Dissertations / Theses: 'Spectroscopie à détection synchrone'

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Vieillard, Thomas. "Dynamique induite par champ laser femtoseconde intense : alignement moléculaire en milieu gazeux dense et effet Kerr." Phd thesis, Université de Bourgogne, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00697019.

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Abstract:

Le sujet de cette thèse concerne l'étude de dynamiques induites par des impulsions lasers femtosecondes intenses. La première dynamique étudiée porte sur l'alignement de la molécule de CO2, pure ou en mélange avec l'argon ou l'hélium, en phase gazeuse dense (jusqu'à 20 bar), ce régime n'ayant jamais été étudié expérimentalement auparavant. L'alignement moléculaire, quand il est induit par une impulsion laser femtoseconde et intense, présente deux contributions qui apparaissent après passage de l'impulsion : un alignement permanent et un alignement transitoire. L'influence des collisions se manifeste alors par des transferts de population entre états rotationnels qui ont pour conséquence de faire décroître ces deux contributions. Le temps de décroissance de l'alignement permanent est seulement lié aux collisions inélastiques tandis que le temps de décroissance de l'alignement transitoire est lié à la fois aux collisions inélastiques et élastiques. Nous montrons alors que la détermination expérimentale de la contribution des collisions élastiques, expérimentalement difficile d'accès, est possible à partir de l'analyse des traces d'alignement moléculaire. Cette analyse se base sur la modélisation des taux de transfert entre états liés aux collisions inélastiques par des lois semi-empiriques du type ECS-(E)P. La contribution élastique des collisions déterminée est en bon accord avec des valeurs calculées selon un modèle classique. La deuxième dynamique étudiée est la dépendance en éclairement de l'effet Kerr électronique. Nous poursuivons alors les travaux menés par Loriot et al. en 2009 qui ont montré que l'indice Kerr électronique saturait avant de s'annuler puis de présenter une contribution négative lorsqu'on augmente l'éclairement (inversion du signe pour quelques dizaines de térawatts par centimètre carré). Nous avons alors étendu cette étude en observant à une longueur d'onde de 400 nm (800 nm dans l'étude originale) cette inversion du signe de l'indice Kerr dans l'air.

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Wang, Gaoxuan. "Development of photonic instruments for measurement of aerosol optical properties." Thesis, Littoral, 2018. http://www.theses.fr/2018DUNK0470.

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Abstract:

À cause de leur diffusion et de leur absorption des radiations solaires, les aérosols atmosphériques jouent un rôle important dans l'évolution du climat terrestre. Les techniques de mesure actuelles apportent certes, des connaissances, sur le forçage radiatif mais les résultats possèdent généralement de larges incertitudes, souvent du même ordre de grandeur que la valeur elle-même. Ces incertitudes sont causées par le manque de précision sur les données liées aux propriétés optiques estimées de ces aérosols (comme l'absorption, la diffusion ou l'extinction). Elles découlent principalement des techniques de mesures actuelles : à l'effet de chargement des filtres (lors de mesures classiques par filtres), aux mesures limitées par l'étendue spectrale des instruments, aux conditions d'échantillonnage différents lors de mesures séparées, etc. Dans ce travail de thèse, j'ai développé puis testé des instruments optiques et électroniques dans le but d'augmenter la précision des mesures des coefficients d'extinction et d'absorption des aérosols. (1) Deux spectrophones PhotAccoustique (PA) sont développés afin d'améliorer les mesures d'absorption des aérosols grâce à des mesures directes et sans filtres. Une première génération utilisant un rayonnement à 444 nm permet de réduire les incertitudes de mesure de 20-30% (obtenue par la technique d'échantillonnage par filtres) à 7,4% et 4,6% pour la détermination des coefficients d'absorption massique du carbone suie et de cendres volcaniques, respectivement. Transformé en spectrophone PA à multi-longueurs d'onde opérant conjointement à 444,532 et 660 nm, il permet alors de caractériser la dépendance spectrale du Coefficient d'Absorption d'Ångström (CAA). Les valeurs du CAA du carbone suie sont en accord avec les résultats publiés. Celles obtenues lors de l'analyse de deux échantillons de cendres volcaniques résultant de l'éruption du Eyjafjallajökull sont similaires au CAA du carbone brun,prouvent la présence d'importantes quantités d'éléments organiques. (2) Un extinctiomètre, basé sur le principe de la spectroscopie d'absorption en cavité à source large bande et incohérente (IBBCEAS), est ensuite développé afin de suivre l'évolution des propriétés optiques d'Aérosols Organiques Secondaires (AOS) produits par la photolyse du 2-nitrophénol dans une chambre de simulation atmosphérique de l'University College de Cork (Irlande). Leurs coefficients d'extinction et d'absorption sont suivis par cet extinctiomètre et un spectrophone PA durant tout le processus de production. Les évolutions des propriétés optiques des AOS confirment l'effet du vieillissement atmosphérique. (3) Une nouvelle architecture de détection synchrone est développé afin de rendre notre prototype plus léger, plus compact, mieux adapté aux applications in situ et plus particulièrement aux drones, techniques émergentes qui permettent de caractériser le profil vertical des aérosols dans l'atmosphère. Cette détection synchrone innovante, évaluée lors de la mesure de la concentration de NO₂ ambiant (niveau de concentration de quelques ppbv) possède une précision et une reproductibilité de mesures comparable à la détection synchrone SR830, commercialisée par la société Stanford Research Inc. L'évaluation précise de l'impact climatique des aérosols nécessite une quantification exacte et non biaisée de leurs propriétés optiques. À ce jour, elle reste un défi majeur dans la recherche sur les sciences de l'atmosphère et du changement climatique. Ainsi, des informations sur la taille des particules (liée à l'absorption sélective en longueur d'onde) nécessitent des mesures étendues sur de larges régions spectrales du rayonnement solaire principale. Le développement d'un albédomète large bande à haute précision, dédié à la mesure simultanée des coefficients d'extinction et d'absorption des aérosols est en cours
Atmospheric aerosols are known to play an important role in earth climate by scattering and absorbing solar radiation. However, the aerosol radiative forcing effect is still known with large uncertainties (almost equal to the magnitude of the aerosol radiative forcing). The uncertainties are mainly caused by inaccurate estimates of aerosol optical properties (such as its absorption, scattering and extinction coefficients) using the currently available measurement techniques, with result in filter loading effect in classic filter technique, the uncertainty due to different sampling conditions for separate measurements of aerosol optical properties in combination of different techniques or due to the measurements at limited spectral wavelength ranges. My PhD work was carried out on the developments and applications of optical and electronic instruments for accurate measurements of aerosol extinction and absorption coefficient : (1) Photoacoustic spectrophones were developed for filter-free direct measurements of aerosol absorption with high accuracy. Measurements uncertainties down to about 7.4% and 4.6% (compared to about 20-30% in filter-based measurements) were achieved for the determination of mass absorption coefficients of black carbon and volcanic ash samples, respectively, using a single-wavelength PA spectrophone operating at 444 nm. A 3-wavelength PA spectrophone operating at 444,532 and 660 nm was developed and deployed for characterizing wavelength-dependent optical properties of aerosol absorption Ångström coefficient (AAC). The determined AAC of black carbon was well consistent with the previously reported value. Our AAC values of two volcanic ash samples from 2010 eruptions of Eyjafjallajökull, similar to the AAC of brown carbon, indicated abundant organic compounds in the volcanic ash samples. The developed multi-wavelength PA spectrophone was tested and validated in an intensive field campaign measurements of environmental particles in Grenoble (France). Side-by-side inter-comparison measurements using an aethalometer showed a lineat correlation of the measured aerosol absorption coefficients from both instruments. (2) An extinctiometer based on IBBCEAS was developed for study of optical properties of secondary organic aerosol (SOA) produced from photolysis of 2-nitrophenol in an atmospheric simulation chamber at University College Cork (Ireland). Simultaneous monitoring of the SOA extinction and absorption (in conjuction with a PA spectrophone) coefficients was performed during its whole production process, the measured evolutions of the SOA optical properties highlighted the atmospheric aging effect. (3) In order to render optical sensor lightweight and suitable for field applications, in particular for the newly emerging unmanned aerial vehicle (UAV) applications, a novel architecture of lock-in amplifier (LIA) was proposed and developed in the framework of this Phd Research. The novel LIA, evaluated with an inter-comparison measurement of ambient NO₂ at the ppbv concentration level, shows an identical performance (in terms of measurements accuracy and precision) as the widely used commercial LIA (SR830, Stanford Research Inc.), while using a simplified and lightweight hardware architecture. Evaluation of the aerosol impact on climate requires accurate and unbiased quantification of the its wavelength-dependent optical properties over a wide spectral region of the major solar radiation, which can provide information on particle size (due to the wavelength dependence of scattering by fine particles) as well as insights on aerosol chemical composition (because of its wavelength selective absorption). To date, it is still a key challenge in atmospheric science and climate change research. Development of a broadband aerosol albedometer is ongoing, which is dedicated to simultaneous measurements of aerosol extinction and absorption coefficients with high-accuracy and high-precision

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Garcia, Marine. "Développement d’une plateforme d’imagerie pour la caractérisation du transfert de masse dans les microsystèmes : application aux piles à combustible microfluidiques." Electronic Thesis or Diss., Paris, HESAM, 2024. http://www.theses.fr/2024HESAE007.

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Abstract:

Les piles à combustible sont des dispositifs qui transforment l'énergie stockée dans un oxydant et un réducteur en électricité grâce à des réactions électrochimiques. La technologie la plus mature pour réaliser cette conversion est la pile à hydrogène à membrane échangeuse de protons (PEMFC), mais d'autres systèmes alternatifs émergent. En particulier, les piles à combustible microfluidiques (PCM) ont permis de s’affranchir des problématiques liées à l’utilisation d’une membrane et du stockage gazeux grâce à l’utilisation de réactifs liquides à température et pression ambiante. Les dimensions du canal (1-5 mm de large et 20-100 µm de haut) permettent un écoulement co-laminaire des deux réactifs et de l’électrolyte liquides dans un micro-canal contenant les électrodes. Les PCMs n'ont donc pas de membrane et leurs performances sont dirigées par le transport de charges et de masse.À ce jour, il est difficile de caractériser expérimentalement tous les phénomènes physiques qui ont lieu dans la PCM car les méthodes existantes sont plutôt basées sur la caractérisation électrochimique. Ces méthodes permettent d'avoir une caractérisation globale du système mais ne fournissent pas d'informations précises sur les phénomènes de transport de masse dans le canal. Pour étudier le transport de masse, la modélisation numérique est généralement utilisée et permet de simuler le champ de concentration et les performances de la PCM pour différentes architectures et conditions opératoires. Toutefois, l'utilisation de ces modèles repose sur la connaissance de paramètres in-situ tels que le coefficient de diffusion D et le coefficient de réaction k0. Dans les travaux numériques, ces paramètres sont généralement approximés, ce qui permet une appréhension plutôt qualitative des phénomènes de transport. De plus, ces études numériques n'ont à ce jour pas été vérifiées avec des études expérimentales.Ainsi, le principal verrou scientifique de cette thèse repose sur le développement de méthodes d'imagerie quantitatives pour la caractérisation du champ de concentration dans une PCM en fonctionnement.Pour répondre à ce besoin, une plateforme d'imagerie basée sur la spectroscopie ainsi que trois méthodes de caractérisation ont été développées dans cette thèse. Dans un premier temps, les travaux se sont concentrés sur le développement d'un banc de spectroscopie pour étudier le phénomène d'interdiffusion. Cette étude a permis d'estimer le coefficient de diffusion du permanganate de potassium dans l'acide formique. Ces solutions ont été spécifiquement choisies car ceux sont celle utilisées dans la PCM développées pour la suite de l’étude.Le banc de spectroscopie a ensuite été adapté pour étudier le champ de concentration 2D en régime permanent d'une PCM en fonctionnement. Un modèle analytique du transfert de masse (advection/réaction/diffusion) couplé au champ de concentration 2D a ainsi permis de déterminer le taux de réaction. Les variations de concentration mises en jeu étant parfois très faibles (quelques micro-moles), une autre technique de caractérisation a été mis en place pour diminuer le bruit de mesure.Afin d'améliorer le rapport signal sur bruit, une méthode basée sur la modulation du champ de concentration a été développée. La démodulation du signal a permis de réduire significativement le bruit et des concentrations de 20 µM ont ainsi été estimées. Un modèle analytique décrivant le champ modulé a été établi afin d'implémenter une méthode inverse. La méthode proposée a permis de retrouver le taux de réaction associé à la variation de concentration.En conclusion, les méthodes de caractérisation proposées dans cette thèse permettent d'estimer quantitativement le transfert de masse et la cinétique de réaction à partir du champ de concentration 2D d'une PCM en fonctionnement. Cette technique a été appliquée au PCM, mais elle peut être transférée à un système micrométrique dans lequel les phénomènes de diffusion-advection-réaction ont lieu
Fuel cells are devices that convert the energy stored in an oxidant and a reductant into electricity through electrochemical reactions. The most mature technology for this conversion is the proton exchange membrane fuel cell (PEMFC), but other alternative systems are emerging. In particular, microfluidic fuel cells (MFCs) have overcome the problems associated with the use of a membrane and gas storage by using liquid reagents at ambient temperature and pressure. The dimensions of the channel (1-5 mm wide and 20-100 µm high) allow co-laminar flow of the two liquid reagents and the electrolyte in a microchannel containing the electrodes. Therefore, PCMs do not need membrane to separate reactants and performances are driven by charge and mass transport.Experimental characterization of all the physical phenomena involved in PCMs is difficult because actuals methods are more based on electrochemical characterisation. These methods provide an overall characterisation of the system but they do not give precise information on the mass transport phenomena occurring in the channel. To investigate concentration field, numerical modelling is generally used. Numerical methods evaluate the impact of the geometry or the operating conditions on MFC performances. However, the use of these models relies on the knowledge of in-situ parameters such as the diffusion coefficient D and the reaction rate k0. In numerical studies, these parameters are generally approximated leading to a qualitative understanding of the transport phenomena. Furthermore, these numerical studies have not yet been verified by experimental studies.Thus, the main scientific challenge of this thesis is to develop quantitative imaging methods for characterising the concentration field in an operating PCM.To meet this need, an imaging platform based on spectroscopy and three characterisation methods were developed in this thesis. First of all, the work focused on developing an experimental setup based on spectroscopy to study the interdiffusion phenomenon. This study reports the estimation of the diffusion coefficient of potassium permanganate in formic acid. These solutions were specifically chosen because they are used in the PCM developed for the rest of the study.The imaging plateform was then adapted to study the in operando MFC 2D concentration field in steady-state. An analytical mass transfer model (advection/reaction/diffusion) coupled to the 2D concentration field was used to determine the reaction rate. As the concentration variations involved can be very small (few micro-moles), another characterisation technique was implemented to reduce the measurement noise.To improve the signal-to-noise ratio, a method based on modulation of the concentration field was developed. Demodulation of the signal significantly reduced the noise and concentrations of 20 µM were estimated. An analytical model describing the modulated field was established in order to implement an inverse method. The proposed method made it possible to recover the reaction rate associated with the concentration variation.To conclude, the proposed characterisation methods enable the estimation of the mass transfer and the reaction kinetics using the 2D concentration field from an in operando MFC. This technique has been applied to the MFC, but it can be transferred to a micrometric system in which diffusion-advection-reaction phenomena take place

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Guibert, Stéphane. "La thermographie infrarouge à détection synchrone appliquée aux matériaux composites." Thesis, Université Laval, 2007. http://www.theses.ulaval.ca/2007/24372/24372.pdf.

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Lenain, Bruno. "Microspectrofluorimétrie à excitation laser et détection multicanale : instrumentation - possibilités - applications." Lille 1, 1989. http://www.theses.fr/1989LIL10047.

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Caroulle, Marie-Christine. "La fluorescence synchrone et ses applications à l'étude des médicaments." Paris 5, 1994. http://www.theses.fr/1994PA05P254.

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Assaf, Ali. "Détection des microorganismes pathogènes par spectroscopie Raman appliquée en agroalimentaire." Nantes, 2012. http://www.theses.fr/2012NANT2113.

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Abstract:

La sécurité microbiologique est une préoccupation majeure pour tous les acteurs de l'agroalimentaire qui ont besoin de méthodes fiables et rapides pour le contrôle systématique de leurs produits. Ainsi, notre recherche vise à développer une procédure basée sur la spectroscopie Raman pour l'identification des pathogènes dans le milieu agroalimentaire. La recherche bibliographique effectuée montre les avantages de cette technique dans l'analyse des microorganismes. Malgré ces études, son application dans le milieu agroalimentaire demeure faible par rapport aux autres domaines, certains verrous expérimentaux empêchent son application directe au sein des normes officielles. Les travaux effectués au cours de cette thèse ont permis, dans un premier temps, d'étudier les différents facteurs qui influencent l'empreinte spectrale des microorganismes. Ces études montrent que la discrimination entre les bactéries dépend de leurs états physiologiques. Un critère de qualité a été mis en place afin d'améliorer la distinction entre les espèces analysées. Dans un second temps, notre intérêt s'est porté sur la simplification des normes en proposant plusieurs voies d'identification. La première voie propose I 'analyse des colonies bactériennes après les différentes étapes d'enrichissement et d'isolement. L'autre solution consiste à capturer les bactéries par des surfaces recouvertes d'anticorps. Ces différentes pistes ont été ensuite validées sur des échantillons industriels. Les résultats obtenus montrent que la spectroscopie Raman répond aux exigences recommandées par les industriels mais I 'analyse doit suivre une procédure standardisée
The microbiological safety is a major concern for all actors in the food chain who require reliable and rapid methods to ensure the innocuousness of their manufactured products. Our project aim to develop a procedure based on Raman spectroscopy for the identification of pathogens in the food industry. The bibliographic research present the advantages of this technique, nevertheless, all presented studies prove its low application in the food processing compared to the other industrial areas. Many factors are also not yet studied to confirm its direct application in the regulations. Firstly, we studied the factors influencing the spectral fingerprint of microorganisms. These studies show that discrimination between bacteria depends on their physiological states. A quality criterion has been established to increase the distinction between analyzed species. In a second step, our works is focused to simplify the steps of regulation by proposing several ways of identification. The first way shows the direct analysis of bacterial colonies after the different stages of enrichment and isolation of bacteria. In the other hand, we propose the direct capture of bacteria by antibody-coated surfaces. These different tracks were then validated by analysis of many industrial samples. The obtained results show that Raman spectroscopy meets the requirements recommended by the food manufacturers but the analysis should follow a standardized procedure

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Beaumont, Edward. "Contrôle synchrone de la catalyse de NO-synthases par un nano-déclencheur photoactivable dérivé de NADPH." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2008. http://www.theses.fr/2008EPXX0030.

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Armand, Damien. "Application de la spectroscopie térahertz à la détection de substances sensibles." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00721831.

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Abstract:

Pour répondre aux questions que pose la faisabilité d'un dispositif de détection d'explosifsà l'aide de la technologie de spectroscopie térahertz, cette thèse a exploré troisaxes. Le premier a consisté à établir une base de données des signatures spectrales (indiceet absorption) d'une large gamme de matériaux d'intérêt pour ce type d'applications,à partir des données expérimentales que nous avons mesurées par spectroscopie dans ledomaine temporel. Nous avons identifié les matériaux montrant une signature spectralesignificative et nous avons aussi étudié l'effet des matériaux de dissimulation.Dans la seconde partie de ce travail, nous avons conçu et construit un banc de spectroscopieultra-large bande destiné à une meilleure identification spectrale des substances. Nousavons identifié les limites techniques de ce type de banc et donné les pistes pour atteindreles performances désirées.Ensuite, nous avons développé et validé un banc de spectroscopie en réflexion, de typegoniométrique, afin de détecter des signaux térahertz diffusés par des matériaux hétérogènes.Finalement, nous avons étudié les plasmons de surface dans le domaine térahertz, en vuede la détection de très faibles quantités de matière.

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Guernet, François. "Spectroscopie d'absorption saturée à ultra haute résolution par sélection de molécules lentes et détection hétérodyne." Paris 13, 1993. http://www.theses.fr/1993PA132030.

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Abstract:

Le spectromètre infra rouge à absorption saturée du Laboratoire de Physique des Lasers de Villetaneuse permet d'obtenir une résolution d'environ 1kHz en utilisant des lasers CO2 ultra stables à 10 [micro]m. La résolution obtenue reste principalement limitée par le temps d'interaction cohérente fini des molécules avec l'onde lumineuse. L'augmentation de ce temps nécessite une séction optique des molécules lentes. Cela se passe par l'utilisation de champs lasers plus faibles et par la diminution de la pression dans la cuve d'absorption. L'abaissement de ces deux parmètres entraîne une forte diminution du signal détecté. Nous avons mis au point une méthode de détection hétérodyne qui nous permet d'atteindre pratiquement le bruit de photons pour une puissance laser inférieure à 1 [micro]W. A l'aide d'une modulation haute fréquence, une demi largeur de 230 Hz pour une résonance de OsO4 a été atteinte à 2 10[puissance -6] Torrs. Nous avons dû détecter un signal de 10[puissance -14]W environ sur un faisceau de 3 10[puissance -8]W. L'adjonction d'une seconde modulation basse fréquence assure l'élimination du bruit basse fréquence résiduel. En outre, elle permet d'observer la dérivée seconde du signal de saturation ce qui s'accompagne d'un affinement spectaculaire de la raie (80 Hz pour la dérivée seconde à 3 10[puissance -6 Torrs). Ce signal met en jeu les seules molécules lentes(=5 m/s) et constitue un progrès d'un ordre de grandeur du pouvoir de résolution de l'instrument. Cette méthode a permis de résoudre 7 composantes hyperfines d'une structure de 5 kHz d'une raie de SF6

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Grossel, Agnès. "Spectrométrie infrarouge et détection de gaz à l'aide de lasers à cascade quantique." Reims, 2007. http://theses.univ-reims.fr/exl-doc/GED00000774.pdf.

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Abstract:

Ce travail de thèse, réalisé au sein du Groupe de Spectrométrie Moléculaire et Atmosphérique (GSMA) de Reims et plus précisément dans l'équipe Spectroscopie Laser Infrarouge, est consacré à l'étude des possibilités offertes par les lasers à cascade quantique pour la détection de très faibles concentrations de gaz et pour la mesure de paramètres moléculaires. Cette thèse peut donc se diviser en trois parties : la première présente brièvement un bilan des sources infrarouges accessibles actuellement et des méthodes de détection de gaz avec ces sources ; l'intérêt des lasers à cascade quantique est souligné. La deuxième partie de cette thèse présente les méthodes de mesure de paramètres spectroscopiques avec des diodes laser ou des lasers à cascade quantique. J'ai appliqué ces méthodes à des mesures de paramètres spectroscopiques de composés d'intérêt atmosphériques : dioxyde de carbone et protoxyde d'azote. Ces mesures correspondent à des besoins réels pour l'analyse de mesures atmosphériques (dans le cas du N2O, pour les mesures de profils atmosphériques lors de campagne ballon de l'instrument SPIRALE du Laboratoire de Physique et Chimie de l' Environnement-LPCE, et dans le cas du CO2 pour vérifier des mesures LIDAR effectuées par le Laboratoire de Météorologie Dynamique-LMD de Palaiseau). Les lasers à cascade quantique ont également été utilisés pour réaliser des mesures à très haute sensibilité de gaz. Ils ont été couplés avec un détecteur photoacoustique développé au GSMA et l'optimisation de ce système a permis d'obtenir des limites de détection de l'ordre du ppb ou de la dizaine de ppb pour plusieurs composés atmosphériques : méthane, protoxyde d'azote, oxyde nitrique
This Ph. D thesis was realised in the Infrared Laser Spectroscopy team at the Groupe de Spectrométrie Moléculaire et Atmosphérique (GSMA) in REIMS. The purpose was to study some possible applications of quantum cascade lasers for the detection of very weak concentrations of gases and for the measurements of molecular parameters. It consists of three parts. First a rapid overview of nowadays infrared sources and gas detection methods is presented. This overview outlines the great interest of quantum cascade lasers that were chosen for this work. The second part deals with measurements methods of molecules spectroscopic parameters with diode laser and quantum cascade laser. Such methods were applied for the measurements of atmospheric molecules spectroscopic parameters : carbon dioxide and nitrous oxide. Such measurements were linked to a real need for analysis of atmospheric measurements. The N2O measurements were done for the inversion of atmospheric pro_les recorded by the SPIRALE instrument of the Laboratoire de Physique et Chimie de l'Environnement (LPCE) and the CO2 parameters were used to verify LIDAR measurements recorded by the Laboratoire de Meteorologie Dynamique (LMD) of Palaiseau. The QCL were also used for high sensitivity measurements of gas concentration. They were coupled with a photoacoustic sensor developed by the GSMA and this system was optimized to obtain detection limits in the ppb or tens of ppb range for several atmospheric molecules : methane, nitrous oxide, nitric oxide

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Bélanger, Marie-Christine. "Détection de carences nutritives par fluorescence active et spectrométrie." Thesis, Université Laval, 2005. http://www.theses.ulaval.ca/2005/22913/22913.pdf.

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Abstract:

Les carences nutritives sont responsables de diminutions significatives de la croissance et du rendement des végétaux. Afin de réduire leurs effets néfastes il est important de les détecter le plus tôt possible. Les méthodes actuelles de détection nécessitent la collecte de matériel végétal, leur analyse chimique ainsi que la détermination de ‘seuil de carence’ selon des grilles pré-établies de composition chimique des feuilles, par exemple. L’ensemble de ces méthodes requiert beaucoup de temps et le diagnostic tombe parfois trop tard pour une fertilisation de correction. La télédetection par réflectance et fluorescence pourrait permettre la détection de carences nutritives en temps réel. Dans le cadre de ce projet de recherche nous avons évalué le potentiel de détection des carences nutritives sur des feuilles de végétaux, par réflectance passive et fluorescence active. Pour ce faire, nous avons induit trois carences nutritives (N, K, Mg) sur des plants de pomme de terre. La carence en azote a significativement réduit la croissance des plants contrairement aux carences en K ou Mg. Le potentiel de détection des carences par réflectance et fluorescence a été influencé par cette réduction de la croissance et il était beaucoup plus aisé de détecter les carences en azote que les carences en potassium ou en magnésium. Nous avons aussi développé un indicateur de déséquilibre azoté basé sur le calcul du diagnostic de composition nutritive (CND). Cet indicateur est composé d’une variable canonique intégrant l’information des 24 indices de réflectance et fluorescence. Il a permis la détection des plants en déséquilibre azoté à près de 70 %. Nous avons aussi évalué l’impact de l’angle de mesure et de la densité de nervures des feuilles exposées au fluorimètre, sur le potentiel de détection des carences nutritives. Le potentiel de détection des carences azotées est augmenté lorsque le fluorimètre est incliné et que les plus vieilles feuilles de même que celles ayant une densité de nervures plus faible sont ciblées. Ce projet de recherche a donc permis de confirmer le potentiel de la réflectance et de la fluorescence pour la détection des carences nutritives en plus de déterminer un indice de déséquilibre nutritif basé sur des mesures de télédétection et de conclure que les mesures de fluorescence à un angle de vue près du nadir ne sont pas nécessairement optimales pour la détection de certaines carences nutritives. Cette recherche, en plus d’être innovatrice permet d’améliorer le rendement des végétaux dans un contexte de développement durable.
Nutrient deficiencies are responsible for significant reductions of crop growth and yields. In order to reduce their negative impacts, it is important to detect those deficiencies as early as possible. Current methods include plant material collection and chemical analyses that may not provide deficiency detection within the time-window necessary for plant response to recovery fertilization. Reflectance and fluorescence are two methods associated with remote sensing. In this research project we evaluated the potential of reflectance and fluorescence to detect nutrient deficiencies in crops. To do so, we induced three nutrient deficiencies (N, K, Mg) on potato plants. The nitrogen deficiency significantly reduced crop growth contrary to K or Mg deficiencies. The potential of reflectance and fluorescence to detect nutrient deficiencies was related to growth reduction and it was easier to detect nitrogen deficiency than magnesium or potassium deficiencies. We also developed a nitrogen imbalance indicator based on the computation of the compositional nutrient diagnosis (CND). This indicator corresponds to a canonical variable including information coming from 24 reflectance and fluorescence indices. It allowed the detection of nearly 70% of nitrogen-imbalanced plants. Moreover, we also evaluated the impact of the angle of view and of veins density on the detection of nutrient deficiencies using fluorescence. The detection of nitrogen deficiencies was improved when the fluorometer was inclined and faced older leaves or leaves having a lower density of veins. The research project confirmed the potential of reflectance and fluorescence for the detection of nutrient deficiencies; it introduced a new nitrogen imbalance index integrating CND and remote sensing data; and it determined that a near-nadir angle of view was not well-suited for the detection of some specific nutrient deficiencies. This research project will help to improve crop yield in a sustainable management context.

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Ettori, Dominique. "Spectroscopie d'autofluorescence induite par laser appliquée à la détection précoce des tumeurs." Paris 13, 1996. http://www.theses.fr/1996PA132005.

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La motivation de ce travail était la mise au point d'une technique rapide et non invasive pour dépister cliniquement les carcinomes précoces par spectroscopie d'autofluorescence induite par laser. Pour cela, nous avons construit un spectromètre présentant des caractéristiques compatibles avec une étude clinique fondamentale par voie endoscopique. Ses caractéristiques principales sont: une grande compacité et une mobilité permettant son utilisation en bloc opératoire, le grand choix possible de longueurs d'onde d'excitation, une très grande sensibilité et un temps d'acquisition inférieur a une minute. La fonction de réponse du spectromètre a été optimisée et mesurée avec la précision nécessaire à l'interprétation correcte des structures observées. Nous avons également étudie la distorsion des spectres provenant des altérations subies par la lumière excitatrice et la lumière de fluorescence au cours de leur migration a travers le tissu explore. Nous avons montre à quel point cette distorsion dépendait non seulement des propriétés optiques du milieu mais aussi de la géométrie de l'émission et de la réception. Nous avons utilise des simulations numériques originales de Monte-Carlo pour établir une méthode générale d'analyse. Nous l'avons appliquée au cas particulier de spectres enregistres sur des tissus cérébraux pour lesquels nous disposions de données sur les variations spectrales des propriétés optiques. Enfin nous avons teste l'efficacité de la méthode de détection précoce de tumeurs par autofluorescence induite par laser en urologie. Pour cela, nous avons travaille d'une part sur des cultures de cellules saines ou cancéreuses, d'autre part sur des parois vésicales humaines de 25 patients. Nous avons ainsi pu déterminer quelle était la longueur d'onde d'excitation qui donnait le plus de renseignements diagnostiques et nous avons établi une méthode efficace de reconnaissance des tumeurs vésicales précoces par autofluorescence

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Gervais, Antoine. "Guides d'onde sur silicium pour la détection du méthane par spectroscopie d'absorption." Master's thesis, Université Laval, 2020. http://hdl.handle.net/20.500.11794/66313.

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Abstract:

Dans un contexte de changements climatiques, des capteurs de méthane abordables, mais performants et autonomes sont requis pour surveiller les émissions et quantifier les concentrations de ce puissant gaz à effet de serre dans l’atmosphère des régions éloignées, comme les milieux nordiques. Une solution prometteuse pour répondre à ce besoin provient de la photonique sur silicium, une plateforme d’optique intégrée. Les guides d’onde intégrés sont un composant essentiel pour la détection sur puce par spectroscopie d’absorption, où ils jouent le double rôle de routage et de transducteur. Ainsi, ce projet vise à améliorer les performances du guide d’onde nécessaire à cette application. Des guides d’onde en réseaux sous-longueur d’onde(SWG) opérant en régime de lumière lente sont proposés pour améliorer l’interaction lumière matière. Leur segmentation périodique a comme effet qu’une large fraction de la lumière se propage dans l’air, le milieu d’intérêt à sonder. De plus, il est démontré que la périodicité de la structure, lorsque proche, mais inférieure à la moitié de la longueur d’onde, produit un effet de lumière lente ; c’est-à-dire que la vitesse de la lumière guidée diminue alors fortement. Leurs pertes de propagation et leurs indices de groupe sont ensuite caractérisés et comparés à des guides d’onde en ruban conventionnels à titre de référence. Bien que les guides d’onde SWG possèdent un facteur d’interaction supérieur aux guides d’onde en ruban, leurs pertes de propagation plus élevées limitent leurs performances. Les guides d’onde en ruban sont donc la meilleure option pour cette application, en plus d’être mécaniquement plus robustes et faciles à concevoir et fabriquer. Des efforts de détection sur puce avec ces derniers ont été réalisés, mais la présence de franges d’interférence est le facteur limitant malgré l’application d’une technique de traitement de signal pour les atténuer. D’autres méthodes sont proposées pour améliorer le rapport signal sur bruit. Finalement, il est démontré expérimentalement que les guides d’onde SWG peuvent supporter un régime de lumière lente. Un indice de groupe maximal de 30 est obtenu et celui-ci est aisément accordable, autant en amplitude qu’en position spectrale, ouvrant la voie à diverses autres applications pour ce type de guide d’onde.
In the context of climate change, affordable, but effective and autonomous methane sensors are required to monitor the emissions and the concentration of this potent greenhouse gas in the atmosphere of remote areas, like in northern environments. A promising solution to this need comes from silicon photonics, an integrated optics platform. Integrated waveguides are an essential component for on-chip detection by absorption spectroscopy, where they play the dual role of routing and transducer. Thus, this project aims at improving the performance of the waveguide for this application. The use of slow-light subwavelength grating waveguides (SWG) is proposed to enhance the light-matter interaction. Their periodic segmentation has the effect that a large fraction of the light is propagating through the air, the medium of interest to probe. In addition, we show that the periodicity of the structure, when close but less than half the wavelength, produces the slow-light effect; i.e. the speed of guided light drops sharply. Their propagation losses and their group index are then characterized and compared to conventional strip waveguides for reference. Although the SWG waveguides have an interaction factor greater than strip waveguides, their higher propagation loss limit their performances. Strip waveguides are therefore chosen for further investigation for the sensor application., in addition to being mechanically robust, and easier to design and fabricate. Efforts for on-chip detection of methane have been made with strip waveguides, but the presence of interference fringes is the limiting factor despite the application of a signal processing technique to mitigate them. Other methods are proposed to improve the signal to noise ratio. Finally, we experimentally show that SWG waveguides can support a slow-light regime. A maximum group index of 30 is obtained and it is easily tunable, in both amplitude or wavelength, paving the way for various other applications for this type of waveguide.

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Lecellier, Aurélie. "Détection, caractérisation et identification des moisissures par spectroscopie vibrationnelle infrarouge et Raman." Thesis, Reims, 2013. http://www.theses.fr/2013REIMS023/document.

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Abstract:

Les contaminations par les moisissures représentent un problème majeur au sein de l'industrie agroalimentaire, pharmaceutique, cosmétique, et dans le secteur médical. Actuellement, l'identification des champignons filamenteux est basée sur l'analyse des caractéristiques phénotypiques, nécessitant une expertise et pouvant manquer de précision, ou sur les méthodes moléculaires, coûteuses et fastidieuses. Dans ce contexte, l'objectif de cette étude a consisté à développer un protocole simple et standardisé à l'aide de la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (IRTF) combinée à une méthode d'analyse chimiométrique, proposant une méthode alternative pour l'identification rapide des moisissures. Au total, 498 souches de champignons filamenteux (45 genres et 140 espèces) ont été analysées à l'aide d'un spectromètre IRTF à haut débit. L'analyse discriminante des moindres carrés partiels (PLS -DA), méthode chimiométrique supervisée, a été appliquée à chaque spectre dans les gammes spectrales 3200-2800 et 1800-800 cm-1. Différents modèles de calibration ont été construits à partir de 288 souches, ceci en cascade de la sous-division jusqu'à l'espèce en se basant sur la taxonomie actuelle. La prédiction des spectres en aveugle, obtenus à partir de 105 souches, au niveau du genre et de l'espèce est respectivement de 99,17 % et 92,3 %. La mise en place d'un score de prédiction et d'un seuil a permis de valider 80,22 % des résultats. L'implémentation d'une fonction de standardisation (SF) a permis d'augmenter le pourcentage de spectres bien prédits, acquis sur un autre instrument, de 72,15 % (sans fonction) à 89,13 %, validant la transférabilité de la méthode. Puisqu'une biomasse mycélienne suffisante peut être obtenue après 48h de culture et que la préparation des échantillons implique l'utilisation d'un protocole simple, la spectroscopie IRTF combinée à la PLS-DA apparaît comme une méthode rapide et peu coûteuse, ce qui la rend particulièrement attractive pour l'identification des champignons filamenteux au niveau industriel. Les résultats obtenus placent la spectroscopie IRTF parmi les méthodes analytiques prometteuses et avant-gardistes, possédant un haut pouvoir discriminant et une forte capacité d'identification, en comparaison avec les techniques conventionnelles
Mold contaminants represent a major problem in various areas such as food and agriculture, pharmaceutics, cosmetics and health. Currently, molds identification is based either on phenotypic characteristics, requiring an expertise and can lack accuracy, or on molecular methods, which are quite expensive and fastidious. In this context, the objective was to develop a simple and standardized protocol using Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy combined with a chemometric analysis, allowing to implement an alternative method for rapid identification of molds. In total, 498 fungal strains (45 genera and 140 species) were analyzed using a high-throughput FTIR spectrometer. Partial Least Squares Discriminant Analysis (PLS-DA), a supervised chemometrics method, was applied to each spectrum in the spectral ranges 3200-2800 and 1800-800 cm-1 for the identification process. Using 288 strains, different calibration models were constructed in cascade and following the current taxonomy, from the subphylum to the species level. Blind prediction of spectra from 105 strains at the genus and species levels was achieved at 99.17 % and 92.3% respectively. The establishment of a prediction score and a threshold permitted to validate 80.22% of the obtained results. The implementation of a standardization function (SF) permitted to increase the percentage of well predicted spectra from strains analyzed using another instrument from 72.15% (without SF) to 89.13% and permitted to verify the transferability of the method. Since sufficient mycelial biomass can be obtained at 48h culture and sample preparation involved a simple protocol, FTIR spectroscopy combined with PLS-DA is a very rapid and cost effective method, which could be particularly attractive for the identification of moulds at the industrial level. The results obtained places FTIR spectroscopy among the avant-garde promising analytical approaches, with high discriminant power and identification capacity, compared to conventional techniques

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Bittel, Marine. "Détection de polluants chimiques par biocapteurs bactériens couplés à la spectroscopie Raman." Thesis, Nantes, 2017. http://www.theses.fr/2017NANT4113/document.

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Abstract:

Majoritairement monoparamétriques les biocapteurs actuels sont limités en termes de sensibilité et de spécificité. Pour une analyse complète de la toxicité, ils doivent être associés afin d’en recouper les résultats. Dans ce contexte, la spectroscopie Raman offre de nouvelles perspectives. Véritables empreintes moléculaires, les spectres Raman offrent une vision multiparamétrique globale de la physiologie des échantillons biologiques observés. Basée sur l’hypothèse selon laquelle les variations moléculaires engendrées par une substance sur un microorganisme en impactent l’empreinte spectrale, cette thèse explore le potentiel de la spectroscopie Raman pour la mise en évidence de signatures spectrales d’effets toxiques donnés. Devant la richesse du signal, les étapes d’analyses sont des enjeux majeurs. Dans une première partie une méthode statistique permettant une meilleure mise en évidence des différences spectrales a été élaborée. Ces travaux ont conduit à une 1ère preuve de concept à partir de l’observation des effets de l’arsenic sur la bactérie E. coli. Pour confirmer l’aspect spécifique des signatures spectrales engendrées, l’étude est ensuite élargie à l’observation de quatre microorganismes exposés à différents types de substances (herbicide, métal…). En effet, l’analyse des spectres conduit à l’identification des macromolécules impactées par la toxicité permettant une vue d’ensemble de ses effets. Enfin, des eaux environnementales fournies par l’entreprise Tronico Vigicell (partenaire CIFRE de la thèse) sont analysées. Ces travaux s’inscrivent ainsi dans la recherche de solutions pour l’amélioration des techniques de surveillance de pollutions environnementales
In the field of toxicological bioassays, the current biosensors are mostly monoparametric and limited in terms of sensitivity and specificity. A more complete toxicity analysis thus calls for combinations to cross-check the results. In this context, the latest progress in Raman spectroscopy opens new research perspectives on a fast method of observing metabolic responses against toxic agents. Indeed, Raman spectra constitute molecular fingerprints of the observed biological samples, offering a global multiparametric view of their physiology. Based on the premise that the molecular variations triggered by a substance on a microorganism affect its spectral fingerprint, this thesis explores the Raman spectroscopy potential of identifying spectral signatures of targeted toxic effects. That said, proper physiological spectral fingerprints analysis requires complex chemometric methods. In the first part of this work, a particular attention has been given to the elaboration of a statistical strategy to highlight the effects of arsenic on the E. coli bacteria. To confirm the specific aspects of the generated spectral signatures, the study has then been extended to the observation of four microorganisms exposed to different kinds of toxic substances (antibiotic, metal, pesticides, phenol compounds). Spectral analyses lead to the identification of the most impacted macromolecules, allowing evidencing of specific toxic effects. Finally, in partnership with the company Tronico Vigicell (CIFRE partner of the thesis) this approach has also been tested on environmental water samples, making this work an integral part of the search for better environmental pollution monitoring solutions

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Guo, Ziang. "Applications de l’optique non-linéaire à la détection d’interactions moléculaires." Paris 11, 2010. http://www.theses.fr/2010PA110241.

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Abstract:

L’interaction en phase liquide de surfaces solides avec des molécules molles de quelques dizaines voire quelques centaines d’atomes permet d’obtenir des surfaces fonctionnalisées complexes ayant des propriétés physico-chimiques, optiques, biologiques, intéressantes et facilement modifiables, mais dont la caractérisation est difficile et nécessite en général la mise en oeuvre de plusieurs techniques expérimentales. Dans ce travail, nous avons poussé l’analyse quantitative de la spectroscopie vibrationnelle de somme de fréquences (SFG) dans ses retranchements : modélisation de la réponse globale de toute la molécule, calcul ab initio de l’hyperpolarisabilité, prise en compte de la géométrie du substrat. Ceci nous a permis de contribuer à l’élucidation de la conformation complète de monocouches de thio-alcanes autoassemblés, qui constituent un système modèle. Nous avons alors utilisé cette surface reproductible et bien caractérisée pour y observer l’effet de l’adhésion bactérienne par SFG
The interaction in the liquid phase between surface and soft molecules of a size around ten to hundreds of atoms allows to build complex functionalized surfaces. Their physical, chemical, optical, biological…properties can be easily tailored. But their characterization is difficult and requires a combination experimental technique. In this work, we have pushed the quantitative analysis of sum frequency generation vibrationnal spectroscopic in the following aspects: modelling of the whole molecule; ab initio calculation of the molecular hyperpolarizability; consideration of the Fermi resonance; surface structure. These allowed us to clarify the complete conformation of the self assembled monolayer of alkanethiols, which is a model system. We then use this reproducible surface to observe the effect of the bacteral adhesion by SFG

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Le, Fur Elisabeth, and Patrick Étiévant. "Détection et quantification de molécules d'arôme en sortie de CLHP par ampérométrie pulsée." Dijon, 1994. http://www.theses.fr/1994DIJOS056.

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Abstract:

La détection ampérométrique pulsée sur électrode d'or est la technique électrochimique la plus appropriée a la détection de composés d'arômes aliphatiques séparés par CLHP en phase inverse. Par rapport à la spectrophotométrie UV elle offre une sensibilité de détection du même ordre de grandeur pour les alcools et aldéhydes insaturés mais meilleure pour les molécules saturées. Cependant, on observe une diminution de sensibilité quand on passe d'un alcool ou d'un aldéhyde insaturé à son homologue sature. Ceci est lié a des phénomènes d'adsorption à l'électrode favorises par la présence d'électrons PI. La détection ampérométrique pulsée montre également des potentialités dans la détection indirecte de molécules hydrolysables en milieu basique comme les esters et les lactones. La nécessite d'utiliser un solvant organique, l'acétonitrile, pour la séparation chromatographique entraine une diminution marquée de la sensibilité absolue du détecteur qui est cependant compensée par un gain de sensibilité apparente (mesurée par la hauteur des pics). La configuration de la cellule électrochimique est d'une importance capitale pour obtenir les meilleurs rapports signal/bruit: ainsi il a été montré que l'utilisation d'une électrode d'or excentrée dans la cellule électrochimique conduisait à une utilisation non maximale de la surface de métal. Le détecteur électrochimique n'est pas destructif, la quantité de compose électrolysée étant tout à fait négligeable.

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Bigourd, Damien. "Etude et détection de polluants atmosphérique dans le domaine THz." Littoral, 2006. http://www.theses.fr/2006DUNK0152.

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Abstract:

Le rayonnement Térahertz, ou infrarouge lointain, couvre la bande spectrale de 100 GHz à 10 THz. Cette partie du spectre électromagnétique est encore peu exploitée et a souvent été qualifiée de " gap spectral " en raison des nombreuses difficultés à émettre ce rayonnement à des puissances exploitables. Deux spectromètres dans la gamme THz ont été développés et exploités. Le premier utilise des impulsions THz basé sur la spectroscopie résolue en temps et permet d'obtenir un spectre de quelques GHz à 1,2 THz en quelques minutes avec une résolution de l'ordre du GHz. Le second est un spectromètre continu basé sur le photomélange avec une extension spectrale de 3 THz et une pureté spectrale de 5 MHz. Après des descriptions analytiques et des caractérisations expérimentales des dispositifs, nous nous sommes intéressés à l'étude, à la surveillance et à la détection des polluants atmosphériques dans l'infrarouge lointain en exploitant les deux instruments pour l'analyse de la fumée de cigarette qui représente un excellent exemple de milieu hostile. Cette étude révèle la présence d'acide cyanhydrique (HCN), de monoxyde de carbone (CO), et de formaldéhyde (H2CO). Les concentrations de ces espèces ont été déduites des formes de raies puis confirmées et comparées à des mesures par méthodes chimiques. La partie fondamentale de ce travail est d'étudier la réponse d'un gaz suite à une excitation subpicoseconde : les mouvements de précession libre dans le sulfure de carbonyle (OCS) qui consiste en série d'impulsions transitoires. Un modèle théorique permet d'interpréter classiquement ces impulsions réémises. La décroissance quasi exponentielle des impulsions transitoires est liée à la largeur de raie des transitions de rotation et les informations d'anharmonicité sont observées sur les formes de ces impulsions qui sont principalement dues à la propagation, à la dispersion et à la distorsion centrifuge
Terahertz or Far Infrared radiation extends from 100 GHz to 10 THz. This frequency range was considered to be a “spectral gap” due to the considerable technological difficulties in producing a tunable source with reasonable emission powers. Two THz spectrometers have been developed and exploited. The first uses THz pulses and is based on Time Domain Spectroscopy. It is capable of providing a spectrum which extends from few GHz to 1,2 THz within few minutes and has a spectral resolution in the order of few GHz. The second instrument generates continous wave THz photomixing and can reach up to 3 THz with a spectral purity of 5 MHz. After presenting the analytical descriptions and experimentally characterizations of the instruments, we focus on the monitoring and detection of atmospheric pollutants, illustrated by the analysis of cigarette smoke which represents an example of hostile medium. This study reveals the presences of the hydrogen cyanide (HCN), carbon monoxideee (CO) and formaldehyde (H2CO) and allows their concentrations to be measured. This analysis is verified by comparison with standard chemichal methods. The fundamental part of this work is the study of the gas response after a subpicosecond excitation : the free induction decay of carbonyl sulphide that consists of a series of uniformly spaced subpicosecond commensurate transients. A theoretical model is used to understand the classical phenomena. The quasi exponential decrease of the reemitted pulses is linked to the spectral with of the rotational transition while the anharmonicity influences the pulse shape due to the propagation, dispersion and centrifugal distorsion

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Omar, Abdelaziz. "Détection ultrasensible de molécules d'intérêts atmosphériques dans l'infrarouge lointain." Thesis, Littoral, 2016. http://www.theses.fr/2016DUNK0430/document.

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Abstract:

La détection des polluants à l'état de trace est un enjeu important pour la surveillance de la qualité de l'air. La spectroscopie THz, permettant de sonder des régions spectrales riches en absorption moléculaire, est une technique appropriée pour une mesure de la pollution atmosphérique. Ce travail de thèse a consisté à développer et caractériser un spectromètre ultrasensible pour mesurer des molécules d'intérêt atmosphérique. On a mis en place un spectromètre THz utilisant une chaîne de multiplication de fréquence émettant jusqu'à 900 GHz. La sensibilité de détection a été optimisée et caractérisée. En collaboration avec l'IEMN, un spectromètre THz utilisant comme source un analyseur de réseau vectoriel émettant jusqu'à 500 GHz a été mis en place et caractérisé. On a démontré le potentiel de la spectroscopie THz à surveiller en temps réel l'évolution des concentrations de polluants gazeux lors d'une réaction chimique et à en déduire les constantes cinétiques. Le suivi des transitions rotationnelles du H2CO et CO d'une réaction de photolyze du formaldéhyde, a permis de déterminer les constantes cinétiques de réaction. La détection des radicaux est un défi en raison de leur forte réactivité. On a adapté la configuration de notre spectromètre afin d'optimiser la sensibilité et d'étudier la réaction de photolyse de l'acétaldéhyde utilisant la "photoactivation" par mercure. On a utilisé la modulation de fréquence et la modulation à effet Zeeman afin d'étudier le HCO. On a optimisé la sensibilité, quantifié HCO et mesuré plus de 200 raies d'absorption. Une étude spectroscopique du HCO est entamée afin d'optimiser les paramètres des bases de données internationales
QThe detection of trace pollutants is an important issue for monitoring air quality. Terahertz spectroscopy, used to probe spectral regions rich in molecular absorption, is an appropriate technique for measuring atmospheric pollution. This work of thesis consisted in developing and characterizing an ultrasensitive spectrometer to measure molecules of atmospheric interest. A terahertz spectrometer was mounted using a frequency multiplication chain emitting up to 900 GHz. The detection sensitivity has been optimized and characterized. In collaboration with the IEMN, a terahertz spectrometer using a vector network analyzer transmitting up to 500 GHz as a source, has been set up and characterized. The potential of terahertz spectroscopy has been demonstrated to monitor in real time the evolution of concentrations of gaseous pollutants during a chemical reaction and to deduce the kinetic rates. Following the rotational transitions of H2CO and CO of a photolysis reaction of formaldehyde, kinetic reaction rates were determined. Detection of radicals is a challenge because of their high reactivity. The configuration of our spectrometer was adapted to optimize sensitivity and to study the photolysis reaction of acetaldehyde using "Photosensitization" by mercury. Frequency modulation and Zeeman effect modulation were used to study HCO. The sensitivity was optimized, quantified HCO and measured over 200 absorption lines. A spectroscopy study of HCO is initiated in order to optimize the parameters of the international data bases

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Allouche, Fatmé. "Étude de concepts coronographiques pour la détection directe d'exoplanètes." Nice, 2011. http://www.theses.fr/2011NICE4029.

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Abstract:

Pour la détection directe et la caractérisation des exoplanètes, il faut œuvrer vers des instruments permettant la haute résolution angulaire et la haute dynamique photométrique. Pour l’amélioration de la résolution j’ai étudié la méthode de recombinaison IRAN ou Interferometric Remapped Array Nulling dans le cadre des interféromètres imageurs, qui permettent ainsi l’exploitation de ce large réseau de télescopes en mode imagerie directe à haute résolution angulaire. Je rappelle le principe de la densification et d’IRAN avant de présenter les résultats expérimentaux. En termes de haute dynamique j’étudie deux concepts coronographiques basés sur le principe du CIA de J. Gay. Le premier principe est aujourd’hui publié sous le nom d’APIC : Absolute Position Interfero Coronograph. Il permet d’enlever l’ambigüité du CIA sur la position de la source hors taxe et avec un jeu d’orientation de lentille le IWA est amélioré et l’énergie résiduelle d’une étoile dans le plan image est réduite. Je présente le principe de ce concept ainsi que les résultats expérimentaux. L’autre concept coronographique est le CIAXE pour CIA dans l’aXE. C’est l’équipe conceptrice même du CIA qui a pensé à modifier le montage optique de ce dernier afin de faciliter son insertion au foyer des télescopes. Je rappelle son principe de fonctionnement en m’appuyant sur l’optique matricielle et je présente les résultats d’une expérience de laboratoire visant à l’identification des points critiques d’un tel montage afin de pouvoir tirer des conclusions pour une version opérationnelle au foyer d’un télescope
With the advent of imaging aperture-synthesis spectro-interferometers the search of exoplanetary systems appears within reach of direct detection both from ground and space as soon as the array are co-phased. The IRAN recombination falls within the principle of Densification. It provides a PSF with a sharp central peak, surrounded by a clean field where direct imaging is possible. I set a laboratory test bench aiming at validating its concept. The basics of IRAN are recalled in this manuscript followed by the SPIE paper highlighting the experimental results. In order to improve further the dynamic range of the PSFs,e two conceptual coronagraphic studies, both based on the AIC, Achromatic Interferential Coronagraph of J. Gay. The first concept, also proposed by J. Gay is called CIAXE. It is a reconfiguration of the AIC into a compact and fully axial coronagraph. The motivation behind this reconfiguration is to facilitate the insertion of the coronagraph at the focus of telescopes. In this manuscript I Recall the basics of the CIAXE and present the experimental results. J describe, in the context of matrix optics, the derivation of the different surface radii, as well as the method conceived and used to determine the thickness difference between the lenses. The second concept, APIC, Absolute Position Interfero-Coronagraph, was conceived for the remocal of the AIC ambiguity. APIC is also a versatile coronagraph in terms of IWA and stellar leakage. The optic behind these characteristics are cylindrical lens doublets. A detailed study of the concept is presented here in the formalism of Fourier optics along with the experimental results of the test bench

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Mothe, Emilien. "Spectroscopie de plasma induit par laser appliquée à la détection de résidus d'explosifs." Thesis, Aix-Marseille 2, 2011. http://www.theses.fr/2011AIX22134.

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Abstract:

La menace d’attaques terroristes reste omniprésente dans de nombreux lieux à forte fréquentation. Une technique capable de détecter les substances explosives est donc nécessaire pour traiter au mieux cette menace. Initié par le Ministère de la Défense et la Direction générale de l’Armement, le projet REI ExploLIBS a pour but d’étudier le potentiel de la spectroscopie de plasma induit par laser à détecter les résidus d’explosifs. Des études expérimentales et théoriques sont menées par Bertin Technologies en collaboration avec le laboratoire LP3 – UMR 6182. L’ablation de polymères sous différentes atmosphères a permis de caractériser l’évolution spatio-temporelle de l’émission des molécules CN et C2. Le rayon d’émission, la température et la décroissance de l’intensité sont reliés au processus de formation des molécules. L’analyse complémentaire par le calcul de la composition du plasma en équilibre thermodynamique local permet de mettre en évidence la présence de molécules en fortes concentrations dans le plasma difficiles à visualiser en spectroscopie optique. Ces études ont abouti au développement d’une sonde portable dédiée à la détection des explosifs. Le taux de détection est évalué à plus de 90% et le taux de faux positif inférieur à 5%. La limite actuelle de sensibilité est estimée à 55 µg.cm-2
The threat of terrorist attacks remains omnipresent in many high traffic sites. A technique capable of detecting explosives is needed to best address this threat. Initiated by the Ministère de la Défense and the Direction Générale de l’Armement, the project REI ExploLIBS aims to explore the potential of laser-induced breakdown spectroscopy to detect explosive residue. Experimental and theoretical studies are carried out by Bertin Technologies in collaboration with the LP3 laboratory – UMR 6182. The ablation of polymers under different atmospheres permits to characterize the spatial and temporal evolution of the emission of the CN and the C2 molecules. The radius of emission, the temperature and the decrease of the intensity are related to the formation process of the molecules. The additional analysis by the calculation of the composition of the plasma in local thermodynamic equilibrium reveals the presence of molecules in high concentrations in the plasma that are difficult to visualise in optical spectroscopy. These studies led to the development of a portable sensor dedicated to the detection of explosives. The detection rate is estimated at over 90% and the false positive rate below 5%. The current sensitivity limit is estimated at 55 µg.cm-2

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Maurin, Eric. "Application de la spectroscopie photothermique à détection mirage à l'étude de l'interface électrolyte." Bordeaux 1, 1987. http://www.theses.fr/1987BOR10630.

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Herbin, Hervé. "Spectroscopie sélective de TiCl et NO : détection infrarouge ultrasensible de N2O et N2." Paris 11, 2005. http://www.theses.fr/2005PA112279.

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Abstract:

Cette thèse concerne l'application de nouvelles méthodes de spectroscopie sélective ou ultrasensible à la détermination de paramètres spectroscopiques de molécules stables et instables, difficilement accessibles par ailleurs. Dans un premier temps, la spectroscopie par transformation de Fourier sélective a été utilisée pour caractériser des plasmas TiCl4/He et N2O/He. Le spectre de l'ensemble des émissions d'un plasma et des spectres qui sélectionnent une classe particulière de molécules (faible durée de vie ou ions) sont enregistrés simultanément. En particulier, la transition X - C de 48Ti35Cl a été observée dans la région de 3 µm. Son analyse a mis en évidence des perturbations de très faible amplitude. De plus, les spectres sélectifs du plasma N2O/He, supposés ne retenir que les raies des ions, ont révélé d'intenses transitions entre états de Rydberg de NO. Ces raies subissent un déplacement Doppler similaire à celui d'un ion positif. Une interprétation de ce phénomène inattendu, mis en évidence pour la première fois pour une molécule neutre, est proposée. Dans un second temps, des spectres avec des longueurs d'absorption de plusieurs dizaines de kilomètres ont été enregistrés en utilisant le couplage de la spectroscopie d'absorption intracavité laser et de la spectroscopie de Fourier résolue en temps. Deux expériences différentes ont permis de sonder, de façon très sensible, des domaines spectraux infrarouge relativement étendus. Autour de 2. 5 µm, de nombreuses transitions de faible intensité de la molécule d'intérêt atmosphérique N2O ont été identifiées et analysées. Des espèces instables formées dans un plasma N2/He ont également été détectées autour de 1. 05 µm
This PhD thesis deals with the application of recent high resolution spectroscopic methods that are either selective or ultrasensitive. Spectroscopic parameters of stable and transient molecular species, difficult to reach otherwise, are determined. First, selective Fourier transform spectroscopy is used to characterize TiCl4/He and N2O/He plasmas. The spectrum of the whole emission of a plasma and spectra, which select a given class of molecules (for instance short-lived or ions) are simultaneously recorded. In particular, the rovibronic transition X - C of the 48Ti35Cl radical is observed around 3 µm. Its analysis has shown a very weak perturbation, which affects the C 4D1/2 state. Moreover, selective spectra of a N2O/He plasma, expected to only retain the ion lines, have revealed NO rovibronic transitions between the A, C, D and E Rydberg states. Under specific experimental conditions, a Doppler shift of the NO transitions, similar to the one of a positive ion, is observed. An interpretation of this unexpected phenomenon, highlighted for the first time for a neutral molecule, is proposed. Second, spectra with absorption lengths of several tens kilometers are recorded by coupling intracavity laser absorption spectroscopy (ICLAS) and time-resolved Fourier transform spectroscopy (TRFTS). Two different experiments have make it possible to probe, with high sensitivity, relatively wide infrared spectral ranges. Around 2. 5 µm, lots of weak intensity rovibrational transitions of the atmospherically relevant molecule N2O are identified and analysed. Unstable species created in a N2/He plasma are also detected for the first time around 1. 05 µm

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Berciaud, Stéphane. "Détection photothermique et spectroscopie d'absorption de nano-objets individuels : nanoparticules métalliques, nanocristaux semiconducteurs, et nanotubes de carbone." Bordeaux 1, 2006. http://www.theses.fr/2006BOR13278.

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Cette thèse décrit le développement de la technique d'Imagerie Photothermique Hétérodyne (PHI). Cette nouvelle méthode optique en champ lointain permet de détecter une grande variété de nano-objets individuels absorbants (nanoparticules métalliques jusqu'à 1. 4 nm de diamètre, nanocristaux semiconducteurs, nanotubes de carbone métalliques et semiconducteur,. . . )sur un fond "noir", avec un très bon rapport signal à bruit. Le signal photothermique a été caractérisisé expérimentalement sur des nanoparticules d'or individuelles. Les mesures obtenues sont comparées à des calculs analytiques issus d'un modèle électrodynamique. Etant donné que ce signal est directement proportionnel à la puissance absorbée, la méthode PHI ouvre la voie à des expériences de spectroscopie d'absorption à l'échelle du nano-objet individuel. Dans un premier temps, nous avons sondé la résonance plasmon de surface de naoparticules d'or individuelle de 5 à 33 nm de diamètre. Cette étude a abouti à l'observation d'effets de taille intrinsèques, analysés dans le cadre de la théorie de Mie. Nous avons ensuite mesuré les spectres d'absorption de nanocristaux individuels de CdSe en régime multiexcitonique. Pour un même nanocristal, la comparaison des spectres d'absorption photothermique et d'émission permet de discuter l'origine physique du signal photothermique. Enfin, nous avons caractérisé la structure de nanotubes de carbone semiconducteurs et métalliques individuels en analysant leurs spectres d'absorption autour de leurs premières résonances optiques.

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Loeillet, Benoît. "Planètes extrasolaires à courte période orbitale : de la détection à la caractérisation des Jupiter-chauds." Aix-Marseille 1, 2008. http://theses.univ-amu.fr.lama.univ-amu.fr/2008AIX11054.pdf.

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Abstract:

Plus de 300 planètes extrasolaires ont été découvertes à ce jour. La variété et la diversité des caractéristiques qu’elles présentent sont extrêmement vastes. Et dans cette multitude, une population se distingue, les Jupiter-chauds. Ces planètes ne ressemblent, en effet, en rien à celles que l’on côtoie dans le Système Solaire. Elles ont une masse d’une à plusieurs fois celle de Jupiter et sont très proches de leur étoile parent, orbitant en seulement quelques jours. L’étude de cette population nous apporte beaucoup d’éléments quant à leur processus de formation et d’évolution. Certaines d’entre elles ont en effet la particularité de transiter devant leur étoile parent. Mes travaux de thèse m’ont mené à détecter et caractériser en densité 14 planètes extrasolaires, grâce aux programmes de recherche CoRoT et SuperWASP combinés au spectrographe SOPHIE (OHP). Parmi ces planètes figurent celles ayant la plus courte période orbitale et, autour d’une autre étoile, la plus importante masse jamais détectées en transit. Un programme novateur, que j’ai initié, nous a également permis d’explorer les capacités de détection d’un instrument de type multi-fibre (FLAMES/GIRAFFE et UVES). Nous avons montré que cet instrument peut être performant en terme de précision de mesure en vitesse radiale, et qu’il permet un très bon écrémage des cibles. L’instrument multi-fibre est utilisable également dans le cadre d’un suivi de candidats issus de programmes de recherche par photométrie, tels que la mission CoRoT, mais il nécessite dans ce cas, pour être efficace, d’un champ de vue significatif (de plusieurs degrés carrés par exemple). L’étude du transit spectroscopique de 3 systèmes planétaires m’a également permis d’apporter de fortes contraintes quant à leur processus de formation et d’évolution, et de mettre en évidence pour la première fois l’existence d’un système exotique : X0-3
More than 300 extrasolar planets have been discovered. The variety and diversity of their characteristics are extremely wide. A significant part of them constitute the Hot-Jupiter population, which is strongly different from the planets we found in our Solar System. These planets have a mass from one to few Jupiter masses, and are at very short distance from their parent star (less than 0. 1 AU). The study of this population bring us robust constrains on the formation and evolution models, especially if these planets transit in front of their star. The works I’ve done during my PhD yield to detect and characterise 14 transiting extrasolar planets, thanks to the SuperWASP program and the CoRoT mission combined to the recent SOPHIE spectrograph (OHP). One of them has the shortest orbital period ever detected and another one is the largest massive object ever detected by transit. I’ve also run a new approach in order to detect Hot-Jupiter with a multi-fiber instrument, strongly decreasing the on-telescope time. We show that the FLAMES/GIRAFFE instrument (ESO) could reach a RV precision of 30 ms1. We also demonstrate that a such program is very efficient in order to select the most promising candidates. We then used this approach to do the follow-up of the transiting candidates of the LRc01 and Src01 CoRoT fields. We concluded that an instrument with a large field of view is necessary to be surely efficient. Additionally, I’ve detected and studied the spectroscopic transit of three different planets. This brought to the scientific community strong constrains on those planetary systems, and unveil the presence of a uncommon system : X0-3

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Bégon, Cédric. "Intérêt du contrôle de l'émission spontanée pour la détection ultrasensible de molécules fluorescentes." Aix-Marseille 3, 2002. http://www.theses.fr/2002AIX30014.

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Nous avons mis en place un appareillage de spectroscopie de corrélation de fluorescence (FCS) afin de mesurer les coefficients de diffusion de fluorophores organiques diffusant librement dans un volume de 10 femtolitres (10'15 litres) défini par un filtrage confocal. La méthode d'analyse, adaptée au marqueur Cyanine 5 donne accès, pour une large gamme de concentrations (10'1 M-10'8 M), au nombre moyen fluorophores présents dans le volume confocal et à leur temps moyen de résidence. Le signal de fluorescence détecté pour chaque molécule sur un intervalle de temps donné est un paramètre clé qui conditionne la qualité de l'analyse. Afin d'améliorer la technique FCS, nous montrons qu'un miroir multicouche diélectrique planaire placé dans le volume confocal suffit à exercer un contrôle spatial de l'émission spontanée des fluorophores et augmente significativement le rapport signal sur bruit pour une même durée d'analyse
We have implemented a fluorescence con-elation spectroscopy (FCS) set up to coefficients for fluorescent organic molecules freely diffusing into a confocal volume of 10 femtolitres (10-15 litres). The technique, which uses Cyanine 5 reporters gives, for a wide range of concentrations (1011 M-10'8 M), the mean number of fluorescent molecules present into the confocal volume and their mean residence time. The detected signal per molecule per unit time is a key parameter which defines the accuracy of the measurements. To improve the FCS technique, we show that a dielectric multilayer mirror located into the confocal volume alters the radiation pattern for the fluorescent molecules and enhances the signal to noise ratio per molecule per unit time

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Rossé, Bertrand. "Détection γ [gamma] et faisceaux radioactifs : recherche de noyaux exotiques très déformés." Lyon 1, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/12/04/76/PDF/These.pdf.

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Abstract:

Ce travail de thèse porte sur la recherche de grandes déformations dans des noyaux lourds, très déficients en neutrons, proches de la ligne d'émission spontanée de proton, donc soumis à des conditions extrêmes d'isospin, dans la région de masse A~130. L'expérience a été réalisée au GANIL à Caen auprès de l'accélérateur de faisceaux radioactifs SPIRAL. Les noyaux étudiés ont été peuplés par des réactions de fusion-évaporation en utilisant un faisceau radioactif de 76Kr, déficient en neutrons et de période T½ = 14. 8 h. Les rayonnements γ ont été détectés par le multidétecteur EXOGAM, composé de « clovers » segmentés de germanium pour lesquels une nouvelle méthode de calibration en énergie des segments a été développée. Pour extraire les événements de fusion-évaporation d'un fort bruit de fond lié à la radioactivité du faisceau, nous avons couplé EXOGAM avec le détecteur de particules chargées légères DIAMANT ainsi qu'avec le spectromètre de grande acceptance VAMOS, utilisé pour la première fois pour la détection de résidus d'évaporation. L'analyse minutieuse de l'ensemble des données nous a permis de montrer que le couplage EXOGAM + DIAMANT + VAMOS est opérationnel et nécessaire pour l'étude de la structure des noyaux de cette région. De plus, nous avons pu mettre en évidence la première transition γ du noyau très exotique impair-impair 130Pm. Les résultats ont été interprétés à partir de calculs théoriques microscopiques auto-cohérents statiques et dynamiques effectués en collaboration avec les physiciens du groupe de Physique Théorique de l'IPN Lyon
This work is devoted to the search for highly deformed nuclei under extreme conditions of isospin, located near the proton drip-line, around A~130. The experiment was performed at GANIL (Caen) with the SPIRAL radioactive beam facility. The nuclei of interest were produced by fusion-evaporation reactions induced by the neutron deficient 76Kr radioactive beam (T½ = 14. 8 h). γ-rays were detected by the EXOGAM array, composed of 11 segmented germanium clover detectors, for which a new segment calibration method has been developed. To extract fusion-evaporation events of a overwhelming background due to the radioactivity of the beam, the EXOGAM array was coupled with the light charged particle detector DIAMANT and the high acceptance VAMOS spectrometer. The latter was used for the first time to detect fusion-evaporation residues. The detailed data analysis allowed us to demonstrate that the EXOGAM + DIAMANT + VAMOS coupling is operational and essential to investigate the structure of these nuclei. Furthermore, the first γ transition was observed in the very exotic odd-odd 130Pm nucleus. The results have been interpreted with static and dynamic self-consistent microscopic calculations in collaboration with the Theoretical Physicists of the IPN Lyon

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Bogaert, Aurore. "Détection et suivi de cellules marquées en micro-imagerie de résonance magnétique." Evry-Val d'Essonne, 2007. http://www.biblio.univ-evry.fr/theses/2007/interne/2007EVRY0005.pdf.

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Abstract:

Ce travail de thèse porte sur la détection et le suivi in situ, par Imagerie de Résonance Magnétique à 9. 4T, de cellules souches mésenchymateuses (CSM) humaines marquées magnétiquement par des nanoparticules anioniques. Nous avons d'abord étudié in vitro des suspensions de cellules marquées dans un gel d'agarose afin de déterminer les conditions d'une détection cellulaire individuelle. Un protocole d'étude basé sur des expériences d'écho de spin et d'écho de gradient a été mis au point. Une première application a concerné le suivi de la reconstruction osseuse à l'aide d'implants associés à ces CSM. Une deuxième application, a consisté à suivre la migration de CSM dans un modèle d'ischémie cérébrale permanente par MCAO chez la souris. Cette migration a été mise en évidence par l'apparition d'hyposignaux évoluant au cours du temps. Un autre type d'hyposignal dû uniquement à l'ischémie a été détecté et caractérisé, correspondant vraisemblablement à un processus dynamique de cicatrisation
The work comprised in this thesis involves detection and tracking, using magnetic resonance imaging at 9. 4T, of human bone marrow mesenchymal stem cells (MSC) magnetically labelled with anionic nanoparticles in situ. Firstly we studied the labelled cells in vitro inside an agarose gel preparation in order to determine the experimental conditions required to obtain single cell detection. A protocol based on gradient echo and spin echo experiments was achieved. Subsequently, the MSC were monitored in vivo following implantation with a scaffold during bone reconstruction. The final experiment followed the migration of MSC grafted into the ischemic mouse brain. The lesion was induced by permanent middle cerebral artery occlusion (MCAO). Migration was visualized as a hypointense signal which evolved over time. Another kind of hypointense signal was observed following MCAO, that when characterized, likely corresponding to the biological process of cicatrisation

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Almi, Abdenbi. "Etude et optimisation des performances d'un plasma H. F pour la détection en ligne d'aérosols métalliques dans l'air : analyse de l'influence de l'argon sur la détection." Toulouse 3, 1997. http://www.theses.fr/1997TOU30190.

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Abstract:

Ce travail porte sur l'etude et l'amelioration des performances d'un appareil permettant un controle en ligne de polluants metalliques dans l'atmosphere. On utilise des plasmas induits (icp) crees directement a partir de l'air a controler. Les concentrations de metaux sont obtenues par une methode d'emission optique. Le developpement des activites industrielles qui genere dans l'atmosphere de nombreux metaux ainsi que des reglementations de plus en plus contraignantes justifient l'interet porte a ces methodes. Cette technique presente l'avantage d'un cout de fonctionnement faible et d'un bon echantillonnage. Les limites de detections (ld) obtenues sont de l'ordre du g/m#3 et inferieures aux concentrations maximales admissibles (cma) definies par les regulations en vigueur. Par contre, ce type de plasma analytique est mal connu et des ld trop elevees ont ete obtenues pour certains elements. Nous presentons les coefficients de transport calcules dans des melanges air-argon et air-argon-eau pour la gamme de temperature 300-13000k et p = 1atm. La vapeur d'eau augmente la conductivite thermique de l'air tandis que la presence d'argon la diminue. Ces resultats nous ont conduit a proposer et a mettre en uvre une methode pour ameliorer les ld. L'influence des parametres de fonctionnement (debit d'air, puissance injectee) du plasma d'air sur la repartition des analytes et sur la temperature est analysee. La calibration, qui permet de convertir en terme de concentration dans l'air les signaux optiques mesures, a ete amelioree, l'influence des parametres de fonctionnement analysee ; la justesse de la mesure est de 20%. L'influence de la vapeur d'eau et des alcalins ainsi que l'amelioration des performances liee a un ajout d'argon a la decharge ont ete etudiees. L'eau ou les alcalins induisent une attenuation de la temperature qui defavorise la detection. L'ajout d'une certaine quantite d'argon dans le plasma d'air conduit a une amelioration des ld.

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Gascon, Hélène. "Détection de traces de gaz par spectroscopie à diode laser : application au sulfure d'hydrogène." Paris 6, 2001. http://www.theses.fr/2001PA066513.

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Toko, Worou Bio Mikaila. "Outils algorithmiques pour la détection des communautés dans les réseaux." Nice, 2012. http://www.theses.fr/2012NICE4097.

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Abstract:

L'aspect algorithmique de la détection des communautés dans les grands graphes est le sujet principal abordé dans ce mémoire. Cette problématique est appliquée dans le contexte d'un opérateur de télécommunications dont les graphes proviennent des échanges téléphoniques ou du réseau de télécommunication. Dans ce contexte, la détection des communautés permet la recommandation de contenu, l'analyse des données clients, le classement des recherches Web, la détection des spamming Web, les actions marketing et autres. Cette thèse s'articule autour de deux grandes parties. Dans un premier temps, nous avons présenté le domaine de la détection des communautés. En effet cette problématique est étudiée sous des angles très variées par des communautés scientifiques différentes. Les principales méthodes et applications sont présentées dans cette première partie descriptive. Dans un second temps, nous avons présenté notre contribution pour répondre à cette problématique. Notre contribution se résume en deux principaux points. Tout d'abord, nous avons présenté une nouvelle fonction de qualité, le facteur d'arbre, plus adaptée à la problématique de détection des communautés dans les réseaux sociaux. Ensuite, nous avons présenté un algorithme rapide et à performance garantie pour approximer le facteur d'arbre optimal et l'identification des communautés. Ensuite, nous avons étudié la détection des communautés par l'optimisation de la modularité qui est la fonction de qualité la plus utilisée dans la littérature. Nous avons réécrit cette fonction, ce qui nous a permis d'avoir d'autres interprétations et de trouver des liens entre la modularité et d'autres fonctions de coupe du graphe. Enfin, nous avons proposé deux heuristiques pour approximer le problème d'optimisation de la modularité. Le premier est un algorithme basé sur l'analyse spectrale qui approxime la modularité en utilisant le vecteur de Fiedler de la matrice Laplacien du graphe. Le second algorithme est une heuristique rapide basée sur la représentation de la modularité dans un espace métrique sous forme de forces s'inspirant de la physique. Cette représentation permet de définir un mécanisme d'interaction attraction/répulsion sur les sommets du graphe et d'obtenir des regroupements en communautés. Pour finir, nous construisons un outil de détection des communautés qui allie l'optimisation du facteur d'arbre et de la modularité
This thesis concerns the algorithmic aspects of the communities' detection in large graphs. The work can be used by a telecommunications operator whose graphs are associated to telephone calls and SMS or telecommunication networks. In this context, the detection of communities is used for the content recommendation, the analysis of customer data, the classification of Web pages, the detection of Web spamming, marketing activities and others. This thesis is organized around two major parts. In the first part, we introduce the field of detection of communities. Indeed this problem has been studied with different points of view during the last years. The main methods and applications are presented in this descriptive part. In the second part, we present our contribution to the problema. Our contribution consists of two main topics. First, we introduce a new quality function, the fractional arboricity which is more adapted to the problem of detecting communities in social networks. Then, we present a fast and performance guaranteed algorithm to approximate the optimal fractional arboricity and identifies the communities in question. Second, we study the detection of communities by optimizing the modularity, the most used quality function for communities’ detection. We rewrite this function, and then, find new interpretations of the modularity and also links between the modularity and others cut functions. Finally, we propose two heuristics to approximate the optimization of the modularity. The first is an algorithm that approximates the modularity by using the Fiedler vector of the Laplacian matrix of the graph. The second algorithm is a fast heuristic based on the representation of physical interaction of nodes in a metric space. With this representation, we define an attraction/ repulsion mechanism between the vertices and then we obtain clusters in communities. Finally, we combine the optimization of the fractional arboricity and the optimization of the modularity into one communities’ detection tool

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Eliet-Barois, Sophie. "Détection, quantification et cinétique TéraHertz de molécules d'intérêt atmosphérique." Phd thesis, Université du Littoral Côte d'Opale, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00957068.

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Abstract:

Cette thèse évolue selon trois axes de recherche. La première partie présente des travaux de spectroscopie TéraHertz (THz) de COV réalisés à l'aide du spectromètre THz par technique de photomélange, ce dernier rendant accessible la région spectrale 0,3-3 THz à haute résolution. Ces travaux concernent l'amélioration de paramètres moléculaires du formaldéhyde (H₂CO) obtenue grâce à la mise en oeuvre d'un système de métrologie performant reposant sur l'utilisation d'un peigne de fréquence. La très haute résolution de ce spectromètre a également permis un travail de collaboration efficace avec différents laboratoires concernant la détermination de coefficients d'élargissement du chlorure de méthyle (CH₃Cl). La deuxième partie montre la possibilité de détection de radicaux légers par technique de photomélange au travers d'études concernant les radicuax hybroxyle (OH) et mercaptan (SH). La très haute résolution de notre spectromètre donne accès à leur structure hyperfine avec des précision encore inégalées dans la région 1-3 THz. Cette partie illustre également l'intérêt de notre collaboration avec la ligne AILES du synchrotron SOLEIL et démontre la grande complémentarité entre le spectromètre photo-mélange et l'interféromètre couplée au rayonnement synchrotron. La dernière partie présente l'initiation au sein du groupe THz d'une étude cinétique effectuée grâce à une chaîne par multiplication de fréquence. Cette étude concerne concerne la photolyse de H₂CO. S'ajoute à ceci une étude visant à caractériser le rayonnement THz en présence d'aérosols de chlorure de sodium hydratés.

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Tellier, Franklin Gérard Francis. "Détection du ganglion sentinelle par des méthodes optiques : utilisation des photons diffusés et de fluorescence." Strasbourg, 2011. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2011/TELLIER_Franklin_Gerard_Francis_2011.pdf.

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Abstract:

La méthode du ganglion sentinelle (GS) s’est imposée comme la technique de référence de détection du cancer du sein. Deux méthodes optiques de détection du GS ont été mises en œuvre. La première consiste à enregistrer les photons diffusés par les tissus afin de détecter l’accumulation d’un colorant dans le GS. La seconde méthode consiste à détecter l’émission de photons de fluorescence. Pour chacune le colorant choisi est le plus utilisé en routine clinique : le Bleu Patenté V (BPV). Un premier instrument optique, utilisant 4 diodes lasers d’excitation, afin de discriminer l’absorption du BPV des autres chromophores tissulaires, et une photodiode de détection a été développé. Des expériences réalisées sur des solutions simulant les propriétés optiques des tissus du sein ont permis de déterminer que la sonde est 30 fois plus sensible que l’œil. Une expérimentation animale a permis de vérifier, in-vivo, la faisabilité de la méthode. Une collaboration avec un centre régional anticancéreux a permis la caractérisation ex-vivo du prototype sur 78 pièces opératoires marquées par de faibles volumes de BPV et visuellement non colorés. Parallèlement une exaltation du rendement quantique de fluorescence du BPV, d’un facteur 30, lorsqu’il est lié à de l’albumine humaine sérique a été mis en avant. Un prototype de détection des photons de fluorescence a été développé ayant un seuil de détection 100 fois inférieur à l’œil. Des GS marqués par le fluorophore ont été détectés sur un modèle animal, avec ce dispositif et à l’aide d’un système d’imagerie adapté. L’appareil développé est capable de localiser un GS marqué par un colorant fluorescent injectable chez l’homme par voie percutanée
The sentinel lymph node (SLN) method has become the gold standard to detect breast cancer metastasis. Two optical methods of detection and localization of SLN have been implemented. The first is based on the recording of scattered photons in the tissue to detect dye accumulated in the node. The second consists in detecting the emission of fluorescence photons. For both applications the dye selected is the most frequently used in clinical routine: Patent Blue V (PBV). A first optical instrument has been developed, using 4 excitation laser diodes, to discriminate absorption of PBV from that of other tissue chromophores, and one photodiode of detection. Experiments on solutions simulating the optical properties of breast tissue determined that the probe was 30 times more sensitive than the eye. Animal experimentation allowed to verify, in-vivo, the feasibility of the method. Subsequent collaboration with a regional cancer centre has permitted ex-vivo characterization of the prototype using 78 surgical pieces marked with low volumes of PBV and not visually blue. Our parallel studies highlighted an enhancement of the PBV fluorescence quantum yield by a factor of 30 when it was bounded to human serum albumin. Thus, a prototype to detect fluorescence photons has been developed. Its detection threshold is 100 times as low as that of the human eye. Fluorophore-marked nodes were detected in an animal model, with this device and using an appropriate imaging system. This device can localize precisely a marked SLN after percutaneous injection of a fluorescent dye

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Dumas, Stéphane. "Détection par spectrométrie en réflectance diffuse de colonies microbiennes endolithiques." Thesis, Université Laval, 2009. http://www.theses.ulaval.ca/2009/25988/25988.pdf.

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Baranger, Philippe. "Détection du kérozène par imagerie de fluorescence induite par laser, pour application sur foyer aéronautique." Paris 11, 2004. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00009189.

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Abstract:

Les nouveaux concepts de foyers aeronautiques, developpes pour repondre aux evolutions des normes europeennes de pollution, sont generalement bases sur une amelioration des procedes d'injection de carburant liquide et de melange dans la chambre de combustion. Il n'existe pas actuellement modele suffisamment elabore pour pouvoir se passer de validation experimentale. Le but de cette these est de determiner les possibilites d'une mesure par plif (fluorescence induite par laser en nappe) de la repartition de vapeur de kerosene (jet a1), permettant de visualiser quantitativement les champs de concentrations instantanees du carburant vaporise en sortie d'injecteur. La mise en place d'une telle technique a necessite une analyse spectroscopique experimentale sur la vapeur de kerosene. Cette analyse a permis de determiner les proprietes du spectre de fluorescence du kerosene en fonction de parametres physiques tels que la temperature, la pression ou la composition du melange, en particulier en presence d'oxygene. Ensuite, il a ete montre que l'etude de la fluorescence du kerosene peut se faire en considerant uniquement un melange de quatre aromatiques dont les proprietes photophysiques ont egalement ete analysees. Suite a cette analyse spectroscopique, un modele phenomenologique de fluorescence du kerosene gazeux a ete mis en place. Ce modele a permis de definir une metrologie optique sur ce carburant. Une experience pilote a ete realisee en laboratoire afin de determiner les potentialites reelles de cette methode de diagnostic. Les resultats obtenus prouvent que cette technique est prometteuse pour realiser des mesures sur la vapeur de kerosene dans un foyer aeronautique
The new concepts of aeronautical engines, developed to follow the evolution of the european standards of pollution, are generally based on an improvement of the processes of liquid fuel injection and mixture in the combustion chamber. There is currently no model mature enough to work without experimental validation. The purpose of this thesis is to assess the possibility of measuring the kerosene (jet a1) vapour distribution by plif (planar laser induced fluorescence). That measurement technique must quantitatively image the instantaneous concentrations fields of the vaporized fuel in a spray. The implementation of such a technique needs an experimental spectroscopic study, which was realized on the vapour of fuel. First of all, this study allowed us to determine the properties of the kerosene fluorescence spectrum versus physical parameters such as temperature, pressure or gas mixture composition, especially in presence of oxygen molecules. Then, it was shown that the fluorescence spectrum of the fuel could be reproduce in all physical conditions by a single mixture of four aromatics. Their photophysical properties were also analyzed. Following this spectroscopic study, a phenomenological model for the fluorescence of the gaseous fuel was set up. This model led us to a protocol for an optical diagnostic on this fuel vapour. An experiment was set up to test the implementation and the limits of this technique in simple laboratory conditions. This experiment confirmed that this is indeed a promising technique for the diagnostic of the fuel vapour in aeronautical engine

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Ngo, Van Chan. "Vérification Formelle d'un Compilateur Synchrone: de Signal vers C." Phd thesis, Université Rennes 1, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01058041.

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Les langages synchrones tels que SIGNAL, LUSTRE et ESTEREL sont dédiés à la conception de systèmes critiques. Leurs compilateurs, qui sont de très gros programmes complexes, peuvent a priori se révéler incorrects dans certains situations, ce qui donnerait lieu alors à des résultats de compilation erronés non détectés. Ces codes fautifs peuvent invalider des propriétés de sûreté qui ont été prouvées en appliquant des méthodes formelles sur les programmes sources. En adoptant une approche de validation de la traduction, cette thèse vise à prouver formellement la correction d'un compilateur optimisé et industriel de SIGNAL. La preuve de correction représente dans un cadre sémantique commun le programme source et le code compilé, et formalise une relation entre eux pour exprimer la préservation des sémantiques du programme source dans le code compilé.

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Hafemeister, Collomb Laurence. "Détection, estimation de phénomènes d'onde en analyse d'image : application à l'étude des surfaces marines." Paris 11, 1994. http://www.theses.fr/1994PA112076.

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Abstract:

Les images océanographiques obtenues en télédétection spatiale révèlent des champs de vagues qui peuvent présenter de nombreuses déformations principalement à l'approche des côtes. Une démarche mixte tenant compte d'une analyse spatiale et d'une analyse fréquentielle est alors proposée pour l'étude de tels phénomènes ondulatoires. A partir d'une partition à priori de l'image en régions de petites surfaces, il est proposé une phase de détection qui tient compte des distributions spatiales des niveaux de gris et permet de localiser les zones présentant une direction dominante. L'étape suivante permet l'extraction de paramètres physiques suivant trois approches différentes. Spatialement, seule une estimation grossière est réalisée à partir de la mesure du contraste ou des gradients locaux alors que fréquentiellement, la séparation des modes d'un champ d'ondes peut être envisagée. L'analyse spectrale classique, qui nécessite le regroupement de zones d'intérêt, est formulée en coordonnées cylindriques pour caractériser au mieux un champ tournant. Cependant la prise en compte d'une modélisation spécifique, permet localement une estimation précise des paramètres directions et longueurs d'onde. Envisagée à partir de l'algorithme music, cette approche nous conduit à étudier un compromis performances-complexité entre les alternatives 2d et 1d directionnelle. Ces différentes approches sont ensuite appliquées à des images de télédétection de type optique ou radar. Leur contribution au problème de description des images de surfaces marines côtières est exprimée en fonction des spécificités de chaque méthode et des limites que le signal étudié impose

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Bigourd, Damien. "Etude et détection de polluants atmosphériques dans le domaine THz." Phd thesis, Université du Littoral Côte d'Opale, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00120948.

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Abstract:

Le rayonnement Térahertz, ou infrarouge lointain, couvre la bande spectrale de 100 GHz à 10 THz. Cette
partie du spectre électromagnétique est encore peu exploitée et a souvent été qualifiée de "gap spectral" en raison des nombreuses difficultés à émettre ce rayonnement à des puissances exploitables. Deux spectromètres dans la gamme THz ont été développés et exploités. Le premier, basé sur la spectroscopie résolue en temps, utilise des impulsions THz et permet d'obtenir un spectre de quelques GHz à 1,2 THz en quelques minutes avec une résolution de l'ordre du GHz. Le second est un spectromètre continu basé sur le photomélange avec
une extension spectrale de 3 THz et une pureté spectrale de 5 MHz. Après des descriptions analytiques et des caractérisations expérimentales des dispositifs, nous nous sommes intéressés à l'étude, à la surveillance et à la détection des polluants atmosphériques dans l'infrarouge lointain en exploitant les deux instruments pour l'analyse de la fumée de cigarette qui représente un excellent exemple de milieu hostile. Cette étude révèle la présence d'acide cyanhydrique (HCN), de monoxyde de carbone (CO), et de formaldéhyde (H2CO). Les concentrations de ces espèces ont été déduites des formes de raies puis confirmées et comparées à des
mesures par méthodes chimiques. La partie fondamentale de ce travail est d'étudier la réponse d'un gaz suite à une excitation subpicoseconde : les signaux de précession libre dans le sulfure de carbonyle (OCS) qui consiste en une série d'impulsions transitoires. Un modèle théorique permet d'interpréter classiquement ces impulsions réémises. La décroissance quasi exponentielle des impulsions transitoires est liée à la largeur de raie des transitions de rotation et les informations d'anharmonicité sont observées sur les formes de ces
impulsions qui sont principalement dues à la propagation, à la dispersion et à la distorsion centrifuge.

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Winckler, Pascale. "Spectroscopie de corrélation de fluorescence : fluidité membranaire et détection de molécule unique en solution concentrée." Troyes, 2011. http://www.theses.fr/2011TROY0009.

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Abstract:

La Spectroscopie de Corrélation de Fluorescence (FCS) est une technique de molécules uniques particulièrement bien adaptée aux études en milieu biologique. Elle est ici mise en œuvre pour analyser localement la membrane plasmique de cellules vivantes. Dans un premier temps, la distribution de la microfluidité membranaire de cellules vivantes a été caractérisée grâce à des mesures de temps de diffusion par FCS. Nous avons ainsi pu établir la loi de distribution de la fluidité membranaire à l’échelle de la cellule unique pour différentes lignées cellulaires (LR73, MCF7, KB3. 1, MESSA et MDCKII). Une simulation Monte-Carlo montre qu’un modèle simple de diffusion à deux dimensions dans une matrice contenant des microdomaines visqueux peut rendre compte de l’allure asymétrique typique des distributions obtenues. Ce résultat a été utilisé pour évaluer les modifications membranaires liées à la surexpression de la P-glycoprotéine, protéine responsable d'un phénomène de résistance à la chimiothérapie. Nous avons également comparé la structuration membranaire de diverses lignées cancéreuses, chacune se déclinant en une version sensible et une version résistante à un médicament : la Doxorubicine. Dans un second temps, nous proposons une nouvelle méthode d’illumination locale basée sur un transfert d’énergie non radiatif. Cette méthode permet de réduire la profondeur de champ du microscope à l’échelle nanométrique. Nous en démontrons ici le potentiel pour l'utilisation de la FCS dans des solutions micromolaires ainsi que pour l'imagerie de l'adhésion cellulaire
Fluorescence correlation spectroscopy (FCS) is a single molecule technique very well suited for in vivo studies. We have used FCS to explore plasma membrane microfluidity of living cells. Measurements were conducted at the single cell level, which enabled us to get a detailed over-view of the typical plasma membrane microviscosity distribution of each cell line studied (LR73, MCF7, KB3. 1, MESSA and MDCKII). A Monte Carlo simulation based on a 2D diffusion model enables us to link the asymetric fluidity distribution profile with the plasma membrane micro-organization. This result was used to determine the membrane organisation related to the surexpression of the P-glycoprotein (Pgp), a protein implicated in multidrug resistance. We also compare the membrane structuration of various cancer cell lines, each comes in two versions, a sensitive one and a resistant one to a chemotherapeutic drug: the Doxorubicin. Secondly, we propose a new excitation scheme based on a nonradiative energy transfert. This approach allow us to reduce the illumination depth of the microscope at the nanometric scale. We demonstrate its potential through two applications: FCS in micromolar solutions and fluorescence imaging on cells adhesion areas

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Bourjilat, Ayoub. "Étude et conception d’une plateforme microfluidique pour la détection de séquence ADN par spectroscopie d’impédance." Thesis, Université de Lorraine, 2017. http://www.theses.fr/2017LORR0343/document.

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Abstract:

L’objectif de cette thèse est la conception de biocapteurs capables de détecter la présence de séquences d’ADN sans utilisation de marqueurs chimiques ou de traitement préalable de l’échantillon. Le principe de mesure utilise la spectroscopie d’impédance pour la détection du changement provoqué par la présence de la séquence ADN sur le biocapteur. Notre étude s’appuie sur des simulations analytiques et numériques pour définir les dimensions des capteurs adaptés aux mesures en basse fréquence ainsi que le développement d’un modèle de circuit équivalent qui prend en considération les effets d'interfaces. La fabrication du capteur a été réalisée en plusieurs étapes. Dans un premier temps, la conception et la fabrication en salles blanches ont été optimisées pour des structures interdigitées avec différentes géométries et différents types de substrat (Verre, Si, SiO2). Après la validation du modèle, par des mesures sur des solutions de conductivité étalon et sur plusieurs concentrations d’ADN, l’analyse des résultats nous a conduits à proposer une nouvelle structure à électrodes concentriques mieux adaptée aux mesures d’impédance en basses fréquences pour des milieux liquides. Deux prototypes de taille micrométriques, l’un à électrode interdigitée et l’autre à électrode concentrique ont été développés pour une étude comparative
The objective of this thesis is the conception of a biosensor able to detect the presence of DNA sequences without any use of chemical markers or a prior treatment of the samples. The measurements are performed using impedance spectroscopy technique to detect the changes caused by the presence of DNA sequences on the biosensor. Our study is based on analytic and numeric simulations, which allows us to define the dimensions of the sensors adapted to low frequency measurements and to propose an equivalent circuit model taking into account the effects of the electrical double layer. The sensor was manufactured in several steps. Initially, clean room design and manufacturing were optimized for interdigitated structures with different geometries and substrate types (Glass, Si, SiO2). The data analysis of the measurement on standard conductivity and on several DNA concentrations using interdigitated electrode biosensor, allows us to propose a new design with concentric electrodes which is more adapted to low frequency impedance measurement according to a comparative study between interdigitated and concentric electrodes

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Léger, Yoan. "Détection de spins individuels dans les boîtes quantiques magnétiques." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00202472.

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Abstract:

Nous avons étudié par micro-spectroscopie des boîtes quantiques de semiconducteurs II-VI contenant une impureté magnétique individuelle (atome de Mn). L'émission optique de ces systèmes est régie par les interactions entre les porteurs confinés et le spin Mn. Des expériences de magnéto-optique ont permis de déterminer les différents paramètres contrôlant ces interactions. L'analyse du spectre d'émission de certaines de ces boîtes quantiques magnétiques permet de détecter directement l'état de spin de l'impureté magnétique. Les conditions de cette détection sont fortement influencées par une anisotropie de forme de la boîte quantique étudiée ou la présence d'un champ de contraintes inhomogène dans l'échantillon. Les effets de ces phénomènes sur les propriétés optiques des boîtes ont été analysés en détail. Nous nous sommes également consacrés à l'étude des différents états de charges des boîtes quantiques magnétiques. Celle-ci révèle la possibilité de contrôler électriquement ou optiquement l'anisotropie magnétique de systèmes magnétiques nanoscopiques. Enfin, nous avons abordé l'étude de la dynamique de spin dans ces systèmes. Les fluctuations temporelles d'un spin individuel ont été mises en évidence en analysant la statistique des photons émis par une boîte quantique.

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Le, Danvic Chrystelle. "Détection de l’oestrus chez les bovins." Thesis, Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10185/document.

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Abstract:

L’œstrus (ou chaleurs) est une période critique dans la mise en place des processus de reproduction au sein des élevages. Or, les techniques de détection actuelles s’avèrent lourdes à mettre en place, onéreuses et n’assurent pas une détection systématique de l’œstrus. Le mâle est capable de détecter l’œstrus par l’intermédiaire de signaux chimiques émis dans les urines de femelle. La connaissance de ces signaux, ainsi que de leurs protéines de liaison dans les tissus olfactifs devrait permettre le développement d’un biosenseur, permettant de détecter de façon automatique et précise les composés volatils émis par les femelles en œstrus. Afin de mettre en évidence les signaux chimiques de l’œstrus chez les bovins (Bos Taurus), des urines de vaches (30) ont été collectées à différents stades de leur cycle œstral. La composition chimique de ces urines a été déterminée par chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse. La comparaison des profils chimiques urinaires au cours de cycle œstral a permis l’identification d’une série de composés présents de façon spécifique aux stades pré-œstrus et/ou œstrus chez certains animaux. Une grande variabilité interindividuelle et entre les collectes a été observée. Aucune protéine impliquée dans la liaison des composés œstrus-spécifiques identifiés n’a pu être mise en évidence dans les urines des femelles émettrices. Chez l’animal détecteur, plusieurs isoformes de la protéine bovine de liaison aux odeurs (OBPb) ont pu être mises en évidence dans les tissus olfactifs. Des études biochimiques ont confirmé la phosphorylation d’un des variants de l’OBPb et la présence d’une chaîne N-glycannique sur la partie N-terminale de la protéine. L’existence d’une diversité d’OBPb suggère une spécificité de liaison de chaque isoforme vis-à-vis des ligands odorants. Leur propriété de liaison a été quantifiée par spectroscopie de fluorescence, ouvrant ainsi la voie à des études de relations structure-fonction de ces OBP
Estrus detection is the critical stage in livestock reproduction. Efficiency of artificial insemination, the major method of reproduction used in cattle, depends on the accurate detection of this short female stage. Currently used detection methods are quite expensive and insecure. This work aims to the elucidation of chemical communication involved in estrus detection by the male. Indeed, male can detect heats by olfactory cues emitted in urine of female. Identification of such chemical cues and their associated binding proteins in estrus behaviour will permit to develop new biotechnological tools as biosensors for estrus detection. To characterize estrus specific molecules, urine from 30 cows was collected at specific stages of the estrus cycle and their chemical composition has been assayed by GC/MS analysis. No systematic estrus specific compounds have been characterized, but we were able to characterize a few compounds as pre-estrus and/or estrus specific in some animals. Identified compounds remain to be tested for their biological activity and ability to elicit sexual behaviour to confirm their implication in estrus detection. No protein binding these molecules could be identified in urine. The urinary serum albumin, described in female elephant urine as a pheromone carrier protein, was characterized. The study of protein in the olfactory area led us to identify several isoforms of bovine Odorant Binding Protein (bOBP), in male and female olfactory tissues. Isoforms can be distinguished by their post-translational modifications. Biochemical experiments showed phosphorylation on one bOBP variant and a N-glycan is present at the N-terminus of the protein. Existence of various bOBP isoforms suggests function specificity, in particular in their binding properties. Spectroscopic fluorescence experiments were performed to analyze the structure-function relationships between the various bOBP isoforms and odorant molecules to ascertain this hypothesis

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Le, Minh Hai. "Electrodéposition de film de SnO2 nanostructurés pour la détection électrochimique sans marquage d'ADN." Thesis, Grenoble, 2013. http://www.theses.fr/2013GRENI091/document.

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Abstract:

Dans le domaine stratégique des biocapteurs sans marquage, la détection de l'élément biologique est directement liée à la variation d'un paramètre physique donné du composé sensible (transducteur). Dans le cas de la détection de l'hybridation de l'ADN par spectroscopie d'impédance électrochimique non faradique (sans label redox), la détection se base sur le changement de conductivité de l'élément sensible. Celui-ci est généralement un matériau semi-conducteur. La présence sur sa surface, de charges électriques amenées par des biomolécules chargées, comme les brins d'ADN, induit, par un phénomène connu d' »effet de champ électrique », la création d'une zone de charge d'espace subsurfacique. Celle-ci se caractérise par la courbure vers la surface des niveaux énergétiques. En conséquence de quoi, l'impédance de l'interface électrolyte/ADN/semi-conducteur varie. Antérieurement, nous avions démontré la faisabilité de l'utilisation de films d'oxydes semi conducteurs, tels CdIn204, SnO2 pur ou dopé, présentant des surfaces denses 2D en tant qu'éléments sensibles dans des capteurs à ADN basés sur la détection par spectroscopie d'impédance électrochimique non faradique. Les résultats avaient montré que, si CdIn204 présentait une sensibilité supérieure à celle de SnO2, cet oxyde était en revanche très fragilisé durant les étapes de fonctionnalisation, ce qui n'est pas le cas de SnO2 qui est un oxyde stable et robuste chimiquement. L'objectif du présent travail a été (i) d'améliorer les performances des capteurs à base de SnO2 en utilisant cette fois des films nanostructurés (1 ou 3D) afin de développer la surface spécifique, et (ii) d'étudier comment la topologie de surface influe sur le signal de détection de l'hybridation de l'ADN. Dans un premier temps, différentes nanostructures de SnO2 ont été élaborées par la technique d'électrodéposition que nous avons montée et mise au point de façon à obtenir des films reproductibles. La morphologie désirée des films –nanofils 1D ou matrice nanoporeuse 3D- a été obtenue en modifiant la procédure et les paramètres de dépôt. Leurs caractéristiques microstructurales, morphologiques, chimiques et électriques ont été déterminées par DRX, MEB, XPS et spectroscopie d'impédance. Puis, en vue du greffage covalent d'ADN, un procédé de fonctionnalisation multi-étape a été réalisé. Enfin, dans un troisième temps, la détection de l'hybridation d'ADN sans marquage, réalisée par spectroscopie d'impédance électrochimique sur les deux types de films nanostructurés, a été réalisée. En parallèle, afin de valider l'hybridation de l'ADN, la détection par microscopie à fluorescence, soit en mode épifluorescence, soit en mode confocal, a été menée. En comparaison des surfaces denses 2D de SnO2 (étude antérieure), les résultats ont montré une sensibilité supérieure, avec une limite de détection observée d'ADN de 2 nM, montrant l'importance d'avoir une surface développée. La structuration en nanofils est plus favorable que la matrice nanoporeuse en terme de sensibilité. Par ailleurs, en utilisant des ADN cibles, soit non complémentaires, soit possédant une ou deux mutations, nous avons pu montrer le caractère hautement sélectif de notre capteur dans le cas des deux types de nanostructures. Ce travail fortement expérimental a aussi permis de montrer l'importance de l'organisation structurale et morphologique du matériau sensible sur la réponse du signal à l'hybridation d'ADN. En effet, dans le cas des nanofils, comme dans celui des films denses avec surface 2D, le signal de réponse donne systématiquement une augmentation d'impédance. Cela s'explique par le phénomène d'effet de champ explicité plus haut. En revanche, dans le cas de la matrice naporeuse de SnO2, l'hybridation d'ADN entraine une diminution de l'impédance
For environmental in situ diagnostic, as well as for medical point of care diagnostic, quick andaffordable sensing devices are of importance. Label-free biosensors based on electrical orelectrochemical detection methods can provide such features. In previous studies, we havedemonstrated for the first time the feasibility of using semiconductive SnO2 2D dense films fornon-faradic electrochemical impedance DNA detection. The aim of the present study is (i) toimprove the sensing performances by using SnO2 nanostructures in order to benefit from highspecific surface, and (ii) to study the influence of the morphology and microstructure on theimpedimetric DNA detection signal.We performed the cathodic electrodeposition of SnO2 nanostructures. By changing relevantprocessing parameters, two kinds of nanostructures were deposited: 3D nanoporous films and 1Dnanowires. Both nanostructures have been characterized in terms of morphology, microstructureand electrochemical properties.Our results emphasize the importance of both the microstructural and morphological organizationson the impedimetric signal upon DNA hybridization. Opposite tendencies are found. DNAhybridization induces a decrease of the impedance in the case of 3D-nanoporous films, whereasan increase of impedance is obtained in the case of 1D NWs. Indeed, following the dimensionalityof the nanostructures, either external cause - ion transport - or internal cause - field effectphenomenon - can contribute to the impedance variation.The performances of the sensors have also been analyzed, namely: sensitivity, selectivity andreusability. Compared to the 2D dense and 3D nanoporous films, the 1D SnO2 nanowires are morefavorable in term of sensitivity, showing a detection limit of 2 nM

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Martelet, Armelle. "Détection et identification de bactéries dans des matrices complexes par amplification phagique et spectrométrie de masse." Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066577.

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Abstract:

Depuis quelques années, le développement de nouvelles méthodes de détection de bactéries est un enjeu grandissant dans le domaine du diagnostic in vitro, tant pour déterminer l’origine d’une maladie ou d’une contamination, que pour assurer la sécurité des consommateurs. L’objectif principal de ces méthodes alternatives est de réduire le délai de rendu des résultats et/ou d’améliorer l’efficacité de détection. Pour répondre à ce besoin, la spectrométrie de masse (MS) s’est révélée particulièrement avantageuse du point de vue de la réduction du temps d’analyse. Cependant, une étape de culture en amont est toujours nécessaire afin d’obtenir suffisamment de cellules pour les analyses. Les phages sont des virus bactériens qui présentent de nombreux avantages pour la détection des bactéries tels que leur spécificité d’infection et leur simplicité d’utilisation. Le couplage de la MS à l’amplification phagique pourrait se présenter comme une alternative pour réduire le temps de culture en amont de l’analyse. Au travers de ce travail de thèse, nous avons exploré cette voie alternative de détection des bactéries, en combinant l’amplification phagique à une analyse par chromatographie liquide couplée à la MS pour des applications dans des matrices complexes telles que les aliments. Les travaux ont été menés en trois grandes étapes. La première étape a consisté en la découverte de marqueurs protéiques de l’amplification phagique pour plusieurs modèles de phage/bactérie : T4/Escherichia coli, SPP1/Bacillus subtilis, MS2/E. Coli, M13/E. Coli et Felix-01/Salmonella enterica. L’utilisation de la MS à haute résolution (incluant les approches de type bottom-up et top-down) nous a permis d’identifier et de caractériser finement des protéines phagiques appartenant à deux familles distinctes : structurales et non-structurales. Des analyses ciblées (LC-MS en mode SRM) ont ensuite été développées pour les marqueurs de trois modèles (T4, SPP1 et MS2). Dans la deuxième étape, nous avons combiné ces analyses ciblées avec une préparation d’échantillon pour la détection des bactéries après amplification phagique. Les protéines non-structurales n’avaient jusqu’à présent jamais été exploitées pour la détection des bactéries, et, pour la première fois, des applications en matrices alimentaires (jus d’orange, cassoulet) ont été décrites. Enfin, dans la troisième étape, nous avons amélioré les performances de la méthode de détection du modèle T4/E. Coli. L’introduction d’une séparation immunomagnétique des particules virales après amplification au sein des bactéries hôtes a permis de détecter jusqu’à 1 cfu/mL d’E. Coli dans une matrice alimentaire complexe (lait).

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Pézeril, Thomas. "Génération et détection d'ondes acoustiques transverses picosecondes : théories et expériences." Le Mans, 2005. http://cyberdoc.univ-lemans.fr/theses/2005/2005LEMA1001.pdf.

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Abstract:

L'acoustique picoseconde est basée sur une technique pompe-sonde optique nécessitant l'emploi d'un laser pulsé subpicoseconde permettant la génération et la détection d'impulsions acoustiques ultrabrèves. L'onde acoustique picoseconde générée est par nature longitudinale lorsque le transducteur opto-acoustique est isotrope. Ainsi, jusqu'à présent, dans la plupart des cas, seul le mode acoustique longitudinal a pu être employé au diagnostic mécanique de structures submicroniques. La mise en oeuvre d'une source acoustique picoseconde d'ondes transverses ouvrirait la voie à de nouvelles perspectives expérimentales. Dans ce travail de thèse, la génération d'ondes acoustiques transverses picosecondes par le mécanisme de génération thermoélastique est envisagée analytiquement et exploitée expérimentalement à partir de transducteurs opto-acoustiques anisotropes, le cas échéant, des substrats métalliques désorientés. La problématique concerne tant la génération thermoélastique que la détection élasto-optique des ondes acoustiques transverses picosecondes. En premier lieu, la théorie de la génération thermoélastique dans des matériaux anisotropes est présentée afin de caractériser la potentialité de la génération thermoélastique et de concevoir les mécanismes propres à la génération des ondes transverses. Puis la théorie de la détection élasto-optique est exposée afin d'étayer l'opportunité d'utilisation du substrat métallique anisotrope en tant que capteur d'ondes transverses picosecondes. Le rôle bivalent du substrat en tant que transducteur et capteur d'ondes transverses picosecondes est opportun. En second lieu, les expériences picosecondes réalisées avec des substrats monocristallins de zinc désorientés sont présentées et interprétées grâce aux prédictions théoriques. Les expériences attestent de l'efficacité de la génération in situ des ondes acoustiques transverses picosecondes et de la génération par réflexion-conversion de modes des ondes acoustiques longitudinales picosecondes. Les simulations numériques concernant les résultats expérimentaux permettent la mesure des coefficients photo-élastiques du zinc. Enfin, l'extrapolation à des substrats polycristallins métalliques permet de démontrer l'efficacité de la génération thermoélastique à partir de cristallites non texturés (001)
Picosecond laser ultrasonics applies opto-acoustic and acousto-optic transformations for the excitation and detection, respectively, of the hypersonic pulses with the duration shorter than hundreds of picoseconds, which are commonly applied for the non-destructive testing of the nanostructures. Starting the pioneering experiments for more than 20 years most of the research has been conducted with longitudinal acoustic mode only. The excitation of quasi-plane acoustic waves is controlled by focusing the femtosecond pump laser pulse on the front surface of the sample to the spot with the diameter significantly exceeding both the depth of the substrate heated region of the material and the distance of sound propagation during the pulsed laser action. Due to this, the diffraction length of the acoustic pulses generated significantly exceeds the characteristic spatial scales involved in echo monitoring of the nanostructures. Unfortunately the layers of the nanostructures are usually elastically isotropic (microcrystalline) or anisotropic (monocrystalline) but with symmetry axis orientation along the normal to the layers. This prevents by symmetry principles excitation of plane shear acoustic waves. The shear mode generation in picosecond ultrasonics is of fundamental issue. One of clear perspectives in the application of coherent shear hypersound is the diagnostics of solid-solid and solid-liquid interfaces and Kapitza resistance by shear phonons. In this thesis, the thermoelastic generation of shear picosecond acoustic waves is analytically treated and experimentally investigated in the case of anisotropic opto-acoustic transducers made of metallic substrate cut off-axis of symmetry. The problematic concerned the thermoelastic generation and the acousto-optic detection of the picosecond shear acoustic waves. First, the thermoelastic generation theory in anisotropic materials is developed to characterize the efficiency of generation and to fully understand the physical processes. That merged on the description of a new volumetric but non-local mechanism of plane shear waves excitation through thermoelasticity which is operative even in crystals with isotropic thermal expansion (in cubic crystals). The theory of the acousto-optic detection in such anisotropic material is also developed. The using of the metallic substrate as a transducer and sensor of picosecond shear acoustic pulses is opportune. Second, the picosecond acoustic experiments are realized with monocristallines substrates of zinc cut off-axis of symmetry. Thanks to the theoretical predictions, the signals can be interpreted and analyzed. Experimentally, the efficiency of the thermoelastic generation is proved. The full numerical computation of the reflectivity signals gave a set of the zinc photoelastic coefficients. Finally, the extension to a zinc polycristalline sample, natively without grain preferenced orientation (001), also proved to be efficient

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Bendriaa, Loubna. "Etude et caractérisation de biocapteurs bactériens luminescents pour la détection de molécules et de microorganismes." Le Mans, 2005. http://cyberdoc.univ-lemans.fr/theses/2005/2005LEMA1024.pdf.

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Madon, Lydie. "Etude d'un dispositif destiné à la détection en continu d'aérosols métalliques dans l'air." Toulouse 3, 1996. http://www.theses.fr/1996TOU30035.

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Abstract:

La plupart des metaux et de leurs composes chimiques sont particulierement toxiques pour la sante publique et l'environnement lorsqu'ils se trouvent sous la forme d'aerosols. Or les sources d'aerosols metalliques sont de plus en plus abondantes avec, notamment, le developpement du traitement thermique des dechets. Des normes tres strictes concernant les teneurs en aerosols de metaux lourds des rejets gazeux sont deja en vigueur et les valeurs limites des concentrations en metaux risquent d'etre encore diminuees. Actuellement, il n'existe pas de methode permettant d'effectuer les mesures de concentrations en particules metalliques dans l'air sur site et en temps reel. La methode qui est toujours utilisee consiste a pomper de tres grandes quantites d'air a travers des filtres qui sont ensuite analyses par les techniques classiques de spectroanalyse (emission ou absorption atomique). Face a ces constatations, un dispositif permettant le suivi en continu et en temps reel de la concentration d'elements metalliques directement dans l'atmosphere de zones a risques a ete concu. Le principe de cet appareil repose sur l'etude du spectre optique emis par un plasma sans electrodes du type plasma a couplage inductif (icp) cree a partir de l'air sous surveillance. La premiere partie de ce travail est consacree a l'analyse de la toxicite des metaux lourds sur la sante publique ; les normes de securite en vigueur et les techniques de detection actuelles sont decrites. Dans la deuxieme partie, nous presentons les differents elements de l'appareil. La troisieme partie est consacree a la description des methodes specifiques de determination de la temperature que nous avons utilisees. Ces methodes de diagnostic sont basees sur l'analyse des emissivites du monoxyde d'azote (no) et de l'hydroxyde (oh). Elles ont permis, en association avec le calcul des compositions a l'equilibre et hors equilibre des etats excites emetteurs et avec la simulation des bandes moleculaires, d'obtenir la temperature des particules lourdes atomiques ou moleculaires et des electrons. Dans la quatrieme partie, nous discutons des problemes lies a l'etalonnage et a la detection du signal des analytes pour ce type d'appareil. Nous presentons les limites de detection obtenues pour un certain nombre de metaux. Elles sont comparees aux concentrations maximales admissibles en vigueur et aux limites de detection obtenues par d'autres auteurs dont la preoccupation est la mise au point de methodes de controle en continu des metaux

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Le, Garrec Hélène. "Etude et optimisation de la limite de détection en spectrophotométrie d'absorption atomique : contribution à la compréhension des mécanismes en milieu eaux naturelles." Brest, 1997. http://www.theses.fr/1997BRES2006.

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Abstract:

A la limite de détection définie par l'impact est le meilleur paramètre d'optimisation en spectroscopie d'absorption atomique à atomisation électrothermique (SAAET) quand il s'agit d'atteindre les meilleures limites de quantification, mais les 11 mesures nécessaires à sa détermination sont matériellement impossibles à effectuer systématiquement. Un calcul statistique simple et une étude expérimentale sur le bruit affectant les signaux d'atomisation blancs intègres ont permis de montrer les conséquences de l'intégration sur les limites de détection qu'il est possible d'annoncer et de définir une nouvelle grandeur d'optimisation, la limite de détection estimée ou DLE, calculée sur une seule atomisation. Cette grandeur est très proche de la limite de détection instrumentale (IUPAC) quand un procédé d’affectations correctes du zéro est employé. L’introduction de la contribution d'un signal non-spécifique à l'expression de la DLE permet de traiter également le cas des échantillons naturels. Une démarche d'optimisation de la méthode, fondée sur le suivi de la DLE a l'aide de matrices d-optimales, a pu ainsi être proposée en considérant indépendamment deux catégories de paramètres. Pour les facteurs spectroscopiques, cette méthode d'optimisation est appliquée au cadmium, manganèse, cuivre et étain et pour les facteurs électrothermiques, a la détermination du cadmium, du manganèse et du cuivre dans un milieu naturel complexe, l'eau de mer. L’abaissement des limites de quantification en saaet passe aussi par une meilleure connaissance de la chimie complexe se produisant à haute température dans l'atomiseur. Des conditions expérimentales particulières sont proposées pour permettre des études cinétiques de signaux génères en présence de matrices minérales. Ces conditions, testées pour le manganèse et le cuivre en présence de quelques matrices nitrate et sulfate, ont conduit a la proposition de schémas raisonnables de réactions d'atomisation et de décomposition des matrices.

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Gallion, Philippe. "Pureté spectrale d'un laser semiconducteur synchronisé : applications à la détection optique cohérente." Montpellier 2, 1986. http://www.theses.fr/1986MON20090.

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Abstract:

Un modele simple permet une très bonne interprétation d'analyses spectrales de lasers gaalas par interférométrie fabry-perot et interférométrie hétérodyne. L'étude proposée permet d'évaluer la sensibilité au bruit de phase des lasers des différents systèmes optiques cohérents et fournit les bases théoriques de l'interférométrie hétérodyne utilisée pour effectuer électriquement des analyses spectroscopiques de très haute résolution. Une généralisation des équations du laser montre qu'une force de rappel pour la phase introduite par l'injection d'un signal optique extérieur lui permet de résister à la diffusion de phase lente induite par sa propre émission spontanée.

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Dissertations / Theses on the topic 'Spectroscopie à détection synchrone'

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