboratory without irradiation.In conclusion rod temperature tracking in JHR conditions may be possible providing that interferences are mastered and wavelengths are chosen. This work makes the use of optical pyrometry under civil nuclear extreme conditions more promising
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Delaporte, Florent. "Nouvelles approches de conception en vue de la limitation des risques de compatibilité électromagnétique et de fuite d'information sur les équipements électroniques embarqués." Thesis, Rennes, INSA, 2020. http://www.theses.fr/2020ISAR0004.
Full textAbstract:
Le marché actuel des systèmes électroniques est très compétitif. D’un point de vue de la CEM, ceci impose la conception de produits fonctionnels et respectant les normes, dans des délais les plus courts possibles. Pour répondre à ces besoins, il faut prendre en compte la CEM au plus tôt dans le design. Dans le contexte de conception de carte électroniques, deux problèmes demeurent pour parvenir à cet objectif. Premièrement, les contraintes normatives définies au niveau de l’équipement sont difficiles à décliner au niveau de la carte. Deuxièmement, beaucoup de paramètres sont indéterminés en amont de la conception, rendant difficile l’analyse et la prise de décision. Ce mémoire propose de répondre à ces problématiques dans le cadre d’une étude d’émissivité rayonnée. Pour cela, une démarche de création de modèle paramétrique de rayonnement de carte électronique est proposée. L’utilisation de la puissance totale rayonnée (PTR) comme sortie du modèle sert de passerelle entre une représentation de la carte et celle de mécanique, au niveau système, répondant à la première problématique. Le modèle de carte électronique ainsi obtenu doit être capable de réaliser une analyse de sensibilité pour répondre à la deuxième problématique. L’utilisation de méta-modèles sur la simulation numérique permet d’obtenir des modèles à la fois rapides et fiables. Cette méthode, proposée dans cette thèse, est éprouvée sur des scénarios d’une relative complexité, pour démontrer son utilité dans la prise de décision lors de la conception d’un circuit impriméToday electronic systems market is very competitive. From an EMC point of view, it implies designing functional products, which pass EMC standards, in a minimum amount of time. To meet these needs, designers have to consider EMC as soon as possible in their design. In the context of electronic board design, there are two challenges to reach this goal. Firstly, the constraints in standards are equipment-level defined. Convert them to a board level is hardly accessible. Secondly, many parameters are undetermined at the beginning of the design, which prevents analysis and decision-making. This dissertation put forward some answers in a radiated emissivity context. To do so, a procedure to create a parametric model for the emissivity of an electronic board is proposed. The total radiated power as output of the model consists of the input at a system level model. This solves the first problem. The model built must be able to provide a sensitivity analysis to solve the second problem. Surrogate modeling based on electromagnetic (but time and resource consuming) simulation offers reliable and fast models. This is the methodology proposed by this thesis. It is tested on scenarios of moderate complexity, to prove how useful it is in decision-making during the conception of a stackup of a board
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Obame, Ndong Elysée. "Développement d'un dispositif de calorimétrie par rayonnement thermique : application à la mesure des pertes dans les composants électriques." Phd thesis, Université de Grenoble, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00523756.
Full textAbstract:
Nous avons imaginé et conçu un nouveau dispositif calorimétrique, destiné à caractériser les pertes de puissance dans les composants électriques. Dans ce nouveau calorimètre, l'échange de chaleur entre le composant et la cellule de mesure s'effectue par rayonnement thermique. Ce dispositif permet de s'affranchir de la forme géométrique du composant. Le calorimètre fonctionne dans une gamme de température allant de 200 à 400K. Il permet ainsi de remonter aux pertes en fonction d'un environnement isotherme contrôlé. Le composant électrique peut être alimenté par une tension arbitraire inférieure à 3kV. Ce mémoire contient une description technique du dispositif. On y développe un modèle analytique représentatif des échanges de chaleur dans le calorimètre. L'analyse des résultats obtenus sur des composants dont les pertes sont connues y est enfin donnée. Celle-ci a montré que la précision de mesure était inférieure à 5% pour une gamme de puissance dissipée allant du mW au Watt.
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JACQUOT, Alexandre. "Ingénierie des Matériaux et des Microgénérateurs Thermoélectriques." Phd thesis, Institut National Polytechnique de Lorraine - INPL, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00002757.
Full textAbstract:
Les microgénérateurs thermoélectriques planaires sont de nouvelles sources d'énergie pour l'électronique portable. Nous avons optimisé leur géométrie à l'aide d'un modèle analytique et numérique. La fabrication d'un générateur utilisant comme matériau actif du silicium est également présentée. L'accès à la conductivité thermique est essentiel pour l'ingénierie des matériaux thermoélectriques utilisés dans ces microsystèmes. Le potentiel des méthodes 3omega et Völklein à mesurer cette grandeur sur des couches minces est étudié expérimentalement et par simulations numériques. Le transfert de chaleur entre les microsystèmes et leur environement est étudié par la méthode Völklein. Le facteur de mérite de couches de silicium polycristallin bien qu'améliorés par un facteur trois en diminuant la taille de grains reste faible. Les propriétés électriques de multicouches à base de PbTe ouvrent des perspectives intéressantes pour leur intégration dans les microsystèmes.
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Emprin, Benoit. "Développement d'optiques multicouches pour la spectrométrie X large bande du rayonnement émis par les plasmas." Thesis, Palaiseau, Institut d'optique théorique et appliquée, 2014. http://www.theses.fr/2014IOTA0014/document.
Full textAbstract:
Dans le cadre de ses recherches menées sur la fusion par confinement inertiel, le Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives met en œuvre un spectromètre X large bande étalonné en absolu et résolu en temps, appelé Diagnostic de Mesure du rayonnement X. Ce diagnostic, composé de 20 voies de mesure, permet de mesurer l’émissivité spectrale d’un plasma créé par laser entre 50 eV et 20 keV. Nous avons développé des voies de mesure complémentaires aux voies existantes, afin d’obtenir une redondance et une amélioration de la précision de la mesure. Le principe de ces nouvelles voies de mesure repose sur un concept original permettant d’obtenir des fonctions de transfert spectrales bornées et constantes. Deux voies ont été développées pour les gammes spectrales 2 – 4 keV et 4 – 6 keV, utilisant des miroirs multicouches apériodiques réalisés au Laboratoire Charles Fabry en Cr/Sc et Ni/W/SiC/W, respectivement. Ces miroirs ont ensuite été caractérisés sur synchrotrons puis intégrés dans le spectromètre. Les nouvelles voies ont été utilisées durant des campagnes d’expériences laser-Plasma sur l’installation laser OMEGA à Rochester (États-Unis). Elles ont permis de déterminer la puissance rayonnée directement avec une seule voie de mesure par bande spectrale et avec une meilleure précision qu’avec celles utilisées habituellement. Les résultats, en bon accord avec les voies de mesure classiques, permettent de valider l’utilisation des miroirs multicouches apériodiques pour la spectrométrie X large bandeWithin the framework of the research on inertial confinement fusion, the “Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives” has studied and implemented an absolute calibrated time-Resolved broadband soft x-Ray spectrometer, called “Diagnostic de Mesure du rayonnement X”. This diagnostic, composed of 20 measurement channels, measures the emitted radiant power from a laser created plasma in the range from 50 eV to 20 keV. We have developed additional measurement channels to obtain redundancy and an improvement in measurement accuracy. The principle of these new channels is based on an original concept to obtain spectral bounded flat-Responses. Two channels have been developed for the 2 – 4 keV and 4 – 6 keV spectral ranges, using aperiodic multilayer mirrors made at the “Laboratoire Charles Fabry” with Cr/Sc and Ni/W/SiC/W layers respectively. These mirrors were characterized at synchrotron radiation facilities and integrated into the spectrometer. The two new channels were used during laser-Plasma experimental campaigns at the OMEGA laser facility in Rochester (USA). This allowed us to determine directly the radiant power with only one measurement within a certain spectral band, and with a better precision when compared with using standard channels. The results, in good agreement with the standard measurement channels, allowed us to validate the use of aperiodic multilayer mirrors for X-Ray broadband spectrometry
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Tondo, Yoya Ariel Christopher. "Imagerie computationnelle active et passive à l’aide d’une cavité chaotique micro-ondes." Thesis, Rennes 1, 2018. http://www.theses.fr/2018REN1S130/document.
Full textAbstract:
Les travaux présentés dans cette thèse portent sur l’imagerie computationnelle active et passive en micro-ondes. L’utilisation d’une cavité chaotique comme composants compressif est étudiée tant théoriquement (modèle mathématique, résolution algorithmique du problème inverse) et expérimentalement. L’idée sous-jacente est de remplacer un réseau d’antennes par une unique cavité réverbérante dont un réseau d’ouvertures sur la face avant permet de coder l’information spatiale d’une scène dans la réponse temporelle de la cavité. La réverbération des ondes électromagnétique à l’intérieur de la cavité fournit les degrés de liberté nécessaires à la reconstruction d’une image de la scène. Ainsi il est possible de réaliser en temps réel une image haute-résolution d’une scène à partir d’une unique réponse impulsionnelle. Les applications concernent la sécurité ou l’imagerie à travers les murs. Dans ce travail, la conception et la caractérisation d’une cavité chaotique ouverte sont effectuées. L’utilisation de ce dispositif pour réaliser en actif des images de cibles de diverses formes est démontrée. Le nombre de degrés de liberté est ensuite amélioré en modifiant les conditions aux limites grâce à l’ajout lampes fluorescentes. L’interaction des ondes avec ces éléments plasma permet de créer de nouvelles configurations de la cavité, améliorant ainsi la résolution des images. L’imagerie compressive est ensuite appliquée à la détection et localisation passive du rayonnement thermique naturel de sources de bruit, à partir de la corrélation des signaux reçus sur deux voies. Enfin, une méthode novatrice d’imagerie interférométrique de cibles est présentée. Elle est basée sur la reconstruction de la réponse impulsionnelle entre deux antennes à partir du bruit thermique micro-ondes émis par un réseau de néons. Ces travaux constituent une avancée vers les systèmes d’imagerie futursThe broad topic of the presented Ph.D focuses on active and passive microwave computational imaging. The use of a chaotic cavity as a compressive component is studied both theoretically (mathematical model, algorithmic resolution of the inverse problem) and experimentally. The underlying idea is to replace an array of antennas with a single reverberant cavity with an array of openings on the front panel that encodes the spatial information of a scene in the temporal response of the cavity. The reverberation of electromagnetic waves inside the cavity provides the degrees of freedom necessary to reconstruct an image of the scene. Thus it is possible to create a high-resolution image of a scene in real time from a single impulse response. Applications include security or imaging through walls. In this work, the design and characterization of an open chaotic cavity is performed. Using this device, active computational imaging is demonstrated to produce images of targets of various shapes. The number of degrees of freedom is further improved by changing the boundary conditions with the addition of commercial fluorescent lamps. The interaction of the waves with these plasma elements allows new cavity configurations to be created, thus improving image resolution. Compressive imaging is next applied to the passive detection and localization of natural thermal radiation from noise sources, based on the correlation of signals received over two channels. Finally, an innovative method of interferometric target imaging is presented. It is based on the reconstruction of the impulse response between two antennas from the microwave thermal noise emitted by a network of neon lamps. This work constitutes a step towards for future imaging systems
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Brodu, Etienne. "Thermal radiative properties and behavior of refractory metals, highly textured metallic coatings and pyrolytic boron nitride on C/C composite for the Solar Probe Plus mission." Thesis, Perpignan, 2014. http://www.theses.fr/2014PERP1203.
Full textAbstract:
Les travaux menés durant cette thèse s’inscrivent dans le cadre du développement de la mission spatiale Solar Probe Plus (NASA). Cette sonde d’exploration, dont la vocation est l’étude du Soleil, pénétrera la couronne solaire pour y faire des mesures in-situ. Ce travail de thèse a consisté à mener l’étude expérimentale des matériaux constitutifs de la sonde: métaux réfractaires (W, Re, Ta, Mo, Nb, Ti), composite C/C, un revêtement de nitrure de bore pyrolytique (pBN) ainsi que des dépôts métalliques texturés à forte émissivité. L’environnement à l’approche du soleil fut reproduit expérimentalement au sol au laboratoire PROMES-CNRS en associant le four solaire d’1 MW à Odeillo au moyen d’essai MEDIASE (Moyen d’Essai et de Diagnostic en Ambiance Spatiale Extrême). Grâce à ces moyens expérimentaux, ces matériaux candidats ont pu être testés sous formes d’échantillons, à très haute température (1100-2500 K), sous vide (10-4 Pa), ainsi que sous bombardement de protons (1-4 keV, jusqu'à 1018 ions m-2 s-1, pour la simulation du vent solaire). La propriété matériau sur laquelle cette étude expérimentale s’est concentrée est l’émissivité, dans la mesure où celle-ci va conditionner la température des surfaces de la sonde faisant face au Soleil. Celle-ci a été mesurée in-situ dans MEDIASE pendant les différents traitements. Dans le cadre de l’étude des métaux réfractaires, il a s’agit de comprendre la relation entre état de surface et émissivité, ainsi que d’étudier les modifications induites par les traitements. En ce qui concerne les dépôts métalliques texturés ainsi que le dépôt de pBN, leur étude a consisté à évaluer leurs performances radiatives et leurs comportements à haute températureSolar Probe Plus (NASA) will be a historic mission of space exploration as it will consist in the first spacecraft to enter the solar corona. The spacecraft will face harsh environmental conditions that no other spacecraft has ever encountered in the past. One of the most critical technology developments for this mission is thus material science related: the materials constituting all the surfaces directly facing the Sun must be studied and tested in a relevant environment. The study of the candidate materials has been carried out at PROMES-CNRS: refractory metals for the instruments (W, Re, Ta, Mo, Nb, Ti, and their alloys), and refractory ceramics for the thermal protection shield (C/C composite and pyrolytic boron nitride - pBN). Samples of these materials were tested experimentally in a simulated near-Sun environment. This environment was simulated on ground thanks to the association of the 1 MW solar furnace in Odeillo, to the MEDIASE facility. This way materials were tested at very high temperature (1100-2500 K) in high vacuum (10-4 Pa), with the solar wind being reproduced via a proton bombardment (1-4 keV, up to 1018 ions m-2 s-1). The material properties that we have studied the most are the thermal radiative properties as they fully determine the temperature of a free-standing surface exposed to an intense radiative flux in vacuum. For refractory metals, it mainly consisted in studying the relationship between surface state and radiative properties, as well as the effect of the treatments. As for the textured metallic coatings and pBN, it consisted mainly in determining their efficiencies and understanding their behaviors
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Chagroune, Lakhdar. "Modélisation de l'émissivité d'une surface en utilisant une approche fractale." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1995. http://www.theses.fr/1995INPL115N.
Full textAbstract:
L’oxydation des échantillons de tungstène chauffés par effet Joule, est réalisée dans un spectrophotomètre infrarouge sous atmosphère contrôlée (10^-2 torr d'oxygène) et à des températures T ≥ 1100 K pour créer des surfaces rugueuses. La morphologie de la couche d'oxyde est caractérisée par analyseur d'images à partir du cliché d'une coupe réalisée par microscopie électronique à balayage. On assimile l'oxyde à une superposition de films minces, dont l'un hétérogène, contenant la rugosité, est étudié par la théorie de BRUGGMAN en vue de déterminer sa constante diélectrique. Les propriétés optiques d'un corps hétérogène sont interprétées généralement à partir de la théorie des milieux dispersés qui ne tient compte que très partiellement de la rugosité des surfaces. Ce travail expose la conception et l'élaboration d'outils destinés à caractériser l'influence de la complexité et de la forme de la rugosité sur l'émissivité d'une surface, selon une approche originale qui tient compte de la morphologie réelle des surfaces (profils fractals). Le calcul de l'émissivité d'une surface rugueuse est mené de la manière suivante: numérisation des profils expérimentaux calcul de la constante diélectrique d'une couche homogène optiquement équivalente contenant la rugosité du profil considéré calcul du facteur moyen de dépolarisation gm par une méthode originale de remplissage du profil par des ellipsoïdes utilisation de la théorie des films minces, pour calculer l'émissivité monochromatique et directionnelle de cette surface. Une étude analogue a été réalisée sur des profils théoriques crées par interpolation fractale, pour la validation théorique du modèle. Nous mettons en évidence une relation entre la dimension fractale, l'émissivité et le facteur de dépolarisation
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Ren, Huazhong. "Modelling of directional thermal radiation and angular correction on land surface temperature from space." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00967047.
Full textAbstract:
The aim of this thesis is the modeling of surface directional thermal radiation and angular correction on the LST by using empirical and physical methods as well as the analysis of field validation. The work has conducted to some conclusions. The directional emissivity of natural surfaces was obtained from MODIS emissivity product and then used in the split-window algorithm for angular correction on LST. The parameterization models of directional emissivity and thermal radiation were developed. As for the non-isothermal pixels, the daytime-TISI method was proposed to retrieve directional emissivity and effective temperature from multi-angular middle and thermal infrared data. This was validated using an airborne dataset. The kernel-driven BRDF model was checked in the thermal infrared domain and its extension was used to make angular normalization on the LST. A new model, namely FovMod that concerns on the footprint of ground sensor, was developed to simulate directional brightness temperature of row crop canopy. Based on simulation result of the FovMod, an optimal footprintfor field validation of LST was obtained. This thesis has systematically investigated the topic of directional thermal radiation and angular correction on surface temperature and its findings will improve the retrieval accuracy of temperature and emissivity from remotely sensed data and will also provide suggestion for the future design of airborne or spaceborne multi-angular thermal infrared sensors and also for the ground measurement of surface parameters.
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Paul, Maxime. "Synergie infrarouge et micro-onde pour la restitution atmosphérique." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00918775.
Full textAbstract:
L'étude du climat et la météorologie nécessitent des modèles, mais également des bases de données indépendantes, issues d'observations in situ ou satellites. L'importance de ces dernières grandit. Nous proposons, dans cette thèse, d'optimiser leur utilisation pour restituer, à l'échelle globale, des profils atmosphériques de température et de vapeur d'eau. La contribution des surfaces terrestres sur le rayonnement conditionne la qualité des restitutions au-dessus des continents. Un schéma d'inversion bayésienne de l'équation de transfert radiatif a donc été mis au point. Il permet de restituer simultanément la température et l'émissivité hyper-spectrale infrarouge de la surface, à partir des mesures de l'instrument IASI. Une chaîne opérationnelle a été construite, entrainant la création d'une base de données d'émissivités infrarouges et de températures de surface depuis 2007. Ces informations de surface sont ensuite intégrées dans un algorithme de restitution de profils atmosphériques. Elles permettent une diminution notable de l'erreur, notamment dans les basses couches de l'atmosphère, cruciales en météorologie. Les réseaux de neurones utilisées pour les restitutions nécessitent des bases d'apprentissage. Nous avons donc mis au point une méthode d'échantillonnage de variables hétérogènes et de grande dimension. Enfin, nous avons montré que l'utilisation conjointe des observations infrarouges et micro-ondes est une source prometteuse d'amélioration de la télédétection satellite. La synergie entre des instruments tels IASI, AMSU-A et MHS sur la plateforme MetOp permet de mieux restituer les profils atmosphériques.
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Lawrence, Heather. "MODÉLISATION DE L'EFFET DE LA RUGOSITÉ DE SURFACE ET DE LA LITIÈRE DES COUVERTS NATURELS SUR LES OBSERVATIONS MICRO-ONDES PASSIVES - APPLICATION AU SUIVI GLOBAL DE L'HUMIDITÉ DU SOL PAR LA MISSION SMOS." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01024075.
Full textAbstract:
Dans le cadre de la mission spatiale SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity), nous présentons dans cette thèse une nouvelle approche numérique de modélisation du calcul de l'émissivité et du coefficient bi-statique de systèmes forestiers sol-litière en Bande L. Le système sol-litière est représenté par deux couches diélectriques 3D comportant des interfaces rugueuses, une démarche qui n'apparait pas actuellement dans la littérature. Nous validons notre approche pour une seule couche en comparant les simulations de l'émissivité avec celles produites par la méthode des moments et des données expérimentales. A partir de ce nouveau modèle, nous évaluons la sensibilité de l'émissivité du système sol-litière en fonction de l'humidité et de la rugosité de la litière. Ce nouveau modèle permettra de créer une base de données synthétiques d'émissivités calculées en fonction de nombreux paramètres qui contribuera à améliorer la prise en compte de la litière dans l'algorithme d'inversion des données de la mission spatiale SMOS.
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Coulson, Mike. "Conductivité, diffusivité, émissivité thermiques de composites poly (EtherKetoneKetone) - charges carbonées : fibres continues et particules." Thesis, 2018. http://www.theses.fr/2018TOU30215/document.
Full textAbstract:
L'objectif de ces recherches est l'amélioration du procédé de placement de fibre par dépose laser, appliqué à des composites Poly(EtherKetoneKetone) / fibre carbone continue. L'optimisation des paramètres de dépose implique l'étude de la stabilité de la matrice, ainsi que l'analyse du comportement thermique des composites. La conductivité et diffusivité thermiques, ainsi que l'émissivité sont les paramètres clés pour comprendre le comportement des transferts volumiques et surfacique dans ces matériaux. Des composites PEKK/particules de carbone ont été élaborés afin d'étudier l'effet de la morphologie du carbone sur les paramètres thermiques. L'émissivité des composites PEKK / fibres continues a été mesurée en comparant les radiations émises par le matériau et celle émises par un corps noir à la même température. La conductivité et la diffusivité thermiques, qui sont des paramètres intrinsèques au composite, augmentent avec le taux de charge et la température. Ces deux paramètres ont été étudiés en fonction de la Température, dans le cas de composite PEKK / fibre carbone continue et PEKK / particules de carbone pour plusieurs taux de charge: The aim of this research is the improvement of the laser depositing fiber placement process, applied to Poly (EtherKetoneKetone) / continuous carbon fiber composites. The optimization of deposit parameters implies the investigation of the stability of the matrix and of the thermal behavior of composites. Thermal conductivity, diffusivity, and optical emissivity, are the key parameters for understanding the behavior of volume and surface conduction of composites. PEKK / carbon particle composites have been processed to study the effect of carbon morphology on thermal parameters. The emissivity of the PEKK / continuous fiber composites was measured by comparing the radiation emitted by the material with the one emitted by a black body at the same temperature. Thermal conductivity and diffusivity, which are intrinsic parameters of the composite, increase with the rate of charge and the temperature. These two parameters have been studied as a function of temperature, in the case of PEEK / continuous fibers composites and PEKK / carbon particles composites for various charge rates