Academic literature on the topic 'Revêtement optique'

RÉSUMÉ La datation au radiocarbone effectuée sur des charbons de bois a permis une reconstitution partielle de l'historique des feux durant l'Holocène supérieur, sur les hauts sommets de Charlevoix. Les étages subalpin et alpin se sont formés après 3000 BP. Les feux récurrents ont causé une fragmentation du couvert forestier et une diminution de la régénération forestière vraisemblablement associée à des conditions climatiques défavorables. La végétation des étages subalpin et alpin résulte des changements écologiques déterminés par le passage aléatoire des feux et ne constitue donc pas une réponse directe au gradient climatique créé par la topographie. La différence de végétation (forestière ou ouverte) entre des sommets pourtant à une altitude similaire résulte d'une action différentielle des feux entre les sites. L'entourbement des versants est survenu plus récemment, soit après 1250 BP et surtout après 600 BP. Le caractère tardif de l'entourbement de certains sites par rapport à l'âge des feux indique que la tourbe n'a commencé à se former qu'avec le refroidissement climatique survenu après le Petit Optimum climatique, soit au cours du dernier millénaire. Malgré ce délai, il semble bien que la formation d'un revêtement de tourbe ombrotrophe sur les versants soit une conséquence de l'ouverture du paysage par les feux.

Différentes techniques sont disponibles pour réaliser des revêtements à propriétés optiques. La technologie sol-gel combinée au dépôt par voie liquide offre un intérêt particulier puisqu’il est possible de traiter des composants de grande dimension à partir de procédés facilement accessibles et industriels (dip-coating, spin-coating…). Dansle domaine des revêtements optiques pour des installations lasers de puissance comme celles du CEA (Laser Mégajoule), le procédé sol-gel est mis en œuvre industriellement depuis de nombreuses années pour réaliser les dépôts antireflets et permettre d’assurer ainsi une transmission maximale aux longueurs d’ondes d’intérêts tout enprésentant une résistance au flux laser compatible des fortes densité d’énergie lumineuse. Toutefois, le solvant couramment utilisé pour ces dépôts est l’éthanol, solvant de dépôt qui possède l’inconvénient d’être facilement inflammable. La prise en compte de ce risque est une contrainte à considérer dans le cas d’une exploitation duprocédé à grande échelle.Ce travail de thèse vise à diminuer voire supprimer ce risque en substituant le solvant alcoolique utilisé par de l’eau. Le principal défi à relever ici est double : la synthèse de solutions sol-gel colloïdales en milieu aqueux stables dans le temps (plusieurs années) d’une part, la mise au point d’un procédé de dépôt optique innovant par pulvérisation en solution (spray-coating) d’autre part.Ce changement de milieu et de technique de dépôt impactent significativement la réalisation d’une couche mince et de nombreux paramètres ont été étudiés pour aboutir à la préparation de revêtements avec la qualité optique requise (homogénéité en épaisseur) sur des surfaces de grandes dimensions (200x200 mm²).Parmi ces paramètres, on trouve le temps de séchage du dépôt qui passe de quelques secondes à plusieurs minutes avec l’utilisation d’un solvant aqueux, la mouillabilité de la solution aqueuse moins performante que celle d’une solution alcoolique, la concentration en phase solide de la solution, les conditions de pulvérisation (débit, fluxaérauliques, distance buse/substrat…), les conditions de dépôt (température, hygrométrie).De cette étude, il ressort que la maitrise des conditions de séchage du film déposé est primordiale pour garantir la qualité optique des revêtements déposés sur des grandes dimensions. Des premiers résultats de modélisation du phénomène de séchage de tels films sont décrits.Maitriser la qualité optique de revêtements déposés par technique de spray parait donc possible sous certaines conditions
Differents techniques are available to produce optical coatings. Sol-gel process combined to liquid deposition is particulary interesting as it is possible to coat huge scale components with easily accessible and industrial processes (dip-coating, spin-coating). In the field of optical coatings for power lasers such as Laser MégaJoule at CEA, sol-gel process has been industrialy implemented for many years to produce antireflective coatings which present a maximum transmission at the wavelenghts of interest with an adequate laser flux resistance in accordance with hig density of light energy. However, the usual solvent for these coatings is ethanol, which is easily flammable. This risk has to be taken into account for large scale deposition.This thesis work aimed to reduce or even suppress this hazard by using water instead of alcoholic solvents. The main challenge is double : synthesis of stable sol-gel colloids solution in aqueous media (for some years at least) in one hand, and on the other hand the development of an innovative process to realise optical coatings with spray-coating.This modification of media and coating technique significantly affect thin layer formation and numerous parameters had been studied to achieve coatings with optical quality (homogeneity of thickness) on large surfaces (200 x 200 mm²).Among these parameters, the drying time has changed from few seconds to several minutes with the use of water, water's wetting which is less efficient than alcoholic solvent's wetting, solid concentration in solution, spraying conditions (flow rate, aeraulic flow, nozzle-substrate distance...), coating conditions (temperature, hygrometry).In this study, we pointed that controlling drying conditions of the deposited film is essential to ensure the optical quality of coatings on a large scale. First results in modelling the drying of these films are described.Controlling optical quality of coatings realised by spray seems possible under some conditions

Cette thèse a pour objet la détermination d'une méthode de mesure rapide et non-destructive du défaut de centrage d'une fibre optique dans son revêtement époxy-acrylate et la réalisation d'un dispositif de mesure en temps réel, utilisable en ligne sur la tour de fibrage. Une analyse, à l'aide d'un modèle de rayons optiques, du champ diffracté "vers l'avant" par la fibre éclairée transversalement, permet de mettre en évidence l'existence de maxima secondaires de lumière et de relier leur position angulaire à l'excentricité. Une relation simple est établie entre la position angulaire de ces pics, la valeur du module, de la direction du défaut de centrage et du rapport des diamètres gaine optique-enduction ; rendant ainsi possible la détermination de ces trois paramètres. Une vérification expérimentale est présentée et confirme la validité du modèle employé. L'appareil de mesure en temps réel que nous avons mis au point, permet de délivrer à une fréquence de cinq Hertz les trois grandeurs recherchées avec une précision respectivement de 1 micron, 5 degrés, et 1. 5 pour cent. Les résultats expérimentaux obtenus à l'aide de cet appareil sont discutés.

Ces travaux de thèse ont pour but d’analyser les outils de photolithographies permettant d’inscrire des réseaux des diffractions et d’identifier ceux qui sont suffisamment flexibles pour être adapté à des substrats non conventionnels tel que des cylindres ou des tubes. Les outils de photolithographies développés ont aussi été ajustés afin d’inscrire directement un réseau de diffraction dans une couche fonctionnelle de TiO2, apporté par la voie sol-gel. Cette thèse est une étude prospective car la périodicité ou le motif des structures diffractantes inscrites n’ont pas été définis pour une application spécifique. Deux outils de photolithographies ont été adaptés avec succès aux substrats cylindriques. Ils seront présentés ici et s’accompagneront d’une perspective en vue d’une application particulière. Enfin, le dernier chapitre se distincte des précédents car il ne porte pas sur le développement d’un outil de photolithographie mais sur la transformation chimique du TiO2 (diélectrique) en TiN (métal), il reste néanmoins dans la continuité de ses travaux de thèse car cette transformation est adaptée à tous types de substrats
The aim of this thesis is to analyze the photolithography tools used to print diffraction gratings and to identify those that are sufficiently flexible to be adapted to unconventional substrates such as cylinders or tubes. The photolithography tools developed have also been adjusted in order to write directly a diffraction grating in a functional layer of TiO2, supplied by the sol-gel pathway. This thesis is a prospective study because the periodicity or the pattern of the registered diffracting structures has not been defined for a specific application. Two photolithography tools have been successfully adapted to cylindrical substrates. They will be presented here and will be accompanied with a perspective for a specific application. Finally, the last chapter is distinct from the previous ones because it does not concern the development of a photolithography tool but on the chemical transformation of TiO2 (dielectric) into TiN (metal), it nevertheless remains in the continuity of its thesis because this transformation is adapted to all types of substrates

Après une introduction brève de l’historique de l’imagerie dermatologique non invasive, ce travail est divisé 3 parties. 1) Présentation d’un projet de développement d’un tomographe à cohérence optique miniaturisé, peu onéreu devant permettre une diffusion de cette technique aux dermatologues exerçant en dehors des hôpitaux. Il s’agi d’un projet ANR DOCT-VCSEL Portable Optical Coherence Tomography with MEMS-VCSEL swept- sources for skin analysis ANR 2015 / Défi sociétal « Vie, Santé et Bien-Etre » Axe 13 « Technologies pour la santé » 2) Présentation d’un projet dont le but est l’identification de lésions cutanées cancéreuses au moyen d’un nouvel OCT haute définition développé par la société DAMAE, issue de l’Institut supérieur d’Optique de Palaiseau. Il s’agit d’un dispositif qui sera dans un premier temps réservé aux centre d’excellence en imagerie dermatologique. 3) la reprise des 52 publications ayant trait à l’imagerie cutanée auxquelles j’ai participé et référencées dans les bases de données internationales au 31 décembre 2016. Ce travail couvre l’ensemble de l’imagerie non invasive dermatologique moderne et aborde des sujets qui n’avaient jamais été étudié de la sorte. Notamment les muqueuses et l’appareil oculaire antérieur mais aussi l’identification par microscopie confocale des marge chirurgicales ou l’association microscopie confocale spectrométrie Raman
After a brief introduction to the history of non-invasive dermatological imaging, this work is divided into 3 parts. 1) Presentation of a project for the development of a low-cost miniaturized optical coherence tomograph to allow dissemination of this technique to dermatologists practicing outside hospitals. This is an ANR project: DOCT-VCSEL Portable Optical Coherence Tomography with MEMS-VCSEL swept-sources for skin analysis ANR 2015 / Societal Challenge "Life, Health and Welfare" Axis 13 “Technologies for Health" 2) Presentation of a project whose goal is the identification of cancer skin lesions by means of a new high definition OCT developed by the company DAMAE, resulting from the Higher Institute of Optics of Palaiseau. It is a device that will initially be reserved for centers of excellence in dermatological imaging. 3) Presentation of 52 publications related to skin imaging, in which I participated, and referenced in the international databases as of December 31, 2016. This work covers all modern dermatological non-invasive imaging and addresses Subjects that had never been studied in this way. Notably the mucous membranes and the anterior ocular apparatus but also the identification by confocal microscopy of the surgical margins or the association confocal microscopy Raman spectrometry

Le but de ce travail est de mettre au point une nouvelle technologie de dépôts de matériaux par voie sèche. Pour ce faire, nous avons développé, par une approche théorique et expérimentale, un nouveau procédé qui met en oeuvre la technologie de la projection thermique dans le domaine des basses pressions (inférieures à 10 hPa). Le domaine des basses pressions concerné par cette étude permet de générer de fortes enthalpies au niveau de la source thermique, à pression élevées, et de travailler à faibles pressions au niveau du substrat. Ce qui d'une part évite les contaminations chimiques (oxydation, réactions chimiques,...) dans les matériaux du dépôt et d'autre part réduit le taux de porosité et améliore l'adhérence de la couche ainsi construite. Ainsi, les propriétés physiques des dépôts obtenus s'approchent de celles des dépôts réalisés par le procédé de déposition en phase vapeur sous vide (PVD) en ayant l'avantage d'en accroître la vitesse d'obtention. Pendant ce travail, une approche théorique par des moyens de calcul (FLUENT) a permis d'étudier les conditions d'écoulement du plasma et l'effet de l'injection du matériau. Les résultats ont permis de définir un divergent de géométrie Laval adaptable à une torche classique F4VB de projection thermique sous pression réduite (VLPPS). En parallèle, une enceinte de grand volume adoptée au procédé a été conçue, réalisée et testée au sein du laboratoire. Cette enceinte, constituée d'une chambre mobile et d'une chambre fixe, est équipée d'un robot, de différents systèmes de diagnostics (thermocouples, DPV, spectromètre optique, pyromètre optique, etc.), de systèmes de refroidissement d'un porte substrat. Différents essais de matériaux métalliques ont permis de valider le concept et le procédé. Ensuite l'étude a concerné l'obtention de différents dépôts de matériaux à base de cuivre, à différentes pressions. Pour étudier les différents constituants du matériau issu de la torche, une méthode spécifique a été développée, qui permet de caractériser les phases vapeurs et solides créées de manière séparée et indépendante. Les résultats ont permis de comparer la structure des dépôts obtenus par ce procédé et par le procédé PVD, et de confirmer la possibilité d'obtention de revêtements denses ou colonnaires.

Lorsqu'une bulle de cavitation implose au voisinage d'une paroi plane, on observe différents phénomènes : migration de la bulle vers la paroi, formation d'un micro-jet liquide qui transperce la bulle et percute violemment la paroi et émissions d'ondes de choc dont l'interaction avec la paroi est également destructrice. Ces phénomènes contribuent significativement à l'érosion de cavitation, c'est à dire l'usure progressive d'une paroi solide délimitant l'écoulement par des bulles de cavitation. Nous avons étudié expérimentalement la tenue de revêtements élastomériques (polyuréthanne) à l'érosion de cavitation optique, c'est à dire causée par des bulles de cavitation isolées créées par laser. Il en ressort que l'élastomère de polyuréthanne développé pour cette étude est plus résistant que l'acier inox et le CaviTec (parmi les matériaux métalliques les plus résistants à ce type d'agression). Nous avons en outre mis en évidence quelques tendances pour optimiser le revêtement élastomérique. Enfin, nous avons réalisé une expérience de cavitation optique sous 40 bars statique afin d'étudier l'interaction bulle/paroi et l'érosion qui en résulte dans des conditions se rapprochant des conditions industrielles d'écoulement autour d'augets Pelton. Il s'avère que l'élastomère demeure le matériau le plus résistant et qu'un million de bulles (contre 180000 pour le CaviTec) sont nécessaires pour observer une rupture ductile qui serait due à la présence de charges minérales.

Dans ce projet de recherche, le dépôt des couches minces de carbone amorphe (généralement connu sous le nom de DLC pour Diamond-Like Carbon en anglais) par un procédé de dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (ou PECVD pour Plasma Enhanced Chemical Vapor deposition en anglais) a été étudié en utilisant la Spectroscopie d’Émission Optique (OES) et l’analyse partielle par régression des moindres carrés (PLSR). L’objectif de ce mémoire est d’établir un modèle statistique pour prévoir les propriétés des revêtements DLC selon les paramètres du procédé de déposition ou selon les données acquises par OES. Deux séries d’analyse PLSR ont été réalisées. La première examine la corrélation entre les paramètres du procédé et les caractéristiques du plasma pour obtenir une meilleure compréhension du processus de dépôt. La deuxième série montre le potentiel de la technique d’OES comme outil de surveillance du procédé et de prédiction des propriétés de la couche déposée. Les résultats montrent que la prédiction des propriétés des revêtements DLC qui était possible jusqu’à maintenant en se basant sur les paramètres du procédé (la pression, la puissance, et le mode du plasma), serait envisageable désormais grâce aux informations obtenues par OES du plasma (particulièrement les indices qui sont reliées aux concentrations des espèces dans le plasma). En effet, les données obtenues par OES peuvent être utilisées pour surveiller directement le processus de dépôt plutôt que faire une étude complète de l’effet des paramètres du processus, ceux-ci étant strictement reliés au réacteur plasma et étant variables d’un laboratoire à l’autre. La perspective de l’application d’un modèle PLSR intégrant les données de l’OES est aussi démontrée dans cette recherche afin d’élaborer et surveiller un dépôt avec une structure graduelle.
The production of amorphous carbon coatings or as commonly known as diamond like carbon (DLC) coatings, using the plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) method is studied through optical emission spectroscopy (OES) as a plasma diagnostic technique and the partial least square regression (PLSR) statistical method. The objective is to establish a model to predict DLC properties independent of reactor-related parameters, in order to be used in any other similar deposition process. Therefore the model correlates the deposited coating properties to plasma parameters derived from OES. The OES derived data carries a variety of information about plasma characteristics. The relative spectral line intensities of CH and atomic H to specific Ar lines were employed as a probe of their concentrations according to actinometry method. The full width at half maximum of atomic H was also employed. This method can be used as a probe of gas temperature via Doppler broadening effect. The DLC coatings were characterized using profilometry for thickness and stress measurements and Auger electron spectroscopy (AES) for structural analysis. There were two series of PLSR analysis carried out: The first analysis studies the correlation between process parameters and plasma characteristics, as derived by OES, for a better understanding of the plasma deposition process. The second analysis shows how the OES can be used for prediction of coating properties and for process monitoring. According to the results, the OES data (especially the parameters that are related to the concentration of atomic hydrogen and CH species) are able to represent some parts of process parameters (plasma power, mode and pressure) in a statistical model that is designed for predicting DLC coating properties. In other words, this means that this plasma diagnostic technique can be employed for in-situ monitoring of growing DLC coating properties, instead of using process parameters, which are related to the deposition reactor and may vary from one system to another. The perspective of using the OES data and the PLSR analysis in designing and monitoring a structurally gradient DLC coating is also discussed.

Le manuscrit comporte 4 chapitres comprenant une introduction générale présentant les diagnostics optiques et les concepts utilisés, suivi d’un chapitre sur l’application de ces technique au procédé de fusion sélective par laser et deux chapitres sur une processus de projection de poudres. Le chapitre 1 est une introduction aux diagnostics optiques ayant pour objet de mesurer la température d’un milieu « sans contact ». L’importance du choix de la bande spectrale en fonction de la température est également soulignée. Le chapitre 2 concerne l’étude le procédé de fusion sélective par laser. Une première partie concerne la description de la machine de frittage utilisée. Sur cette machine différents éléments optiques ont été ajoutées permettant une visualisation à la fois latérale du champ entourant le bain liquide, mais également coaxiale avec faisceau laser. Le chapitre 3 porte sur l’étude du procédé de projection de poudres de acier et carbure de titane. Ce chapitre débute par une partie bibliographique. Les dispositifs expérimentaux sont une caméra thermique (bande 3-5 microns), un pyromètre multi-longueurs d’onde (1-1. 27 microns). L’effet des différents paramètres opératoires sur les profils de température (vraie et de brillance) est ensuite examiné en détails. Le quatrième chapitre concerne l’étude du rechargement d’un substrat de TA6V avec de la poudre de même composition. Une caméra thermique (3-5 microns) calibrée à l’aide d’un corps noir permettait d’obtenir les champs de température
The manuscript contains four chapters including a general introduction presenting the optical diagnostics, followed by a chapter on the application of the selective laser melting and two chapters on a process of laser cladding. Chapter 1 is an introduction to optical diagnostics tools designed to measure the temperature of an object without physical contact. The importance of the choice of the spectral band as a function of temperature is also highlighted. Chapter 2 describes the study the process of selective laser melting. The first part concerns the description of the selective laser melting machine used. On this machine various optical elements have been added for visualization of powder layering process and the molten pool coaxially with the laser beam. Chapter 3 describes the study of laser cladding of titanium carbide and steel powders. This chapter begins with a bibliographical part. Thermal imaging camera (3-5 micron band) and a multi-wavelength pyrometer (1-1. 27 microns) were applied to monitor the zone of laser action. The effects of various operating parameters on the temperature profiles (true and brightness) were examined in detail. The fourth chapter describes the laser cladding on a substrate TA6V with powder of the same composition. A thermal imaging camera (3-5 microns) was applied to obtain the temperature distributions in the laser action zone