Letteratura scientifica selezionata sul tema "Transfert d'énergie par collision"

Les Stations de Transfert d'Energie par Pompage (STEP) représentent plus de 97 % des stockages d'énergie électrique dans le monde et totalisent environ 170 GW de puissance installée. La France et la Belgique disposent actuellement de 9 STEP d'une puissance totale de 6,3 GW mais il n'existe plus de nouveaux sites acceptables pour des STEP conventionnelles car ces dernières nécessitent le creusement de deux bassins en surface et ne peuvent être installées que dans des zones au relief marqué. Suite à la demande de stockage d'énergie engendrée par le développement des énergies renouvelables intermittentes, on aborde la possibilité de créer de nouvelles STEP non conventionnelles en utilisant les bassins existants dans des mines ou des carrières abandonnées ou en voie d'abandon. Il peut s'agir de bassins en surface ou en souterrain, ces derniers donnant accès à la technologie des STEP souterraines ou semi-souterraine (STEP-3S). On décrit ici le potentiel de ces nouvelles technologies de STEP ainsi que les risques et impacts qu'elles sont susceptibles d'engendrer : interactions hydromécaniques et hydrochimiques avec les aquifères adjacents, mouvements de terrain, émissions de gaz. Il s'agit de risques déjà identifiés et maîtrisés dans le cadre d'autres activités du sous-sol.

The radiolysis of water with heavy ions of high linear energy transfer (LET) (-dE/dx) is characterized, in deaerated medium, by the production of superoxide anions, the radiolytic yields of which increase with the LET. Radiobiological interest in such radical species comes from the oxidative stress which may be generated by their dismutation in O2 and H2O2 in anoxic medium (radiotherapy with heavy ions). A brief review of the measurements of superoxide free radicals in aqueous solution by indirect or direct methods is presented. Moreover, some experimental results obtained by pulse radiolysis with Ar18+ ions (TEL = 290 keV·µm-1), are described. The interpretation of the kinetics takes into account the superoxide absorbance and that of hydrogen peroxide, which is present at the millisecond time scale.Key words: pulse radiolysis, heavy ions, superoxide radicals, high LET, kinetics.[Traduit par la Rédaction]

Par leur abondance et leur diversité taxonomique et fonctionnelle, les microorganismes jouent un rôle prépondérant dans les flux de matière et d'énergie au sein des écosystèmes aquatiques. Au cours de ces dernières années, les progrès réalisés au niveau des techniques d'identification, de dénombrement et de mesure d'activité métabolique, notamment en microscopie à épifluorescence et en biologie moléculaire, ont permis d'entrevoir l'extraordinaire diversité des microorganismes aquatiques, l'étendue de leurs conditions de vie et leurs abondances jusqu'alors largement sous-estimées. De plus, l'amélioration sensible des méthodes séparatives a permis de décrire, in situ, la composition biochimique des communautés et d'aborder les transferts de matière sous un angle qualitatif. L'ensemble des résultats disponibles laisse apparaître que les relations trophiques entre les microorganismes forment un véritable réseau à l'intérieur duquel la boucle microbienne permet le transfert, au moins en partie, de la production picoplanctonique vers les niveaux trophiques supérieurs. Ainsi, des progrès conséquents ont été réalisés quant à la compréhension du rôle des communautés bactériennes dans les flux de matière, y compris au niveau d'environnements particuliers (biofilms, milieux extrêmes). Par ailleurs, alors qu'il a été longtemps admis que la régulation des communautés bactériennes était essentiellement liée à la disponibilité ou à la qualité des substrats organiques, il apparaît maintenant que la limitation par les éléments nutritifs minéraux, la prédation des protistes phagotrophes et du métazooplancton et la lyse virale sont également des facteurs susceptibles d'intervenir significativement dans ce contrôle. Malgré ces progrès considérables dans le domaine de l'écologie microbienne, près de 90% des microorganismes présents dans l'environnement n'ont pas encore été décrits et la compréhension des relations entre les microorganismes et le fonctionnement des écosystèmes restent un enjeu majeur pour les années à venir.

Un modèle décrivant la température d'équilibre des lagunes a été développé, tenant compte des différents flux de chaleur que celles-ci échangent avec l'air et le sol environnant. Six composantes différentes ont été inclues dans le calcul de ce bilan thermique: radiation solaire, évaporation, convection, rayonnement atmosphérique, rayonnement de la surface du plan d'eau, échange via les parois en contact avec le sol. Le modèle ainsi obtenu a été testé avec efficacité sur deux lagunes aérées et une lagune naturelle situées sous climat tempéré ; sa précision sur l'estimation des températures d'équilibre étant de l'ordre de 0.7 °C. Des simulations en continu ont également pu être effectuées au moyen d'une variante dynamique, tenant compte de l'inertie thermique qu'entraîne le volume des bassins. Quelle que soit la saison envisagée, la principale forme d'apport de chaleur est représentée par la radiation solaire tandis que la dissipation d'énergie se partage entre les flux d'évaporation et la balance des deux flux de rayonnement. Les bassins échangeraient en moyenne plus de 250 W/m2 ; le maximum de transfert de chaleur correspondant au printemps et à la période estivale. Enfin, l'analyse de sensibilité du modèle nous a permis de mettre en évidence la contribution de chacun des termes intervenant dans le calcul de ce bilan thermique et de révéler sa dépendance vis-à-vis principalement de la température d'entrée, du rayonnement solaire et de la température de l'air.

Les massifs paléozoïques d’Europe nord-occidentale ont quasi tous connu, à des degrés divers, une surrection au cours du Pliocène et/ou du Quaternaire. Quoiqu’on ait proposé d’expliquer ces soulèvements, soit par un plissement lithosphérique de la plateforme européenne au front de l’arc alpin, soit par la présence d’une série de panaches mantelliques au sein du manteau supérieur, aucun accord n’existe quant à une cause d’ensemble des mouvements, en particulier par manque d’information temporelle précise sur leur évolution. Nous abordons ici la question par l’analyse morphométrique des bassins de rivière sur la base d’un indice composite quantifiant le degré d’avancement de la réponse régionale par incision des systèmes de drainage à un signal tectonique de soulèvement. Appliquée à 7 478 bassins de toute taille, cette mesure effectuée à partir des données altimétriques SRTM 3’’ identifie une vaste zone de la plateforme où les valeurs d’indice évoluent de façon cohérente, témoignant d’un soulèvement d’ensemble dont l’axe se propage depuis la marge de la chaîne alpine, où il se manifeste dès 2,5 – 2 Ma, vers le NNO et le NO, où on l’observe récemment au NO du Bassin parisien et au NNO du Massif schisteux rhénan. Dans le contexte de l’évolution géodynamique de l’arc alpin au Néogène et au Quaternaire et de ses répercussions sur son avant-pays, nous interprétons ce soulèvement plio-quaternaire d’une partie de la plateforme à l’avant des Alpes centre-occidentales comme une manifestation tardive du transfert de contraintes de compression de la chaîne vers son avant-pays au niveau de la croûte supérieure, manifestation prolongeant et propageant de façon atténuée la tectonique de couverture qui, de 12 à 4 Ma, a plissé la chaîne du Jura et soulevé, plus au nord, le plateau du Jura. Cette interprétation a pour conséquence de reléguer à de seconds rôles l’influence d’une part d’instabilités diapiriques dont l’impact est limité localement (Eifel, Massif central), d’autre part du plissement lithosphérique, dont l’influence dans la région étudiée fut la plus sensible au Miocène et dont l’analyse morphométrique ne laisse plus soupçonner un rôle actuel qu’au sud du Bassin parisien.

International audience Wireless sensor networks (WSN) face many implementation’s problems such as connectivity, security, energy saving, fault tolerance, interference, collision, routing problems, etc. In this paper, we consider a low-density WSN where the distribution of the sensors is poor, and the virtual architecture introduced by Wadaa and al which provides a powerful and fast partitioning of the network into a set of clusters. In order to effectively route the information collected by each sensor node to the base station (sink node, located at the center of the network), we propose a technique based on multiple communication frequencies in order to avoid interferences during the communications. Secondly, we propose an empty clusters detection algorithm, allowing to know the area actually covered by the sensors after the deployment, and therefore, giving the possibility to react accordingly. Finally, we also propose a strategy to allow mobile sensors (actuators) to move in order to: save the WSN’s connectivity, improve the routing of collected data, save the sensors’ energy, improve the coverage of the area of interest, etc. Les réseaux de capteurs sans fil (RCSF) font face à de nombreux problèmes dans leur mise en oeuvre, notamment aux problèmes de connectivité des noeuds, de sécurité, d'économie d'énergie, de tolérance aux pannes, d'interférence, de collision, de routage, etc. Dans ce document, nous considérons un RCSF peu dense, caractérisé par une mauvaise couverture de la zone d'inté-rêt, et l'architecture virtuel introduite par Wadaa et al qui permet de partitionner efficacement ce type de réseau en clusters. Dans l'optique de router optimalement les informations collectés par chaque capteur jusqu'à une station de base (noeud sink, supposé au centre du réseau), nous proposons une technique d'utilisation des fréquences multiples pour limiter les interférences lors des communications. Ensuite, nous proposons un algorithme de détection de clusters vides permettant d'avoir une vue globale de la répartition réelle des capteurs dans la zone d'intérêt, et ainsi donner la possibilité de réagir en conséquence. Nous proposons également une stratégie de déplacement des capteurs mobiles (actuators) afin de: sauvegarder la connectivité du RCSF, optimiser le routage, économiser l'énergie des capteurs, améliorer la couverture de la zone d'intérêt, etc.

L’existence de molécules d’eau dans l’espace a été confirmée en 1964 lorsque des raies du spectre de vapeur d’eau ont été détectées dans l’atmosphère d’étoiles riches en oxygène. Des raies de rotation ont depuis été détectées dans de très nombreux environnements, incluant les nuages moléculaires et les régions de formation stellaire. Les modèles astrophysiques utilisés pour modéliser les conditions physiques régnant dans ces milieux ne prennent pour l’instant en compte que la rotation des molécules d’eau. Mais, des études d’environnements plus chauds, comme les enveloppes et les atmosphères des étoiles évoluées, ont conduit plus récemment à la détection de molécules d’eau dans des états vibrationels excités. La détermination des taux de relaxation vibrationnelle de l’eau par collisions avec les éléments les plus abondants du milieu interstellaire, H2, He, H and e− est ainsi devenue nécessaire à la modélisation de ces environnements. Malheureusement, les données théoriques actuellement disponibles se limitent aux transitions rotationnelles. Les études expérimentales souffrent des mêmes limitations mais offrent la possibilité de valider les résultats des modèle théorique employés. Lorsque les systèmes astrophysiques pertinents sont trop difficiles à mesurer, les expérimentateurs étudient des systèmes modèles choisis pour leurs similarités. C’est pourquoi des études de relaxation rotationnelle ont été menées à la fois pour des systèmes d’intérêt astrophysique et pour des sytèmes modèles dont les résultats ont été comparés aux données expérimentales disponibles. C’est le cas des relaxations rotationelles de H2O, D2O et HDO par collisions avec le néon. Un excellent accord est obtenu avec les résultats d’une expérience récente pour les collisions HDO+ Ne validant ainsi la surface d’énergie potentielle (PES) développée pour ce système. Celle ci est utilisée pour déduire des règles de préférence pour les collisions de l’eau avec des gaz rares. La section efficace différentielle (DCS) offrant l’information la plus détaillée décrivant un processus collisionnel, les collisions H2O+Ne, Ar et Xe sont également étudiées, et un très bon accord est obtenu avec les résultats expérimentaux. Le deuxième objectif principal de ce travail est d’étudier la relaxation collisionnelle de niveaux vibrationellement excités de l’eau. La relaxation du bending de l’eau par collision avec l’argon et de D2O par collision avec l’hélium et l’argon sont les premiers systèmes étudiés à l’aide de la méthode Rigid Bender Close Coupling (RBCC). La comparaison avec l’experience a permis de valider cette approche. La dernière partie de ce manuscrit est consacrée à la relaxation vibrationelle de l’eau par collisions avec H2. La méthode RBCC est étendue pour inclure tous les modes vibrationnels de l’eau ainsi que pour traiter les collisions avec une molécule linéaire au lieu d’un atome. Un nouveau code, appelé "Divitas", est développé permettant d’effectuer à la fois des calculs Close Coupling (CC) et Coupled States (CS) pour étudier la relaxation rovibrationnelle de molécules triatomiques, telles que l’eau par collision avec des molécules linéaires, telles que H2. Ce nouveau code est d’abord utilisé pour étudier la relaxation du bending de l’eau par collisions avec H2 et un nouvel ensemble de taux Close Coupling incluant les transitions ro-vibrationnelles est produit. Le taux calculé est en excellent accord avec sa valeur expérimentale à 295 K. Néanmoins, le coût de calcul élevé de la méthode CC représente un obstacle important à l’étude de la relaxation d’états vibrationnels plus excités. Pour surmonter cette difficulté, l’utilisation de l’approximation CS est d’abord validée par comparaison avec les résultats CC. Elle est ensuite utilisée pour étudier la relaxation du deuxième état excité de bending en utilisant pour l’eau une base incluant ses cinq premiers états vibrationnels
The existence of water molecules in space was confirmed in 1964 when the presence of spectral lines of water vapour was detected in the atmosphere of O-rich stars. Subsequently, water has been identified as a prevalent molecule across the universe. Rotational lines have now been observed in a variety of environments, including molecular clouds and star-forming regions. For many years, the astrophysical models used to model the physical conditions prevailing in these environments have only considered the water molecule rotation. However, studies of warmer environments, such as the envelopes and atmospheres of evolved stars, have led to the detection of vibrationally excited H2O molecules. Also, vibrational de-excitation rate coefficients for the collisions of H2O with the most abundant elements in the interstellar media, including H2, He, H and e− are needed to model these environments. Unfortunately, most of the currently available theoretical collisional data are limited to rotational transitions. Experimental studies suffer from the same limitation but offer the opportunity to validate the accuracy of the theoretical model employed. Furthermore, when the relevant astrophysical systems are too challenging to measure, experimentalists often turn to similar systems as a proxy for the systems of interest. The present work, in addition to providing new vibrational data, then also includes rotational (de)excitation studies of systems which are compared with available experimental data. This is the case of the rotational (de)excitation of H2O, HDO and D2O molecules by collisions with Ne. An excellent agreement between theory and a new recent experiment is obtained for the collisions of HDO with Ne validating the new PES developed for this system, which was then used to infer collisional propensity rules for these collisions. Similarly, as the differential cross section (DCS) offers the most detailed information about a collisional process, the collisions of H2O with Ne, Ar and Xe are also studied, and a very good agreement is obtained with the experimental results. The second main objective of this work is to study the collisional relaxation of vibrationally excited levels of water. The first systems to be studied using the Rigid Bender Close Coupling method (RBCC) were the bending relaxation of H2O by collision with Ar and of D2O by collision with He and Ar atoms. The subsequent comparison with experimental data allowed validating this approach. The last part of this manuscript is dedicated to the vibrational relaxation of H2O by collisions with the most abundant astrophysical collider, H2. The RBCC method is extended to include all the vibrational modes of H2O and the collisions with a linear molecule instead of an atom. A new code, called "Divitas," is developed allowing to perform both close coupling (CC) and coupled states (CS) calculations to study the rovibrational relaxation of triatomic molecules, such as H2O, in collision with linear molecules, such as H2. The new code is first employed to investigate the bending relaxation of H2O by collisions with H2 utilising the CC method and a new set of rate coefficients including ro-vibrational transitions is produced. Our global bending relaxation rate is in excellent agreement with the experimental value reported at 295 K. Nevertheless, the high computational cost of the CC method represents a significant obstacle to the study of more excited vibrational states. To circumvent this difficulty, the use of the CS approximation is first validated by comparison with the CC results. It is then subsequently employed to investigate the relaxation of the first bending overtone utilising a H2O basis set incorporating the first five vibrational states of the water molecule

Ce travail s'inscrit dans le cadre des recherches coordonnées sur la combustion dans les moteurs fusées. Il concerne le diagnostic optique de la température par spectroscopie cars. Cette étude est consacrée essentiellement à l'influence de différents perturbateurs (H 2, He, Ar, N 2 ET H 2O) sur les raies Raman purement rotationnelles s 0(j) de h 2. Les raies S 0(J=0 A 4) de H 2 ont été enregistrées à l'aide du spectromètre Raman stimulé à haute résolution de Dijon pour différentes températures comprises entre 296 et 1800 k. Dans le cas de H 2 pur et des mélanges H 2-He, les paramètres collisionnels (déplacement et élargissement) peuvent être extraits directement des spectres expérimentaux. Le déplacement collisionnel varie linéairement avec la racine carrée de la température ; comportement similaire à celui de la branche Q mais avec une amplitude d'un ordre de grandeur plus faible. L'élargissement collisionnel s'écarte d'une loi linéaire à basse température. Les données expérimentales sont comparées aux calculs quantiques réalisés au laboratoire de physique moléculaire de Besançon pour le système collisionnel H 2-He. Dans le cas d’H 2 perturbé par Ar et N 2, l'influence des effets de vitesse en régime collisionnel est moins prononcée que dans le cas de la branche Q. Les spectres sont faiblement asymétriques. Seule apparait une faible non linéarité des coefficients d'élargissement et de déplacement en fonction de la concentration de perturbateur. Le modèle dépendant des vitesses RTBT développé antérieurement pour l'étude de la branche Q permet de rendre compte quantitativement de ces effets en branche S o. Finalement, les branches S o et Q sont étudiées dans les mélanges H 2-H 2o. Seul le comportement de l'élargissement en branche q peut être modélisé en température à partir de lois simples. L'analyse des spectres cars de la branche Q de H 2 réalisés a l'ONERA-Palaiseau dans les flammes cryogéniques montre la validité de notre extrapolation en température.

La déchirure considérée comme un mode optimal d'absorption d'énergie pour les matériaux composites est analysée et simulée sur une éprouvette type sen, en étudiant le processus de propagation d'une entaille préexistante. Afin d'étudier l'influence de la vitesse de choc et du type de matériau sur cette fonction, des essais de déchirure en quasi-statique et en dynamique ont été effectues sur sept types de stratifies a fibres de verre (résine: polyester, vinylester et époxyde) avec différents tissus et hybridation (kevlar, microbilles de verre). Cette étude expérimentale a permis la description du processus de déchirure (3 zones: amorçage, stabilité et instabilité) et la définition d'un nouveau paramètre: la vitesse moyenne de déchirure et son influence sur l'absorption d'énergie. Une analyse phénoménologique est proposée pour l'explication des mécanismes de déchirure. Cette analyse montre que c'est le déchaussement des fibres longitudinales qui freine l'avance de la déchirure et elle met en évidence l'influence prépondérante de la qualité de la liaison fibre-matrice, de l'architecture du renfort, de la ductilité et de la longueur des fibres longitudinales sur l'absorption d'énergie par le processus de déchirure

L'objectif général de cette étude est la réalisation et la caractérisation d'assemblages de céramiques type oxyde (silicate, alumine) par faisceau laser de puissance (YAG, CO2). La première partie est consacrée aux mécanismes relatifs au transfert d'énergie dans les diélectriques (interaction laser-matière, diffusion de la chaleur). La deuxième partie porte sur la méthodologie de réalisation des soudures par le développement d'un dispositif de soudage adapté aux matériaux étudiés et sur leur caractérisation mécanique et microstructurale. La forte sensibilité des céramiques aux contraintes thermiques nécessite en effet de mettre au point un système de préchauffage. Celui-ci permet d'atteindre des températures, au-delà desquelles le matériau est susceptible d'absorber sans dommage les fortes densités d'énergie élastique associées au choc thermique. La réalisation des divers assemblages est effectuée en analysant l'influence des paramètres laser sur la qualité des soudures obtenues. La reproductibilité de tous les essais lasers est assurée par un suivi en temps réel de la température de surface atteinte en cours de traitement. Le contrôle de la température superficielle étant réalisé par pyrométrie optique et thermographie infrarouge, une estimation de l'émissivité des échantillons est donc entreprise. Une dernière partie est réservée à l'étude, par cathodoluminescence, des relaxations radiatives, associées aux défauts des assemblages (impuretés, lacunes et centres associés. . . ). Enfin, l'influence du soudage sur les propriétés de charge des matériaux est abordée par une technique originale : la méthode miroir
CO2 and YAG lasers were used for welging SiO2 Al2O3 ceramic tubes with 60 wt% alumina content (mullite) and Al2O3 tubes with 95wt% alumina content. Investigations of thermal stresses, which must be minimized for crack free welding, show the necessity of preheating. One can preheat the whole workpiece or part of it using different preheating methods. The welding method which could fit the two ceramics was the use of two sub-beams (one is used for preheating) obtained from the division of a primary gaussian beam. The effects of welding parameters on the microstructure of the fusion zone have been studied. Prevention of weld defects including crack and porosity was also investigated. Strength of the weld joints is evaluated by a 4-point bend test and the effects of heterogeneity of ceramics have been taken into account by a Weibull analysis. From cathodoluminescence experiments, the radiative of the samples have been probed in the wavelength rang 250-900 nm. They have been related to the presence of defects as impurities, oxygen vacancies and device centers. At last, ceramics charging properties have been tackled by the use of an original method: the mirror method

On définit ici la "mobilité énergétique": elle relie la puissance active injectée sur une bande de fréquences en un point d'une structure au niveau carré de la vitesse vibratoire obtenue en un autre point. On l'utilise sur une structure isolée pour définir une "additivité énergétique" d'injections simultanées de puissance active pour calculer localement les niveaux carrés de vitesse par bande. On l'utilise sur un assemblage, avec des "facteurs de connexion", pour calculer localement les niveaux carrés de vitesse par bande après couplage en fonction de ceux des sous-structures avant couplage. On remarque que la mobilité énergétique entre deux points non couplés change peu après couplage et que la mobilité énergétique est asymptotiquement invariante si au point excité on ajoute une masse concentrée. On définit aussi le concept de "sources de puissance active" par bande de fréquence et on souligne ses avantages. L'approche par mobilités moyennes énergétiques (EMMA) permet d'effectuer des calculs énergétiques prédictifs approchés et locaux avec uniquement des quantités moyennées par bande de fréquence. Suivent des simulations d'assemblages multipoint (rigides ou élastiques et dissipatifs) de plaques homogènes et hétérogènes, avec l’étude des différentes erreurs de méthode et une application expérimentale sur des assemblages de plaques et de cylindres
The energetic mobility is defined: it links the active injected power in a frequency band at a given point on a structure to the squared velocity level at another point. On a single structure it can be used to add the contributions of several active power injection and obtain the frequency averaged squared velocity level at any point. On an assembly it allows predicting the local frequency averaged squared velocity level after coupling using those on the substructures before coupling. The energetic mobility between two uncoupled points is almost invariant after coupling the structure and the energetic mobility is asymptotically invariant if one adds a mass at the injection point. The concept of active power sources in a frequency band is also defined and declaimed. The energetic mean mobility approach (EMMA) allows one to make local energetic predictions using exclusively frequency band averaged quantities. Numeric tests of multipoint (rigid or elastic and dissipative) coupling of homogeneous and heterogeneous plates follow, with the study of the different errors of the method and with an experiment on plate and cylinder assemblies

Le travail presente dans cette these est une etude experimentale des processus d'echange de charge induits par collision entre un ion simplement charge h#+, h#2#+, he#+, li#+ et une cible de sodium na(3p) excitee par irradiation laser. On s'interesse en particulier a l'influence de l'alignement et de l'orientation initiale de la cible sur les sections efficaces de transfert de charge. Dans une premiere partie realisee a l'universite de copenhague, on etudie le role de l'alignement initial de la cible parallele ou perpendiculaire a la vitesse de collision sur les sections efficaces totales de transfert de charge. Le domaine etendu des energies de collision de 1 a 20 kev correspond a des vitesses en deca et au dela de la vitesse orbitale caracteristique de l'electron na(3p). L'effet d'anisotropie mesure est important pour l'ensemble des systemes etudies et presente une similarite dans la dependance en vitesse de collision qui suggere une loi d'echelle. Dans la deuxieme partie de la these realisee au lcam a orsay, on analyse le diagramme bidimensionnel de diffusion des neutres issus de la collision. Pour la collision li#+-na(3p) a 1 kev, etudiee pour un ensemble complet de polarisations de la cible alignee ou orientee, les sections efficaces differentielles associees aux differentes voies de sortie identifiees par spectroscopie de temps de vol presentent des asymetries remarquables. L'etat final li(2p) produit dans la collision li#+-na(3s) est completement determine par l'analyse du diagramme de diffusion des neutres detectes en coincidence avec un photon de declin de polarisation donnee. Ces resultats sont compares a des calculs semi-classiques recents et constituent un test tres sensible des modeles theoriques. Les resultats preliminaires obtenus dans l'etude du transfert de charge pp montrent la faisabilite d'une experience complete d'etat a etat qui sera la premiere de ce type

L’autonomie limitée du véhicule électrique est le premier frein au développement du marché de l’électrique. La charge inductive dynamique répond à ce problème, en offrant de charger son véhicule en roulant. La principale difficulté est de gérer les variations importantes du couplage magnétique lors du déplacement du véhicule, et ce pendant le transfert de puissance. Une précédente thèse dans l’équipe de recherche sur un prototype de 3 kW avait abouti au concept de recopie de tension, qui stabilise la tension en sortie du coupleur malgré la variation de couplage, et facilite notablement la conception du convertisseur DC/DC faisant interface avec la batterie. La thèse présentée ici porte sur l’adaptation du système pour fonctionner de 20 kW à 30 kW. Cette montée en puissance n’est pas évidente, du fait des importantes contraintes électriques sur les bobines du coupleur (1,4 kV sur le système de 3 kW), et du champ rayonné limité par des références normatives. Tout d’abord, nous proposons une nouvelle commande du circuit résonnant, qui permet de modifier le dimensionnement pour aboutir à des contraintes électriques plus faibles tout en conservant la recopie de tension. Ensuite, une forme de bobine en huit est étudiée pour aider à réduire le champ rayonné. Enfin, une démarche de dimensionnement est établie pour la partie électrique du système, ainsi que pour le coupleur magnétique, alliant modèle analytique et simulations à éléments finis et réduisant considérablement les temps de simulations. Les résultats de l’évaluation des performances du système dimensionné pour la haute puissance sont prometteurs
The limited electric-vehicle distance range is the main reason hindering the development of the electric transportation market. Dynamic inductive charging solves this problem, offering the possibility to charge while driving. The main issue consists in handling wide magnetic coupling variations when the vehicle is moving, while charging. A previous thesis in the research team on a 3-kW prototype led to the concept of voltage copying, which stabilises the coupler output voltage despite the varying coupling, making it easier to design the DC/DC converter linking the coupler to the battery. The hereby thesis deals with adapting this system to transfer from 20 kW to 30 kW. Raising the power is no small matter, due to the high electrical constraints on the coupled coils (1.4 kV on the 3-kW system), and the radiated field, limited by standardised thresholds. Firstly, a new control of the resonating circuit is proposed, allowing to change the system design to get lower electrical constraints and maintaining voltage copying properties. Then, an eight-shape coil was investigated in order to reduce the radiated field. Finally, a design method was conceived for the electrical part of the system, as well as the magnetic coupler, using jointly analytical models and finite element simulations to reduce simulation times. Results of the evaluated performance for such a high-power system are quite promising

Le travail présenté dans ce mémoire donne les caractéristiques du plasma créé lors du soudage laser. La première partie de cette étude est expérimentale. Nous utilisons la spectroscopie d'émission pour déterminer la température et la densité électronique des plasmas. Plusieurs essais ont permis d'étudier l'influence des paramètres de soudage sur la température du panache : puissance du laser néodyme, nature du gaz de protection, durée de l'impulsion. Ces mesures ont été réalisées sur de l'acier inoxydable et sur des métaux purs (Fe, Cr, Ni, Mo, Nb). La spectroscopie d'émission est aussi utilisée pour analyser les défauts de soudage et réaliser, en temps réel, le contrôle de la soudure. Des expériences ont mis en évidence la présence de défectuosités géométriques et chimiques (graisses) sur les surfaces soudées. La deuxième partie de ce travail est consacrée aux simulations numériques développées pour décrire l'interaction laser-plasma. Plusieurs modèles sont présentés. Le calcul des fonctions de partition de chaque élément du panache permet de déterminer numériquement les densités des espèces présentes dans le plasma. Avec ces données, nous précisons les propriétés optiques du panache (coefficient d'absorption et indice de réfraction). L'étude en microscopie électronique de dépôts métalliques, prélevés dans le panache, confirme la présence de particules de petites dimensions. Nous calculons la diffusion du rayonnement laser dans le plasma avec la théorie de Mie. Finalement, nous modélisons le transfert radiatif dans le panache en utilisant une méthode aux ordonnées discrètes. Les résultats obtenus mettent en évidence l'importance de la diffusion, par les petites particules, sur les gradients de température du plasma. Ce modèle peut compléter les simulations numériques caractérisant la géométrie du cordon de soudure
The work presented here gives the characteristics of the laser induced-plasma plume created during laser welding. First, in the experimental part of the study, we have used the emission spectroscopy to determinate the electron temperature and the density of the plasma. Several tests have been achieved. We have estimated the influence of welding parameters such as : the laser power, the nature of the shielding gas, the pulse duration. These measurements have been achieved on stainless steel, but also on pure metals (Fe, Cr, Ni, Mo, Nb). The emission spectroscopy is used to analyse the welding defects, in order to achieve real time control of the process. Experiments have shown that geometrical and chemical (grease) defectiveness can be detected. The second part of this work is devoted to the numerical model used to describe the laser-plasma interaction. Several models are presented. The calculation of the partition function of each element of the plasma plume allows the theoretical determination of the densities. Then we can estimate the optical properties of the plume (absorption coefficient and refractive index). Electron microscopy measurements of the plasma plume deposits show the presence of sma1l particles. Consequently, we apply the Mie's theory in arder to study the laser beam scattering in the plume. Finally, we model the radiative transfer in the plasma using a discrete ordinate scheme. The numerical results point out the major effect of the scattering on the temperature field in the plume. This model can be used in complement of those calculating the geometry of the weld seam

Le couplage de la spectroscopie d'électrons, du rayonnement synchrotron et de faisceaux laser nous a permis d’étudier d’une part la photoionisation résonnante d’atomes aloalins ou aloalino-terreux initialement dans leur état fondamental (Ba) ou excite (Ba*, Na*) d’autre part les processus de transfert collisionnels d'énergie aboutissant à l'ionisation d'une vapeur d'atomes (Ba) irradiée par un rayonnement laser résonnant L'étude des différentes voies de relaxation des états autoionisants peuplés à partir de l’état fondamental du baryum nous a permis de caractériser différentes résonances d'excitation d’un électron 5p ainsi que de mesurer la force d'oscillateur associée à l'ensemble de ces transitions d'excitation. Nous avons également déterminé les seuils d'ionisation 5p vers lesquels convergent différente séries du spectre de photoabsorption. La relaxation d'états autoionisants peuplés par rayonnement synchrotron à partir des états 6s5d 1,3D du baryum excité a pu également être observée et analysée pour la première fois, permettant la mise en évidence et la caractérisation des similarités et des différences dans le comportement d'atomes à l'état fondamental et à l’état excité. L'observation des électrons de très basse énergie émis dans les processus collisionnels de transfert d'énergie et la mesure précise de leur énergie cinétique a permis, dans le baryum excité, de déterminer sans ambiguité la succession des mécanismes aboutissants à l'ionisation de la vapeur : collision d'association d'énergie, collision d’énergie Penning. Enfin, nous avons démontré, dans une expérience de faisabilité réalisée sur le sodium, la possibilité de peupler des états très excités proches de la limite d'ionisation en quantité suffisante pour que leur interaction avec le rayonnement synchrotron soit détectable L'autoionisation des états ainsi créés par l'excitation d'un électron de couche interne et d'un électron de couche externe a été observée et analysée. Les énergies de ces états ont été mesurées ainsi que les forces d’oscillateur relatives des transitions conduisant à leur création
The combined use of electron spectrometry with synchrotron and laser radiations allowed us to study resonant photoionization (autoionization) of alkali and alkaline-earth atoms in the 16-35 eV photon energy range. These atoms were initially in their ground state or brought into some excited states via laser excitation. Ln addition, collisional energy transfer processes leading to the ionization of laser excited barium vapor were also analysed. Various channels are open for the relaxation of autoionizing states created by resonant excitation of a 5p inner electron in barium. We have been able to characterize a number of resonances belonging to various series, to measure the corresponding ionization threholds and to determine oscillation strength for discrete 5p excitation. The same analysis was performed on laser excited barium atoms in 6s5d 1,3D states. Similarities and differences in the behaviour of atoms in ground and excited states with respect to autoionization are pointed out. Through the observation of very low energy electrons emited in collisional processus between excited barium atoms, we have been able to measure their kinetic energy and to determine the full sequence of energy transfer processes leading to the ionization of the vapor (energy Pooling collisions, Penning ionization). Finally, we have demonstrated succesfully that it was possible to use more than one laser in connection with synchrotron radiation to populate, via stepwise laser excitation atoms in highly excited states, close the ionization limit, and to produce inner-shell excited autoionizing states. We have been able to measure the energies of a number of previously unknown autoionizing states in sodium and determine, on a relative scale, the oscillate strength of the various excited transitions