Tesi: "Ultra haute résolution"

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Zumsteg, Cedric. "Spectroscopie ultra haute résolution d'un ion unique de calcium". Phd thesis, Université de Provence - Aix-Marseille I, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00507487.

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Abstract (sommario):

Cette thèse s'inscrit dans un projet visant à réaliser un étalon de fréquence optique à ion unique de calcium confiné dans un piège de Paul. Après avoir passé en revue les différents types d'étalons de fréquence dans le domaine optique actuellement développés (atomes neutres en piège magnéto-optique, atomes neutres dans un réseau optique et ions piégés), l'accent est mis sur le concept d'horloge a ion unique confiné dans une piège radiofréquence. Les notions de piégeage des ions, de refroidissement laser, d'effet systématique et les techniques d'asservissement laser y sont étudiées en détail. Les aspect expérimentaux sont ensuite présentés, en insistant particulièrement sur les deux pièges utilisés au cours des expériences ainsi que sur le protocole expérimental qui détermine le cahier des charges du laser d'horloge. Afin de réaliser un étalon de fréquence optique il faut posséder une source laser dont les propriétés spectrales soient meilleures ou identiques à celle de la transition atomique afin de tirer pleinement profit du facteur de qualité de la transition atomique. L'ensemble des systèmes d'asservissement du laser, lui permettant d'atteindre ces performances, sont décrits. Dans une première partie, l'asservissement du laser sur une cavité Invar de pré-stabilisation est présenté. On peut ainsi atteindre une largeur de raie du laser de l'ordre de 1 kHz. Dans une seconde partie la réalisation et le montage de l'asservissement sur une cavité ULE de haute finesse est détaillé. En utilisant ce dernier étage nous avons estimé la largeur de raie du laser à 120 mHz. Enfin le dernier chapitre est consacré à l'utilisation d'une technique d'optique adaptative afin d'améliorer la qualité des faisceaux laser et ainsi réduire le bruit de fond du système de détection des ions, qui a pour conséquence de dégrader la stabilité du système.

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Zumsteg, Cédric. "Spectroscopie ultra haute résolution d’un ion unique de calcium". Aix-Marseille 1, 2010. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00507487.

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Abstract (sommario):

Cette thèse s'inscrit dans un projet visant à réaliser un étalon de fréquence optique à ion unique de calcium confiné dans un piège de Paul. Après avoir passé en revue les différents types d'étalons de fréquence dans le domaine optique actuellement développés (atomes neutres en piège magnéto-optique, atomes neutres dans un réseau optique et ions piégés), l'accent est mis sur le concept d'horloge à ion unique confiné dans un piège radiofréquence. Les notions de piégeage des ions, de refroidissement laser, d'effet systématique et les techniques d'asservissement laser y sont étudiées en détail. Les aspects expérimentaux sont ensuite présentés, en insistant particulièrement sur les deux pièges utilisés au cours des expériences ainsi que sur le protocole expérimental qui détermine le cahier des charges du laser d'horloge. Afin de réaliser un étalon de fréquence optique il faut posséder une source laser dont les propriétés spectrales soient meilleures ou identiques à celle de la transition atomique afin de tirer pleinement profit du facteur de qualité de la transition atomique. L'ensemble des systèmes d'asservissement du laser, lui permettant d'atteindre ces performances, sont décrits. Dans une première partie, l'asservissement du laser sur une cavité Invar de pré-stabilisation est présenté. On peut ainsi atteindre une largeur de raie du laser de l'ordre de 1 kHz. Dans une seconde partie la réalisation et le montage de l'asservissement sur une cavité ULE de haute finesse est détaillé. En utilisant ce dernier étage nous avons estimé la largeur de raie du laser à 120 mHz. Enfin le dernier chapitre est consacré à l'utilisation d'une technique d'optique adaptative afin d'améliorer la qualité des faisceaux laser et ainsi réduire le bruit de fond du système de détection des ions, qui a pour conséquence de dégrader la stabilité du système.

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Lagoutte, Angélique. "Cristallographie à ultra haute résolution et analyse expérimentale des énergies d'interaction intermoléculaires". Nancy 1, 2007. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_2007_0143_LAGOUTTE.pdf.

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Abstract (sommario):

Les propriétés électrostatiques sont d’une grande importance dans de nombreux processus biologiques (catalyse, reconnaissance moléculaire, fixation de ligands) et dans la formation des cristaux de petites molécules. Le calcul de l’énergie d’interaction électrostatique entre une protéine et son ligand permet l’analyse des relations entre la structure et la fonction protéique. Une description précise de la densité électronique des molécules étudiées est alors nécessaire, ce qui peut être obtenu en utilisant un modèle d'atome non sphérique, comme le modèle multipolaire de Hansen & Coppens, affiné à partir de données de diffraction des rayons X à ultra haute résolution. Afin de calculer la contribution électrostatique de l'énergie d'interaction, des méthodes évoluées d'intégration numérique ont été implémentées dans le logiciel VMoPro. Pour analyser les différentes propriétés électrostatiques, le programme a été modernisé et développé: calculs de grille 2D et 3D, sélection d'atomes, synthèse de Fourier, Laplacien et analyse des points critiques, potentiel électrostatique, énergie de van der Waals, énergie d'interaction électrostatique. Des tests de précision ont permis de valider le méthode d'intégration et d'effectuer les premières applications dans un cristal d'urée. La méthodologie est en cours d'application au calcul d'interaction entre la protéine aldose réductase humaine et le ligand Fidarestat. Dans le but d'étendre la librairie d'atomes multipolaires décrivant la densité électronique des biomolécules, la densité de charge expérimentale de deux bases d'acides nucléiques (la thymidine ribonucléotide et la cytosine) ont été étudiées
The electrostatic properties are of major importance in many biological processes (catalysis, molecular recognition, ligand affinity) and in the crystal packing formation of small molecules. The calculation of the electrostatic interaction energy between a protein and a ligand allows the analysis of the structure/function relationships of the protein. A precise description of the electron density of the studied molecules is then necessary. This can be obtained by using an aspherical atom model, like the multipolar model of Hansen & Coppens, refined from X-ray diffraction data at ultra high resolution. In order to calculate the electrostatic contribution of the interaction energy, advanced methods of numerical integration were implemented in the VMoPro software. To analyze the various electrostatic properties, the program was modernized and developed: 2D and 3D grids calculations, atom selection, Fourier synthesis, Laplacian and critical point analysis, electrostatic potential, van der Waals energy and electrostatic interaction energy. Tests of precision were made to validate the integration method and to carry out the first applications in a urea crystal. The methodology is currently applied to the calculation of the interactions between the human aldose reductase protein and the Fidarestat ligand. The experimental charge densities of two nucleic acids bases (ribonucleotide thymidine and cytosine) were analyzed to extend the multipolar atom databank describing the electron density of biomolecules

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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 (sommario):

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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Favier, Maxime. "Horloge à réseau optique de mercure : spectroscopie haute-résolution et comparaison d'étalons de fréquence ultra-précis". Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066598/document.

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Abstract (sommario):

L’objet de cette thèse est le développement d’un standard de fréquence optique base sur l’atome de mercure 199Hg piégé dans un réseau optique. Je présenterai le dispositif expérimental et les améliorations apportées au cours de la thèse qui ont permis d’effectuer la spectroscopie de la transition doublement interdite 1S0 – 3P0 du mercure dans le domaine ultraviolet avec une résolution de l’ordre du Hz. Une telle résolution nous a permis de mener une étude approfondie des effets physiques affectant la fréquence de la transition d’horloge. Cette étude a permis un gain d’un facteur 60 sur la connaissance de la fréquence de la transition d’horloge, et de pousser l’incertitude au-delà de la réalisation de la seconde si par les étalons de fréquence basés sur le césium. Enfin je présenterai les résultats de plusieurs campagnes de comparaison entre notre étalon au mercure et d’autres horloges de très haute précision fonctionnant dans le domaine optique ainsi que dans le domaine micro-onde
This thesis presents the development of a high-accuracy optical frequency standard based on neutral mercury 199Hg atoms trapped in an optical lattice.I will present the experimental setup and the improvements that were made during this thesis, which have allowed us to perform spectroscopy on the doubly forbidden 1S0 - 3P0 mercury clock transition with Hz level resolution. With such a resolution, we have been able to conduct an in-depth study of the physical effects affecting the clock transition. This study represents a factor 60 in accuracy on the knowledge of the clock transitions frequency, pushing the accuracy below the current realization of the si second by the best cesium atomic fountains. Finally, i will present the results of several comparison campaigns between the mercury clock and other state-of-the-art frequency standards, both in the optical and in the microwave domain

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Shao, Kai. "Nouvelles méthodes d'imagerie haute résolution pour l'analyse des composants nanoélectroniques". Thesis, Bordeaux 1, 2012. http://www.theses.fr/2012BOR14596/document.

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Abstract (sommario):

-Utilisation de l’interaction non-linéaire entre des impulsions laser (proche infrarouge) ultracourtes et le silicium, en mode d’absorption multiphotonique ou de génération d’harmoniques optiques, pour la stimulation et le test photo-électrique. - Développement des méthodes d’imagerie statique et dynamique pour l’analyse de défaillance en appliquant les techniques d’optique femtoseconde sur circuits intégrés. - Modélisation de l’interaction laser-silicium avec la méthode FDTD (Rsoft)
Using the nonlinear interaction between ultra-short laser pulses (λ ~ 0.8μm to1.3μm) and silicon, with multi-photon absorption or optical harmonic generation, to achieve photoelectric stimulation and testing. Development of imaging methods for static and dynamic failure analysis techniques using femtosecond laser (TOBIC, 2pLADA) on integrated circuits

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Peres, Jean Claude. "Etude de la faisabilité d'une gamma-caméra équipée d'un détecteur au germanium ultra-pur et d'un collimateur haute résolution". Toulouse 3, 1990. http://www.theses.fr/1990TOU30039.

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Abstract (sommario):

L'auteur etablit la faisabilite d'une gamma-camera au germanium ultra-pur de 4 cm de cote comprenant 20 pistes par face pour localiser par coincidence les evenements. Des codes de simulations numeriques par la methode de monte carlo permettent de definir un collimateur haute resolution de 40 cm de haut fabrique avec des lames de tungstene de 0,2 mm d'epaisseur. Cet element est introduit dans le cryostat pour minimiser sa distance avec le cristal. La connaissance de la fonction de transfert du systeme permet d'introduire des algorithmes de correction de perte de resolution avec l'augmentation de la distance entre la source et le collimateur. L'isosensibilite intrinseque du detecteur est verifiee mais des defauts au niveau du collimateur creent une mauvaise uniformite qui necessite une correction a posteriori des images. Apres avoir mesure les resolutions energetique (1,6 et 2,2 kev a 140 kev pour les pistes lithium et bore) et spatiale, l'auteur compare des images de fantomes et de souris obtenues avec ce systeme et avec une gamma-camera conventionnelle. En imagerie plane ou en tomographie d'emission, le systeme au germanium offre une meilleure qualite d'image (contraste, resolution). Des lacunes correspondant a des barreaux de plexiglas de 2 mm de diametre dans une solution active sont visibles sur des coupes tomographiques reconstruites. Le probleme actuel est l'extension de la surface de detection; meme si l'association de cristaux pose des difficultes technologiques, elle n'est pas impossible

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Aabbaoui, Hassan El. "Contribution à l'étude et à la réalisation d'un numériseur ultra large bande à haute résolution en filière TBH InP". Lille 1, 2007. https://pepite-depot.univ-lille.fr/RESTREINT/Th_Num/2007/50376-2007-87.pdf.

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Abstract (sommario):

Nous nous sommes intéressés dans ce travail aux numériseurs ultra large bande et haute résolution qui représentent un maillon essentiel pour le traitement numérique de signaux fugitifs. Notre objectif final était de réaliser un numériseur large bande [DC - 20 GHz), ultra rapide (40GE/s) et à haute résolution (Enob = 7 bits à 10 GHz) permettant d'effectuer la métrologie des signaux générés dans le projet laser Mégajoule. Le travail présenté dans cette thèse a conduit à la conception et la réalisation d'un numériseur 200 voies, basé sur le principe d'échantillonnage spatial non simultané, qui a fait l'objet d'un brevet international CEAIIEMN en 2004. Les avantages liés à l'architecture spatio-temporelle en termes de bande passante, de résolution, de dynamique et de fréquence d'échantillonnage ont été mis en évidence. Le choix de la filière technologique, TBH sur InP, élément crucial dans la conception du numériseur a été justifée. Des bancs de mesure spécifiques ont été mis en œuvre pour permettre la caractérisation expérimentale de ces circuits numériques très rapides, notammant des jitters et des temps de propagation très faibles. Les résultats expérimentaux obtenus à ce jour confortent les prévisions théoriques et nous laissent espérer la réalisation très prochaine d'un numériseur 200 voies 40 GE/s, 20 GHz de bande passante, 60 dB de dynamique, avec une résolution de 6 bits effectifs à 10 GHz.

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Ahmed, Maqsood. "Ultra high resolution crystallography of small molecules and proteins". Thesis, Université de Lorraine, 2012. http://www.theses.fr/2012LORR0024/document.

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Abstract (sommario):

La cristallographie des rayons-X à ultra-haute résolution permet d'analyser la distribution de charge des molécules et d'étudier les interactions intermoléculaires avec précision. Des études structurales de plusieurs composés à base de thiophène ont été menées à bien, et le phénomène de désordre a été discuté. Des analyses expérimentales et théoriques de la densité de charge de deux molécules importantes ont été réalisées en utilisant le modèle d'atome multipolaire. Un nouveau modèle d'atomes virtuels est également testé : il permet le calcul rapide des propriétés électrostatiques. La liaison hydrogène avec l'oxygène comme accepteur est étudiée par l'analyse extensive de plus de 500.000 structures cristallines. Les résultats de stéréochimie sont comparés avec la densité électronique des atomes d'oxygène dans différents environnement chimiques, ce qui permet de montrer la dépendance directionnelle des liaisons hydrogène et des formes et orientations des paires d'électrons libres. Finalement, il est montré qu'en l'absence de données de diffraction des rayons X à haute résolution, le principe de transférabilité des paramètres de la densité électronique peut être exploité pour étudier les propriétés électrostatiques et les interactions intermoléculaires. Ce principe a été utilisé avec succès sur une petite molécule à base de thiophène et sur la protéine FAD-dépendante Cholestérol oxydase
Ultra high resolution X-ray crystallography allows for analyzing the charge distribution in the molecules and provides methods to study the intermolecular interactions at a deeper level. Structural studies of several thiophene based compounds have been carried out and the phenomenon of disorder has been discussed. Experimental and theoretical charge density analysis of two important molecules was performed using a multipolar atom model. A new virtual atom model is also tested which allows for a rapid calculation of the electrostatic properties. The hydrogen bonding with oxygen atom acceptor is studied through an extensive survey of more than 500,000 crystal structures. The stereo chemical results are compared with the electron density of the oxygen atoms in different chemical environments which give conclusive evidences for the dependence of directionality of hydrogen bonds on the shape and orientation of the electrons lone pairs. Finally, it has been shown that how in the absence of high resolution X-rays data, principle of transferability of electron density parameters between molecules can be used to study the electrostatic properties and the intermolecular interactions. This principle has been successfully applied to a small thiophene based molecule and the large FAD binding protein Cholesterol oxidase

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Hanine, Mounir. "Contribution à l'étude par spectroscopie capacitive DLTS des niveaux profonds en vue de la réalisation de jonctions p+n ultra-minces". Rouen, 2003. http://www.theses.fr/2003ROUES037.

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Abstract (sommario):

Ce travail de thèse se décompose en trois parties. La première partie est consacrée à la présentation du concept de génération-recombinaison, au rappel des équations fondamentales du modèle de Shockley-Read et à l'analyse des mécanismes d'émission et de capture des porteurs de charges. Dans la deuxième partie de ce travail, on présente l'ensemble des bancs de caractérisation que nous avons réalisé, en particulier les techniques de caractérisation C(V,T), I(V,T) et DLTS. Ensuite, le principe de la DLTS, ses possibilités et ses limites sont discutés : cinq techniques d'analyse DLTS ont ainsi été développées et évaluées. L'analyse comparée de ces méthodes porte sur les critères de performances principaux qui sont le niveau de complexité de mise en œuvre et la résolution spectrale (c'est-à-dire la capacité à distinguer des niveaux d'énergies très proches dans le cas de transitoires multiexponentiels). Enfin, une étude de quelques techniques de lissage nécessaire pour s'affranchir du bruit affectant les signaux expérimentaux nous a conduit à retenir la Transformée en Ondelettes Discrètes apparaissant comme la plus efficace. La troisième partie du mémoire est consacrée au développement d'une nouvelle technique d'analyse haute résolution des transitoires de capacité. Cette technique que nous avons nommé LM-DLTS est proposée pour améliorer l'extraction des paramètres physiques caractéristiques des défauts profonds, et ce même pour de faibles valeurs du rapport signal sur bruit. Enfin, les possibilités d'application de cette méthode sont ensuite illustrées par une application de la DLTS pour l'analyse des profils de concentration des défauts en fonction de la profondeur et plus particulièrement l'étude des phénomènes de diffusion du bore dans le silicium
This work is divided into three parts. The first part will be devoted to the introduction of the generation-recombination concept, to the summary of the fundamental equations of Shockley and Read's model, and to the analysis of the emission and capture mechanisms of charge carriers. In a second part, all the characterization benches are presented, particularly C(V,T), I(V,T) and DLTS characterization techniques. Then we will discuss DLTS principles, possibilities and limits. Indeed, five techniques of DLTS analysis have been developed and tested. The comparison between these methods focuses on their main criteria of performance, i. E. The level of complexity of their implementation as well as the spectral resolution (that is to say the capacity to distinguish between very close energy levels as far as multiexponential transients are concerned). Finally, we studied a few smoothing techniques in order to suppress the noise influencing experimental signals, and that led us to choose the Discret Wavelet Transform, which seemed the most efficient. The last part of this thesis deals with the development of a new technique of high resolution analysis of capacitance transients. This technique, named LM-DLTS, can serve to maximize the extraction of the physical parameters typical of deep defects, even when the signal-to-noise ratio is very low. As a conclusion, the possibilities of implementing this method are illustrated by the use of DLTS for analysing the concentration profiles of the defects according to their depth, specifically for studying the characteristics of boron diffusion in silicon

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Chanteau, Bruno. "Transfert à très haute résolution d'une référence de réquence ultra-stable par lien optique et application à la stabilisation d'un laser moyen-infrarouge". Phd thesis, Université Paris-Nord - Paris XIII, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00947696.

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Abstract (sommario):

Ce manuscrit présente le transfert d'une référence de fréquence optique ultra-stable grâce à un lien optique et son application à la stabilisation en fréquence d'un laser moyen-infrarouge. Un lien optique permet de transférer un signal ultrastable de fréquence par fibre optique sans dégrader sa stabilité grâce à une compensation du bruit apportée lors de la propagation. Nous avons étendu cette technique à des liens de grande longueur en transférant la référence de fréquence simultanément avec les données du réseau internet. Ainsi des liens de 300 km puis 540 km ont été démontrés avec une stabilité de l'ordre de 10-19 à 104 s. Ce dispositif a été utilisé au LPL pour asservir un laser CO2 émettant à 10 µm sur une référence de fréquence développée au LNE-SYRTE, à l'Observatoire de Paris. Celle-ci est constituée d'un laser ultra-stable émettant à 1,54 µm, dont la fréquence est mesurée par rapport aux étalons primaires du LNE-SYRTE grâce à un laser femtoseconde. Cette référence est transférée par lien optique jusqu'au LPL où elle permet de stabiliser la fréquence de répétition d'un second laser femtoseconde et de mesurer ou contrôler la fréquence d'un laser CO2. Lorsque celui-ci est asservi sur une référence moléculaire (OsO4), la stabilité est de 4.10-14 à 1 s. Les performances sont encore meilleures lorsque le laser CO2 est asservi directement sur la référence optique. Le laser stabilisé pourra ensuite être utilisé pour l'expérience d'observation de la violation de parité dans les molécules chirales développée au LPL. Ceci démontre la faisabilité d'expériences de spectroscopie moléculaire à ultra haute résolution dans les laboratoires ne disposant pas d'étalons de fréquences.

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Gobron, Olivier. "Lasers ultra-stables asservis sur trous-brûlés spectraux : développement en vue d'une application aux horloges optiques". Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066034/document.

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Abstract (sommario):

Les horloges à réseau optique montrent des performances impressionnantes et sont en train de soulever la question de la redéfinition de la seconde. Dans ces systèmes, un laser ultra-stable est utilisé en tant qu’oscillateur local pour sonder des transitions optiques très étroites d’atomes neutres piégés dans un réseau optique. La stabilité ultime de ces dispositifs, déterminée par le nombre d’atomes interrogés à chaque cycle et évaluée à quelques 10−17/sqrt(tau) (où tau est le temps d’intégration), n’est actuellement pas atteinte et est limitée à quelques 10−16/sqrt(tau) par les fluctuations de phase du laser sonde. Si l’amélioration des cavités ultra-stables sur lesquels sont stabilisés les lasers sonde est largement étudiée, le LNE-SYRTE a opté pour une approche plus récente, dans laquelle la référence de fréquence utilisée est un trou brûlé spectral creusé dans un cristal dopé terres rares refroidi à température cryogénique (environ 4 K). Une stabilité court terme de quelques 10−18 pourrait alors être atteinte. Cette thèse décrit la construction de l’expérience et montre ensuite les résultats d’une étude spectroscopique à haute résolution sur des trous brûlés spectraux étroits (FWHM = 3.3 kHz) creusés dans le cristal Eu3+ : Y2SiO5. L’influence du cryostat à cycle fermé sur la stabilité des trous brûlés spectraux est notamment mise en évidence et diminuée. Enfin, une méthode d’asservissement originale basée sur une détection hétérodyne d’un trou brûlé spectral et un asservissement numérique via un FPGA qui permet de verrouiller le laser sur le sommet du trou brûlé spectral étroit est décrit et montre une stabilité court terme de quelques 10−14, ce qui est un premier résultat encourageant pour la suite du projet
Optical lattice clocks show impressive performances and are begining to raise the question of the redefinition of the SI second. In these systems, an ultra-stable laser is used as local oscillator to probe very narrow optical transitions of neutral atoms trapped in an optical lattice. The ultime stability of these systems, determined by the number of atoms interrogated at each clock cycle, evaluated at a few 10−17/sqrt(tau) (where tau is the integration time), is currently not reached and is limited to a few 10−16/sqrt(tau) by the phase fluctuations of the probe laser. If the enhancement of the ultra-stable cavities, on which are currently stabilized the probe lasers, is widely studied, LNE-SYRTE has adopted a more recent approach where the frequency reference is a spectral hole burned in rare earth doped crystal cooled down at cryogenic temperature (around 4 K). A short term stability of a few 10−18 could be achieved. This thesis describes the construction of the experiment and present the results of a high resolution spectroscopy of narrow spectral holes (FWHM = 3.3 kHz) burned in the crystal Eu3+ : Y2SiO5. The influence of the closed cycle cryostat on the behaviour of the spectral holes is hightlighted and reduced. Finally, an original locking scheme based on a heterodyne detection of a spectral hole and a numerical lock program using FPGA in order to stabilize the laser frequency on the top of the narrow spectral hole is described and shows a short term stability of a few 10−14, which is a first promising result for the future of the project

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Chanteau, Bruno. "Transfert à très haute résolution d'une référence de fréquence ultra-stable par lien optique et application à la stabilisation d'un laser moyen infra-rouge". Thesis, Paris 13, 2013. http://www.theses.fr/2013PA132054.

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Abstract (sommario):

Ce manuscrit présente le transfert d’une référence de fréquence optique ultra-stable à un lien optique et son application à la stabilisation en fréquence d’un laser moyen-infrarouge. Un lien optique permet de transférer une fréquence ultra-stable par fibre optique sans dégrader sa stabilité grâce à une compensation du bruit apportée lors de la propagation. Nous avons étendu cette technique à des liens de grande longueur en transférant la référence de fréquence simultanément avec les données du réseau Internet. Ainsi des liens de 300 km puis 540 km ont été démontrés avec une stabilité de l’ordre de 10⁻ ¹⁹ à 10⁴ s. Ce dispositif à été utilisé au LPL pour asservir un laser CO² émettant à 10 µm sur une référence de fréquence développée au LNE-SYRTE, à l’Observatoire de Paris. Celle-ci est constituée d’un laser ultra-stable émettant à 1,54 µm, dont la fréquence est mesurée par rapport aux étalons primaires du LNE-SYRTE grâce à un laser femtoseconde. Cette référence est transférée par un lien optique jusqu’au LPL où elle permet de stabiliser la fréquence de répétition d’un second laser femtoseconde et de mesurer ou contrôler la fréquence d’un laser CO² . Lorsque celui-ci est asservi sur une référence moléculaire (OsO₄), la stabilité est de 4.10⁻¹⁴ à 1 s. Les performances sont encore meilleures lorsque le laser CO² est asservi directement sur la référence optique. Le laser stabilisé pourra ensuite être utilisé pour l’expérience d’observation de la violation de parité dans les molécules chirales développées au LPL. Ceci démontre la faisabilité d’expériences de spectroscopie moléculaire à ultra haute résolution dans les laboratoires ne disposant pas d’étalons de fréquence
This manuscript details the transfer of an ultra-stable optical frequency reference by means of an optical link and its application to the phase-lock of a mid-infared laser. An optical fiber link allows the ultra-stable transfer of a frequency by using a scheme wich compensates the propagation noise. We extended this system to longer links, and transferred the optical frequency reference simultaneously witn internet data. A cascaded link of 300 km and a simple link of 540 km had been demonstrated with a stability of 10⁻ ¹⁹ at 10⁴ s. Such a link as been used to lock a CO² laser at LPL, emitting at 10 µm, to a frequency reference developed at LNE-SRTE, Observatoire de Paris. This reference is an ultra-stable laser, emitting at 1.54 µm, the frequency of wich is measured against the primary standards of LNE-SYRTE by using a femtosecond laser. This reference is tranferred by an optical link to LPL, in order to stabilize the repetition rate of a second femtosecondlaser and to measure or control the frenquency of a CO² laser. When the CO² laser is locked to a molecular reference (OsO₄), the stability is 4.10⁻¹⁴ at 1s. The performances are even better when the CO² laser is locked directly to the optical reference. Then the laser coulb be used for the experiment of observation of the parity violation in chiral molecules, in progress at LPL. This shows the feasability of high resolution molecular spectroscopy experiments in laboratoratories in wich there is no primary standards

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Daussy, Christophe. "Spectroscopie de très haute sensibilité avec des molécules et métrologie des fréquences". Habilitation à diriger des recherches, Université Paris-Nord - Paris XIII, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00764983.

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Abstract (sommario):

Les travaux présentés ont été menés au sein de l'équipe HOTES (Horloges optiques et tests fondamentaux par spectroscopie et interférométrie atomique et moléculaire) du Laboratoire de Physique de Lasers (LPL) à Villetaneuse. La philosophie générale de l'équipe est de développer des expériences de très haute précision en spectroscopie moléculaire appliquées à des problèmes originaux de physique fondamentale. La première partie de ce travail porte sur le développement d'une expérience de recherche d'un effet de non conservation de la parité dans des molécules chirales par spectroscopie laser. Cette expérience nous a conduit à un gain de près de 5 ordres de grandeur par rapport à la sensibilité de la précédente mesure publiée en 1977. Nous avons conclu au terme de ce travail à la nécessité de passer à une expérience en jet moléculaire pour aboutir à l'observation de l'effet. La sensibilité requise nécessite par ailleurs des sources lasers très bien contrôlées en terme de stabilité de fréquence et de reproductibilité. Nous avons donc développé un lien optique entre le LPL et le SYRTE (Paris) pour le transfert longue distance d'une fréquence d'horloge. Nous avons ensuite appliqué ce transfert à des expériences de métrologie au LPL au cours desquelles nous avons notamment démontré une amélioration significative du contrôle en fréquence de nos lasers à CO2. Enfin depuis 4 ans, nous développons une nouvelle expérience de spectroscopie moléculaire avec pour objectif la première mesure de la constante de Boltzmann par spectroscopie laser à un niveau de quelques ppm. Le travail mené devrait prochainement nous permettre d'atteindre notre objectif. Cette nouvelle thématique nous conduit également à nous intéresser à des problèmes très fondamentaux sur les profils de raies en absorption linéaire.

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Cotton, Jérôme. "Application de l'analyse métabolomique à la détection ciblée et globale de contaminants organiques dans des matrices agroalimentaires et environnementales par spectrométrie de masse à ultra-haute résolution". Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066094/document.

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Abstract (sommario):

La pollution des produits agroalimentaires et des eaux environnementales par les substances phytosanitaires et les médicaments est une réelle préoccupation de santé publique. Il existe aujourd’hui de nombreuses méthodes d’analyses quantitatives développées sur des appareils de type triple quadripôle pour leur détection mais elles ne se préoccupent peu ou pas des résidus médicamenteux et des produits de dégradation abiotique ou biologique des polluants et sont limitées à un nombre restreint et figé de molécules.Dans ce contexte, nous avons développé une méthode d’analyse basée sur la métabolomique par chromatographie liquide haute performance couplée à la spectrométrie de masse à ultra-haute résolution (LC-HRMS). Deux matrices (miel et eau souterraine) ont ainsi été étudiées comme preuve de concept. Nous avons montré que la LC-HRMS associée à des outils de fouille de données permet (i) une recherche ciblée de polluants prioritaires, (ii) la détection sans a priori de contaminants inattendus ou inconnus et (iii) la recherche de métabolites nécessaire à la classification des échantillons en fonction de leur métadonnée (adultération, origine géographique, etc.). Ensuite, une approche semi-quantitative ciblée large spectre a été développée et validée pour la détection de pesticides, médicaments et métabolites dans l’eau par couplage de la SPE en ligne avec l’UHPLC-ESI-HRMS. Cette méthode permet la détection de 539 contaminants organiques en 36 minutes dans 5 millilitres d’eau au seuil minimum réglementaire de 0,1 µg/L. L’étude de 26 eaux du robinet de la région parisienne a permis de mettre en évidence la présence à l’état de trace de 37 polluants dont 6 médicaments
Pollution of agrifood and environmental water by pesticides and drugs is a real public health concern. There are many quantitative methods developed on triple quadrupole mass spectrometer for their detection, but drug residues and abiotic or biological degradation of pollutants are generally not considered and are limited to a predetermined and restricted list of molecules.In this context, we have developed an analytical method based on metabolomic analyses by high performance liquid chromatography coupled with ultra-high resolution mass spectrometry (LC-HRMS). Two matrices (honey and groundwater) were investigated as proof of concept studies. We showed that LC-HRMS associated to data mining tools enables (i) targeted analyses of pollutants, (ii) detection of untargeted and unknown xenobiotics, and (iii) detection of metabolites useful for the characterization of matrices. Then, a large targeted and semi-quantitative approach has been developed and validated for the detection of pesticides, drugs and metabolites in water samples by using on line SPE and UHPLC-ESI-HRMS. This method allowed the detection of 539 organic contaminants at the MLR of 0.1 µg/L in 36 minutes with only 5 milliliter of water. A study of 26 tap water samples from the Paris region showed the presence of 37 pollutants including 6 drugs

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Ziskind, Michael. "Spectroscopie infrarouge à ultra haute résolution appliquée à l'étude de symétries fondamentales dans les molécules : recherche d'un effet de violation de parité et test du postulat de symétrisation". Paris 13, 2001. http://www.theses.fr/2001PA132032.

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Abstract (sommario):

La première partie de ce mémoire est consacrée à la mise en oeuvre d'une nouvelle expérience de recherche d'un effet de violation de parité par l'interaction faible dans le spectre de molécules énantiomorphes. Cette étude constitue l'aboutissement de travaux réalisés en cellules sur ce sujet. Elle repose sur la comparaison des fréquences de transitions rovibrationnelles des deux énantiomères de la molécule chirale CHFCIBr enregistrées simultanément, avec le même laser à CO2 asservi en fréquence. Pour l'occasion, l'ensemble du spectromètre a été optimisé et adapté aux besoins de l'expérience. Nous avons aussi réalisé l'étude de la structure hyperfine de CHFCIBr afin de sélectionner les transitions les plus favorables pour le test. Ceci nous a permis d'obtenir une sensibilité ínégalée de 2. 10-14 en valeur relative soit un gain de plus d'un ordre de grandeur sur la précédente mesure. Un diagnostic précis des limitations ultimes de cette expérience a également pu être établie. La seconde partie présente le premier test du postulat de symétrisation réalisé dans les molécules polyatomiques. Il s'agit cette fois de vérifier que les états quantiques qui ne sont pas totalement symétriques dans l'échange des oxygènes de la molécule OsO4 et antisymétriques dans l'échange des fluors de la molécule SF6 ne sont pas peuplés. Le principe du test consiste alors à comparer l'amplitude des transitions infrarouges entre niveaux permis à des transitions entre niveaux interdits par le postulat. Contrairement aux expériences recensées jusqu'à présent, les molécules que nous avons choisies permettent d'étudier des symétries interdites de dimension supérieure à 1. Pour OsO4, la borne supèrieure de l'effet a été fixé à 5. 10-4 en valeur relative, limitée par la présence de bandes chaudes en quasi-coi͏̈ncidence avec les transitions recherchées. Pour SF6 la borne a été fixée à 7,8. 10-6 limitée cette fois par le rapport signal-sur-bruit
The first part of this thesis is dedicated to a new search of a parity violation effect, due to weak interaction, in the spectrum of enantiomeric molecules. The principle of the experiment is to compare the frequencies of the rovibrational line centers of both enantiomers of the chiral molecule CHFCIBr. Spectra are recorded simultaneously, with the same frequency stabilized CO2 laser. For this purpose, the spectrometer was optimized and ajusted for the experiment. We also performed an extensive analysis of the hyperfine structure and were able to select a very favorable candidate for the test. This set of measurements led to a sensitivity of 2. 10-14 in relative value, which represents an improvement of more than one order of magnitude on the previous experiment. We finally established the ultimate limits of such an experiment. The second part presents the first test of the symmetrization postulate performed in polyatomic molecules. The symmetrization postulate implies that the energy states, for which either the total internal wavefunction is neither totally symmetric with respect to permutations of oxygenes in OsO4 nor totally antisymmetric with respect to permutations of fluors in SF6 are not populated. The principle of our experiment is to compare rovibrational transitions which connect states forbidden by this postulate to transitions between allowed states. Unlike the previous inventoried experiments, the chosen molecules permit to test forbidden symmetries with a dimension greater than 1. For OsO4, the sensitivity of the effect was established to 5. 10-4 in relative value, limited by the coincidental presence of hot bands with the expected transitions. For SF6, the sensitivity of the effect was limited by the sigal-to-noise ratio to 7,8. 10-6

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Cotton, Jérôme. "Application de l'analyse métabolomique à la détection ciblée et globale de contaminants organiques dans des matrices agroalimentaires et environnementales par spectrométrie de masse à ultra-haute résolution". Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066094.

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Abstract (sommario):

La pollution des produits agroalimentaires et des eaux environnementales par les substances phytosanitaires et les médicaments est une réelle préoccupation de santé publique. Il existe aujourd’hui de nombreuses méthodes d’analyses quantitatives développées sur des appareils de type triple quadripôle pour leur détection mais elles ne se préoccupent peu ou pas des résidus médicamenteux et des produits de dégradation abiotique ou biologique des polluants et sont limitées à un nombre restreint et figé de molécules.Dans ce contexte, nous avons développé une méthode d’analyse basée sur la métabolomique par chromatographie liquide haute performance couplée à la spectrométrie de masse à ultra-haute résolution (LC-HRMS). Deux matrices (miel et eau souterraine) ont ainsi été étudiées comme preuve de concept. Nous avons montré que la LC-HRMS associée à des outils de fouille de données permet (i) une recherche ciblée de polluants prioritaires, (ii) la détection sans a priori de contaminants inattendus ou inconnus et (iii) la recherche de métabolites nécessaire à la classification des échantillons en fonction de leur métadonnée (adultération, origine géographique, etc.). Ensuite, une approche semi-quantitative ciblée large spectre a été développée et validée pour la détection de pesticides, médicaments et métabolites dans l’eau par couplage de la SPE en ligne avec l’UHPLC-ESI-HRMS. Cette méthode permet la détection de 539 contaminants organiques en 36 minutes dans 5 millilitres d’eau au seuil minimum réglementaire de 0,1 µg/L. L’étude de 26 eaux du robinet de la région parisienne a permis de mettre en évidence la présence à l’état de trace de 37 polluants dont 6 médicaments
Pollution of agrifood and environmental water by pesticides and drugs is a real public health concern. There are many quantitative methods developed on triple quadrupole mass spectrometer for their detection, but drug residues and abiotic or biological degradation of pollutants are generally not considered and are limited to a predetermined and restricted list of molecules.In this context, we have developed an analytical method based on metabolomic analyses by high performance liquid chromatography coupled with ultra-high resolution mass spectrometry (LC-HRMS). Two matrices (honey and groundwater) were investigated as proof of concept studies. We showed that LC-HRMS associated to data mining tools enables (i) targeted analyses of pollutants, (ii) detection of untargeted and unknown xenobiotics, and (iii) detection of metabolites useful for the characterization of matrices. Then, a large targeted and semi-quantitative approach has been developed and validated for the detection of pesticides, drugs and metabolites in water samples by using on line SPE and UHPLC-ESI-HRMS. This method allowed the detection of 539 organic contaminants at the MLR of 0.1 µg/L in 36 minutes with only 5 milliliter of water. A study of 26 tap water samples from the Paris region showed the presence of 37 pollutants including 6 drugs

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Habchi, Baninia. "Mise en évidence des perturbations métaboliques liées à l’exposition aux toxiques présents dans l’environnement ou l’aliment par spectrométrie de masse à ultra haute résolution FTMS combinée avec des outils chimiométriques". Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLA032.

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Abstract (sommario):

The implementation of genomic selection makes possible the inclusion of new traits in breeding goals, by taking advantage of the opportunities coming from the increased genetic trend on traits currently under selection. Breeders, breeding companies and society all have changing expectations regarding genetic selection. Two groups of new traits were analyzed in the context of genetic improvement of dairy cattle: carcass traits of young bulls in dual-purpose breeds and claw health traits in Holstein, in order to prepare the implementation of genetic and genomic selection on these traits. For both sets of traits, suitable genetic evaluation models were developed and genetic parameters were estimated. Genetic parameters reveal that genetic selection of carcass traits of young bulls appears to be fairly easy and that selection of claw health traits is going to be more difficult, but possible, given the existing genetic variation. They also highlight that there is no strong negative genetic correlation between carcass traits of young bulls and dairy production traits. Finally, they reveal that there are two genetically distinct groups of claw health traits. Several strategies to account for non-exhaustive recording of cows for trimming were tested. Several evaluation approaches were compared. For both sets of traits, Single-Step Genomic BLUP was the most promising approach, although other (two-step) genomic approaches allowed for relatively similar accuracies and control of bias. These studies led to the implementation of routine genetic and genomic evaluations for both sets of traits, for which a usual two-step genomic approach was preferred over Single-Step Genomic BLUP for consistency with the current evaluation of other traits. However these two examples illustrate the benefit of implementing routine Single-Step Genomic BLUP evaluations. The main questions and principal steps identified in these studies were gathered into tentative guidelines for the development of genetic evaluations for new traits. d‘un grand nombre d‘échantillons biologiques pour mettre en évidence les perturbations métabolomiques induites par l‘exposition à des substances toxiques. Dans une première partie de ce travail, nous nous sommes intéressés à l‘étude d‘un petit groupe d‘agriculteurs ayant été exposés dans le cadre professionnel à deux pesticides. Une mise au point de l‘approche DIMS sur un instrument de type Orbitrap a été réalisée. Une procédure de traitement des données a aussi été développée. Elle est basée sur un nouvel outil dite IC-DA (independent component - discriminant analysis). Cette méthodologie a ensuite été appliquée sur un nombre d'échantillons plus élevé issus de cinq types d‘exposition. Dans cette étude, deux approches analytiques DIMS et LC/MS ont été examinées afin de valider l‘approche DIMS mais aussi l‘outil de traitement chimiométrique développé. Une deuxième partie est dédiée aux travaux visant à étendre l‘approche à haut débit sur un instrument de performances plus élevées, le FT-ICR (Fourier transform - ion cyclotron resonance) équipé d'une nouvelle cellule de piégeage dite ̎dynamically harmonized cell ̎. Une première étude a concerné l‘exposition des rats à différents concentration de pesticides. Dans une deuxième étape, une étude sur un nombre important d‘échantillon d‘urines humaines (d‘environ 500 individus) a été réalisée pour tester la robustesse de notre approche. Mes travaux ont permis de démontrer la faisabilité et l'efficacité de notre approche métabolomique à haut débit combinant l‘introduction directe DIMS, la détection à très haute résolution et les outils chimiométriques. Cette approche pourrait être très prometteuse pour réaliser le phénotypage métabolique à grande échelle, comme dans les études épidémiologiques
Public health monitoring involves evaluation of population exposure to environmental toxicants which can have an impact on their health. To do this, robust and high-throughput approaches are required to perform large scale analyses. Global approaches such as metabolomics which aim to reveal metabolic changes due to environmental stress or diseases seem to be the most appropriate approach. This multidisciplinary approach requires powerful analytical techniques such as mass spectrometry (MS) associated with statistical and chemometric data processing. It allows to detect general metabolic disruptions induced by a given physiological or pathological conditions. The studied samples can be injected either directly by the DIMS technique (direct introduction mass spectrometry) or following a chromatographic separation using GC/MS or LC/MS (gas or liquid chromatography / mass spectrometry). The DIMS approach leads to a significant reduction in analysis time, down to only a few minutes (usually less than 3 min). Additionally, in combination with Fourier transform mass spectrometers (DIFTMS), it provides very high mass resolving power and accurate mass measurements, as well as a wide dynamic range resulting in improved efficiency. Nevertheless, the DI-FTMS approach generates complex data containing several thousands of peaks. Processing such large data sets requires the development of dedicated chemometric and statistical tools to detect exposure biomarkers. Therefore, the objective of my work was to develop a rapid, highthroughput workflow, including the development of chemometric tools, in order to highlight metabolomic perturbations induced by exposure to toxicants. The first part of this work concerns the study of farmers professionally exposed to two pesticides. The DIMS approach was performed on an Orbitrap instrument and a new chemometric tool called Independent Component - Discriminant Analysis (IC-DA) was developed for supervised analysis of the DIMS data. The developed methodology was then applied to a larger number of samples corresponding to five types of exposure. In this later study, two analytical approaches DIMS and LC/MS were examined in order to validate the DIMS approach as well as the developed chemometric data analysis tool. In a second part of this work, the DIMS approach was applied to an instrument of higher performances, the FT-ICR (Fourier transform-ion cyclotron resonance) equipped with a dynamically harmonized cell in order to improve the quality of the DIMS data. A first study explored the effects of exposure of rats to different concentrations of pesticides. In a second step, the procedure was applied to a large number of samples (of approximately 500 individuals) to test the robustness of the approach. All this work demonstrated the feasibility and effectiveness of our high-throughput metabolomic approach combining the direct introduction (DIMS), the very high resolution detection and the chemometric tools. This approach could be very promising to perform large scale metabolic phenotyping such as in epidemiological studies

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Bardin, Noémie. "Composition isotopique des éléments légers dans les micrométéorites ultracarbonées par spectrométrie de masse à émission ionique secondaire à haute résolution en masse, contribution à la connaissance des surfaces cométaires". Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015SACLS189/document.

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Abstract (sommario):

Cette thèse porte sur l’analyse isotopique de poussières interplanétaires riches en carbone (des micrométéorites ultracarbonées), pour mieux comprendre les processus de fractionnement isotopique des éléments légers (hydrogène et azote) observés dans les phases organiques de la matière extraterrestre primitive. Il est possible, au sein d’une collection de micrométéorites provenant des régions centrales du continent Antarctique, d’identifier des micrométéorites ultracarbonées (UCAMMs – pour UltraCarbonaceous Antarctic MicroMeteorites) qui contiennent environ dix fois plus de carbone que les météorites primitives. Ces particules rares (environ 1% des particules collectées) ouvrent la possibilité d’étudier en laboratoire des particules cométaires de grandes tailles (100-200 microns). Des analyses minéralogiques, chimiques et structurales sur deux fragments de micrométéorites ultracarbonées ont été réalisées dans le cadre de collaborations à l’aide de techniques de microscopie électronique à balayage, microsonde électronique, microspectroscopie infrarouge (synchrotron SOLEIL). Le travail principal de cette thèse concerne l’analyse isotopique de deux UCAMMs par spectrométrie de masse à émission ionique secondaire (SIMS) à l’aide de la microsonde ionique NanoSIMS. Les développements instrumentaux effectués en collaboration entre les équipes du CSNSM et de l’Institut Curie permettent de résoudre les interférences moléculaires avec un pouvoir de séparation en masse supérieur à 20 000 en conservant une sensibilité compatible avec les mesures envisagées. Ainsi, il a été possible de mesurer pour la première fois la composition isotopique de l’hydrogène avec les ions poly-atomiques 12C2D- et 12C2H- et de comparer sa distribution spatiale avec celle de l’azote (12C15N-/12C14N-) obtenue sur la même surface avec le même champ magnétique. Un protocole de fabrication d’une série d’échantillons standards a été développé à partir de polymères isotopiquement marqués en deutérium afin de déterminer le fractionnement instrumental du NanoSIMS démontrant la possibilité d’effectuer des mesures précises de la composition isotopique de l’hydrogène dans la matière organique avec des ions polyatomiques (rapports CD-/CH- et C2D-/C2H-). Les cartographies isotopiques à haute résolution spatiale (200 nm) en C2D-/C2H- et C15N-/C14N- montrent une distribution très hétérogène du deutérium avec des valeurs extrêmes allant jusqu’à 20 fois la valeur des océans terrestres, alors que les rapports 15N/14N restent globalement proches (à 20% près) de la valeur de l’atmosphère terrestre. Les mesures des rapports N/C en imagerie ionique effectuées au NanoSIMS confirment les valeurs mesurées par microsonde électronique et montrent que la matière organique des UCAMMs est riche en azote. Les comparaisons des images isotopiques entre elles et avec les images obtenues par les autres techniques montrent la matière organique des micrométéorites ultracarbonées est constituée de différents composants. Le composant principal ne montre pas de corrélation entre les excès en D et ceux en 15N. Une fraction mineure de la surface analysée montre des excès corrélés en D et en 15N, sans que la composition élémentaire ni la structure de cette composante ne diffèrent significativement du reste de la particule. Enfin, une seconde composante mineure présentant des enrichissements modérés en D et des rapports 15N/14N inférieurs à la valeur de l’atmosphère terrestre. L’ensemble des données peut être expliqué en supposant que les micrométéorites ultracarbonées proviennent de la surface d’objets glacés transneptuniens. Les caractéristiques élémentaires et isotopiques observées dans la matière organique des UCAMMs pourraient résulter du mélange de différentes strates du corps parent ayant subi une irradiation par le rayonnement cosmique galactique à grandes distances héliocentriques
This thesis covers the isotopic analysis of carbon-rich interplanetary dust (ultracarbonaceous micrometeorites), in order to better understand the isotopic fractionation process of light elements (hydrogen and nitrogen) observed in the organic phases of primitive extraterrestrial matter. It is possible, within a collection of micrometeorites coming from the central regions of the Antarctic continent, to identify ultra-carbonaceous micrometeorites (UCAMMs – for Ultra-Carbonaceous Antarctic MicroMeteorites) which contain about ten times more carbon than the primitive meteorites. These particles are extremely rare and open the possibility to study in laboratory cometary particles of large sizes (100-200 microns). This thesis focuses on the isotopic analyses of UCAMMs, in order to understand the isotopic fractionation processes of light elements (hydrogen and nitrogen) observed in the organic matter of the primitive solar system. Mineralogical, chemical and structural analyses on two fragments of ultra-carbonaceous micrometeorites were performed in the framework of collaborations using techniques of scanning electron microscopy, electron microprobe, infrared microspectroscopy (SOLEIL synchrotron). The main work of this thesis concerns the isotopic analysis of two UCAMMs by Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS) using the NanoSIMS ion microprobe. The instrumental developments performed in collaboration between the CSNSM and the Curie Institute teams allow to resolve molecular interferences with a mass resolving power higher than 20 000 retaining a sensibility compatible with the measurements considered here. So, it has been possible to measure for the first time the hydrogen isotopic composition with the polyatomic ions 12C2D- and 12C2H- and to compare its spatial distribution with that of the nitrogen (12C15N-/12C14N-) obtained on the same surface with the same magnetic field. A protocol for producing a series of standard samples was developed from polymers isotopically enriched in deuterium in order to determine the instrumental fractionation of the NanoSIMS showing the possibility to perform precise measurements of the hydrogen isotopic composition in the organic matter with polyatomic ions (CD-/CH- and C2D-/C2H- ratios). The isotopic maps at high spatial resolution (200 nm) in C2D/C2H and C15N/C14N show a very heterogeneous distribution in deuterium with extreme values going up to 20 times the terrestrial ocean value, whereas the 15N/14N ratios remain globally close (within 20%) to the terrestrial atmosphere value. Measurements of N/C ratios in ion imaging performed at the NanoSIMS confirm the values measured by electron microprobe and show that the organic matter of UCAMMs is rich in nitrogen. Comparisons between isotopic images with each other and with the images obtained by the other techniques show that the organic matter of ultracarbonaceous micrometeorites is constituted of different components. The main component doesn’t exhibit a correlation between the D and 15N excesses. A minor component of the analyzed surface exhibits correlated excesses in D and in 15N, without neither the elemental or structural composition of this component significantly differs from the rest of the grain. Finally, a minor component showing moderate enrichments in D and 15N/14N ratios lower than the terrestrial atmosphere value could have been identified.All the data can be explained assuming that the ultracarbonaceous micrometeorites come from the surface of transneptunian icy objects. The elemental and isotopic characteristics observed in the organic matter of UCAMMs might result from the mixing of different strata of the parent body having undergone irradiation by the galactic cosmic radiation at large heliocentric distances

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Wollesen, Laura. "Nouveaux films minces scintillants ultra-denses et solutions alternatives pixélisées pour l'imagerie synchrotron par rayon X". Electronic Thesis or Diss., Lyon 1, 2023. https://n2t.net/ark:/47881/m60k28pm.

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Abstract (sommario):

Deux approches ont été employées pour développer des scintillateurs couche mince à haut pouvoir d’arrêt. Ceux-ci sont utilisés pour l'imagerie à rayons X à haute résolution spatiale dans les synchrotrons. • La première approche a consisté à faire croître par Epitaxie en Phase Liquide (EPL) des films monocristallins (SCF) à densité et nombre atomique effectif (Z) élevés. L'objectif est ainsi d'atteindre une résolution spatiale élevée, tout en maximisant l'efficacité d'absorption au rayons X des films. Avant de mettre au point les procédures d'épitaxie en phase liquide, les composés potentiels ont été étudiés à l'aide d'un outil de simulation Monte Carlo (Geant4), combiné à des calculs analytiques, afin d'évaluer leur résolution spatiale intrinsèque ainsi que leur efficacité d’absorption aux rayons X. A la suite de cette étude, différentes couches épitaxiées basées sur les hafnates ont été mises au point sur des substrats de ZrO2 :Y. Plus particulièrement, le Lu2Hf2O7 a été développé avec succès. Les structures atomiques des films se sont confirmées comme étant iso-structurelles par rapport au substrat et présentant un faible désaccord paramétrique cristallin. Il a été constaté que divers éléments pouvaient entrer facilement dans la structure, révélant ainsi une flexibilité surprenante du système hafnate pour la croissance LPE. Par ailleurs les films de Lu2Hf2O7 dopés à l'europium présentent une luminescence caractéristique de l’ion Eu3+. Le substrat de ZrO2 :Y quant à lui présente une émission de faible intensité, du fait de la présence de défauts de vacances en oxygène. Les films ont un rendement lumineux plutôt faible mais offrent une bonne réponse spatiale, validée par les mesures de Fonction de Transfert de Modulation (MTF) ainsi que par des radiographies et tomographies rayon X réalisées sur ces échantillons.• La deuxième approche a consisté à faire croître des scintillateurs SCF de manière micro-structurée par EPL. L'objectif est ainsi de pouvoir augmenter le pouvoir d’arrêt des scintillateurs tout en conservant une bonne résolution spatiale. Dans un premier temps des substrats de GGG et de LYSO :Ce ont subis un traitement laser ultra-rapide (ps), permettant de modifier la surface de ces substrats, et ce afin de réduire le taux de croissance LPE dans les zones ainsi altérées. Ensuite, la croissance de scintillateurs LSO :Tb et GGG :Eu a été réalisée sur ces substrats respectifs de LYSO :Ce et GGG, mettant en évidence la croissance de ‘’piliers’’, résultant en une surface micro-structurée. La morphologie des ‘’piliers’’ varie en fonction du composé et de l'orientation du substrat. Les structures atomiques et les propriétés luminescentes sont comparables à celles de leurs homologues SCF non micro- structurés. Une preuve de concept a ainsi été démontrée
The development of scintillators with high stopping power for high spatial resolution X-ray imaging at synchrotrons has been performed by employing two approaches. The first approach was to grow thin Single Crystalline Films (SCFs) of high density and effective Z number by Liquid Phase Epitaxy (LPE). This is to reach ultimate high spatial resolution while maximizing the absorption efficiency of the films. Before attempting to develop the LPE procedures, the compounds were investigated with a Geant4, Monte Carlo simulation tool combined with subsequent analytical calculations to evaluate their scintillating spatial response. Ultimate high-density compound, Lu2Hf2O7, and other hafnates have in this framework been successfully grown on ZrO2:Y substrates. The atomic structures of the films were confirmed to be iso-structural with the substrate and have a low lattice mismatch. It was experienced that various elements could enter the structure, and a surprising flexibility of the hafnate system for LPE growth is thereby realized. The grown films of Lu2Hf2O7 doped with Europium are discovered to scintillate. However, the substrate itself displays low-intensity emission. The films have a rather low light output but deliver a good spatial response validated by MTFs as well as when performing radiography and tomography. The second approach was to grow state-of-the-art SCF scintillators in a micro-structured manner by LPE. The aim is to increase the stopping power by having tall pillars containing light and maintaining a good spatial response. LSO:Tb and GGG:Eu, were grown micro-structured onto laser-treated LYSO:Ce and GGG substrates, respectively. The morphology of the pillars varies depending on the compound and the substrate orientation. The atomic structures and luminescent properties are comparable to their normal SCF counterparts. Thereby a proof of concept has been demonstrated

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Tran, Dang Bao An. "Widely tunable and SI-traceable frequency-comb-stabilised mid-infrared quantum cascade laser : application to high precision spectroscopic measurements of polyatomic molecules". Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2019. http://www.theses.fr/2019USPCD060.

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Abstract (sommario):

Ce manuscrit présente le développement d’un spectromètre dans le moyen infra-rouge qui combine très haute résolution, accordabilité, sensibilité de détection et contrôle de la fréquence absolue. Un laser à cascade quantique (QCL) émettant à 10.3 μm est asservi en phase sur un peigne de fréquences optique lui-même stabilisé sur un laser ultrastable à 1.55 μm transmis par lien optique fibré à partir du LNE-SYRTE, où cette référence de fréquence est contrôlée par rapport aux étalons primaires. On obtient ainsi un QCL de largeur ~ 0.1 Hz, avec une stabilité meilleure que 10⁻¹⁵ à 1 s, et une incertitude de 4 × 10⁻¹⁴ sur sa fréquence absolue. De plus, le QCL peut être balayé largement sur 1.4 GHz sans dégradation de la stabilité et du contrôle absolu de la fréquence. Ce QCL a permis de sonder plusieurs molécules par absorption saturée dans une cellule multipassage. Nous avons démontré une incertitude statistique sur la mesure des fréquences d’absorption au niveau du kHz et une incertitude systématique inférieure à 10 kHz. Nous avons enregistré de nombreuses raies du méthanol, dont plusieurs doublets et des raies très peu intenses, dont certaines n’avaient jamais été observées. La mesure de quelques dizaines de raies du trioxane nous a permis d’en déterminer les paramètres spectroscopiques avec précision. Nous avons également enregistré la structure hyperfine d’une raie de l’ammoniac jusqu’ici non résolue. Ce dispositif est essentiel pour le projet en cours au LPL d’observer la violation de parité dans les molécules. Il permettra également de nombreuses applications de la physique atmosphérique ou interstellaire aux tests de physique fondamentale au-delà du modèle standard
The thesis consists in developing a high-resolution mid-infrared spectrometer traceable to primary frequency standards and providing a unique combination of resolution, tunability, detection sensitivity and frequency control. A quantum cascade laser (QCL) emitting at 10.3 µm is phase locked to an optical frequency comb stabilized to a remote 1.55 µm ultra-stable reference developed at LNE-SYRTE, monitored against primary frequency standards and transferred to LPL via an active noise compensated fibre link. This results in a 0.1 Hz QCL linewidth, a stability below 10⁻¹⁵ at 1 s and an uncertainty on its absolute frequency below 4 × 10⁻¹⁴. Moreover, the setup allows the QCL to be widely scanned over 1.4 GHz while maintaining the highest stabilities and precision. This QCL was used to carry out saturated absorption spectroscopy of several molecules in a compact multipass cell. We demonstrated statistical uncertaintyon line-center frequencies at the kHz level and sub-10 kHz systematic uncertainty. We have recorded several singular K-doublets and many rovibrational transitions of methanol, in particular weak transitions and weak doublets - unreported so far. Precise parameters modelling trioxaneh ave been determined with only a few tens of rovibrational transitions recorded at unprecedented accuracy. The quadrupole hyperfine structure of an ammonia transition has been resolved for thefirst time. This setup constitutes a key element for the project aiming at the first observation of parity violation in molecules currently held at LPL, and, more generally, for various fields of physics, from atmospheric and interstellar physics to fundamental physics beyond the standard model

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Gosset-Erard, Clarisse. "Développement méthodologique en CE-FTICR-MS pour l'étude de biomolécules à visée thérapeutique". Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2022. http://www.theses.fr/2022LORR0219.

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Abstract (sommario):

La spectrométrie de masse (MS) s'est imposée depuis quelques années comme une méthode essentielle pour la caractérisation des biomolécules. Le développement de nouveaux analyseurs à ultra-haute résolution et grande précision de mesure de masse, tels que la résonance cyclotronique des ions à transformées de Fourier (FTICR), ont amélioré la sélectivité de la méthode. Afin de faciliter la caractérisation d'échantillons complexes dans de nombreux domaines, la MS peut être couplée à des méthodes séparatives telles que l'électrophorèse capillaire (CE). La CE est la méthode électrophorétique la plus performante en termes de résolution, d'efficacité et de capacité de pics tout en étant très rapide. Le couplage CE-MS a été développé pour un grand nombre d'analytes et permet d'obtenir une sensibilité optimale de la MS grâce au recours d'une interface sheathless permettant l'utilisation de nano-débit. Cependant, pour pouvoir combiner les performances de séparation de la CE, la haute sélectivité et sensibilité de l'interface sheathless avec l'ultra-haute résolution du FTICR-MS, il est nécessaire de relever les défis techniques liées aux propriétés intrinsèques de la CE et du FTICR telles que la rapidité de la séparation, la haute efficacité des pics et le temps d'acquisition de la MS. Les travaux présentés dans ce manuscrit présentent donc la mise en place du couplage CE FTICR-MS, nouveau au laboratoire, et son application dans l'étude de biomolécules, et notamment la caractérisation des modifications post-transcriptionnelles des acides ribonucléiques (ARN). Une étude du couplage a tout d'abord été réalisée à l'aide de standards, puis un premier transfert de méthode a été effectué sur des échantillons biologiques déjà décrits dans la littérature. Divers développements de méthodes sont ensuite présentés tels que l'optimisation de la préparation d'échantillon, et le développement de nouveaux outils bio-informatiques permettant d'aller plus loin dans la caractérisation de ces modifications et dans la complexité des échantillons. Enfin, le couplage CE-FTICR-MS ainsi que des derniers développements de méthode ont été mis en application sur des échantillons plus complexes et dont les modifications post-transcriptionnelles ne sont pas décrites dans la littérature. L'utilisation du couplage CE-FTICR-MS pour la caractérisation des ARN a notamment permis d'identifier une modification post-transcriptionnelle inconnue dans un de ces échantillons complexes et peu étudiés dans la littérature
Mass spectrometry (MS) has emerged in recent years as benchmark method for the characterization of biomolecules. The development of new analyzers with ultra-high resolution and high mass accuracy, such as Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance (FTICR), has improved the selectivity of the method. To ease the characterization of complex samples, MS can be coupled with separative methods such as capillary electrophoresis (CE). CE is the most powerful electrophoretic method in terms of resolution, efficiency and peak capacity, and is very fast. The CE-MS coupling has been developed for a large number of analytes and allows to obtain an optimal sensitivity of MS thanks to the use of a sheathless interface allowing the use of nanoflow rates. However, in order to combine the separation performances of CE, the high selectivity and sensitivity of the sheathless interface with the ultra-high resolution and the high mass accuracy of FTICR-MS, it is necessary to address the technical challenges related to the intrinsic properties of CE and FTICR such as the speed of separation, high peak efficiency and MS acquisition time. The work presented in this manuscript presents the implementation of the CE-FTICR-MS hyphenation and its application for the study of biomolecules, and in particular the characterization of post-transcriptional modifications of ribonucleic acids (RNA). A study of the CE-FTICR-MS hyphenation was first performed using standards, then a first method transfer was performed on biological samples already described in the literature. Various method developments are then presented such as the optimization of the sample preparation, and the development of new bioinformatics tools allowing to go further in the characterization of these modifications and in the complexity of the samples. Finally, the CE-FTICR-MS hyphenation as well as the latest method developments were applied on more complex samples, and whose post-transcriptional modifications are not described in the literature. The use of the CE-FTICR-MS hyphenation for the characterization of RNA enabled the identification of an unknown post-transcriptional modification in one of these complex samples that has not been previously studied in the literature

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Fayad, Syntia. "Développement d’outils ultra-performants de criblage enzymatique de produits naturels par électrophorèse capillaire". Thesis, Orléans, 2017. http://www.theses.fr/2017ORLE2032.

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Abstract (sommario):

Le vieillissement de la peau est l'un des signes extérieurs du passage du temps. Avec l’âge, la peau devient plus sèche et se ride suite à la dégradation des macromolécules de la matrice extracellulaire par des enzymes cutanées telles que l’élastase, l’hyaluronidase et la collagénase. L’objectif de ce travail de thèse est de développer des tests enzymatiques miniaturisés en électrophorèse capillaire pour cribler des extraits de plantes et identifier de nouveaux bioactifs pour la cosmétique et le bienêtre de la peau. Ces essais ont été développés soit en dehors du capillaire (qui sert uniquement de milieu de séparation) ou dans le capillaire (qui sert alors de nanoréacteur enzymatique), puis optimisés pour permettre la détermination des constantes cinétiques (Km, Vmax et IC₅₀). La diffusion transversale des réactifs (TDLFP) a été appliquée pour mélanger les créneaux de réactifs injectés dans le capillaire. Des détecteurs tels que la fluorescence induite par laser ou la spectrométrie de masse à haute résolution ont été couplés à l’électrophorèse capillaire afin d’atteindre de fortes sensibilités de détection et la possibilité d’identifier les produits de la réaction enzymatique. Ces essais miniaturisés ont été appliqués à des algues extraites par électroporation ou à des plantes régionales extraites par des technologies vertes afin d’évaluer leur activité biologique vis-à-vis des enzymes de la peau. Les essais développés sont fiables, robustes et économes en réactifs. Enfin, l’utilisation d’une nouvelle technique d’analyse, la thermophorèse à micro-échelle, s’est montrée très utile et pleine d’espoir pour l’étude des interactions enzyme-effecteur
Skin aging is one of the exterior/external signs of the passage of time. With age, the skin becomes drier and gets wrinkled due to the degradation of macromolecules of the extracellular matrix by skin enzymes such as elastase, hyaluronidase and collagenase. The aim of this thesis is to develop miniaturized enzymatic assays by capillary electrophoresis to screen plant extracts and identify new bioactives for cosmetics and skin wellbeing. These assays were developed either outside the capillary (which serves only as a separation tool) or in the capillary (which then serves as an enzymatic nanoreactor) then optimized to allow the determination of kinetic constants (Km, Vmax and IC₅₀). Tranvserse diffusion of laminar flow profiles (TDLFP) was applied to mix the reactants injected into the capillary. Detectors such as laser-induced fluorescence or high-resolution mass spectrometry have been coupled to capillary electrophoresis to achieve high sensitivities of detection and the possibility of identifying the products of the enzymatic reaction. These miniaturized assays were applied to algae extracted by electroporation or to regional plants extracted by green technologies in order to evaluate their biological activity towards skin enzymes. The assays developed are reliable, robust and economic in reactants consumption. Finally, the use of a new analytical technique, microscale thermophoresis, was shown to be very useful and hopeful for the study of enzyme-effector interactions

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Stoeffler, Clara. "Spectroscopie à très haute résolution de molécules sublimées en jet supersonique : vers une observation de la non conservation de la parité dans les molécules chirales par spectroscopie laser". Phd thesis, Université Paris-Nord - Paris XIII, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00647517.

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Abstract (sommario):

Le travail, présenté dans ce manuscrit, a consisté en l'élaboration et l'optimisation d'un dispositif expérimental dédié à la mesure de la violation de la parité (VP) dans les molécules chirales en jet supersonique. Les molécules envisagées qui sont en cours de synthèse, ont la propriété d'être à l'état solide à 300 K. Afin de pouvoir les mettre en jet, nous avons construit un dispositif permettant de réaliser la mise en phase vapeur par chauffage et leur ensemencement dans un gaz porteur. De plus, nous avons utilisé une technique de détection par temps de vol, afin d'estimer la quantité de molécules ensemencées. Nous avons testé notre dispositif avec le méthyltrioxorhénium (MTO) dont des dérivés chiraux sont en cours de synthèse. Nous avons mis au point une procédure expérimentale afin de déterminer les caractéristiques spectrales et les paramètres moléculaires du MTO. Pour cela, nous avons mesuré le spectre d'absorption saturée en cellule à 300 K. Puis, nous avons réalisé la mise en jet du MTO dans de l'hélium par chauffage et obtenu de très bons résultats, puisqu'une fraction molaire de MTO de ~10% a été mesurée. Enfin, nous avons enregistré le spectre d'absorption linéaire du MTO en jet sur le dispositif expérimental dédié à la mesure de la VP, notamment grâce à l'utilisation d'une cellule multi-passages. L'analyse des données nous a permis d'obtenir une simulation du spectre théorique. Ces résultats sont très prometteurs en vue des expériences sur les molécules chirales.

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Fohet, Loélia. "Dissémination et vieillissement des particules d'usure de pneumatiques : impacts environnementaux". Electronic Thesis or Diss., Université Clermont Auvergne (2021-...), 2023. http://www.theses.fr/2023UCFA0056.

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Abstract (sommario):

Les particules d'usure de pneumatiques (Tire and Road Wear Particles - TRWP) sont des particules issues de l'abrasion des pneus sur la route lors de leur roulage. Elles sont de plus en plus étudiées du fait de leur impact encore mal connu sur l'environnement, notamment par les molécules qu'elles peuvent relarguer. En effet, la composition de la bande de roulement, dont elles proviennent, est complexe et constitue un cocktail de produits chimiques. Lors de ces travaux de thèse, des vieillissements de ces particules ont été réalisés en conditions accélérées (photochimique et thermique) et naturelles. Par la suite, nous avons suivi l'évolution au cours du temps de la concentration de 3 additifs (antioxydants et agents de vulcanisation) et 20 produits de transformation au sein des particules grâce à la chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse. Il est montré que les additifs peuvent se dégrader rapidement - avec des temps de demi-vie de quelques dizaines de jours - notamment lorsque l'on soumet les TRWP à un vieillissement photochimique. En revanche, dans le noir les molécules semblent se dégrader moins vite. Dans un second temps, nous avons étudié l'évolution des mêmes molécules lorsque les TRWP sont mises en contact avec l'eau, dans des conditions plus proches de celles rencontrées dans l'environnement. La plupart des molécules étudiées sont peu lixiviées dans l'eau par rapport à la quantité totale présente dans les particules. Les TRWP pourraient ainsi constituer un réservoir de produits chimiques dans l'environnement. Enfin, nous avons recherché une méthodologie efficace pour identifier les TRWP dans un échantillon prélevé dans l'environnement, à travers la microscopie et l'imagerie infrarouge, étudiant leur morphologie et leur composition chimique
Tire and Road Wear Particles (TRWPs) are particles resulting from the abrasion of tires on the road while driving. They are being studied more and more because of their still poorly understood impact on the environment, particularly because of the molecules they can release. Indeed, the composition of tire tread is complex and constitutes a cocktail of chemical products. During this work, ageing of these particles was carried out under accelerated (photoaging and thermoaging) and natural conditions. Then, we followed the evolution of the concentration of 3 additives (antioxidants and vulcanization agents) and 20 transformation products within the particles thanks to liquid chromatography coupled to mass spectrometry. The additives can degrade rapidly - with a half-life of a dozen of days - especially when TRWPs are subjected to photochemical aging. On the other hand, in the dark, the molecules seem to degrade more slowly. As a second step, we studied the evolution of the same molecules when TRWPs are in contact with water, in conditions closer to the environment. Most of the studied molecules are leached little into water compared to the total amount present in the particles. Thus, TRWPs could constitute a reservoir of chemicals in the environment. Finally, we looked for an efficient methodology to identify TRWPs in a sample taken in the environment, through microscopy and infrared imaging, by studying their morphology and their chemical composition

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Nancel, Mathieu. "Designing and combining mid-air interaction techniques in large display environments". Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00772458.

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Abstract (sommario):

Large display environments (LDEs) are interactive physical workspaces featuring one or more static large displays as well as rich interaction capabilities, and are meant to visualize and manipulate very large datasets. Research about mid-air interactions in such environments has emerged over the past decade, and a number of interaction techniques are now available for most elementary tasks such as pointing, navigating and command selection. However these techniques are often designed and evaluated separately on specific platforms and for specific use-cases or operationalizations, which makes it hard to choose, compare and combine them.In this dissertation I propose a framework and a set of guidelines for analyzing and combining the input and output channels available in LDEs. I analyze the characteristics of LDEs in terms of (1) visual output and how it affects usability and collaboration and (2) input channels and how to combine them in rich sets of mid-air interaction techniques. These analyses lead to four design requirements intended to ensure that a set of interaction techniques can be used (i) at a distance, (ii) together with other interaction techniques and (iii) when collaborating with other users. In accordance with these requirements, I designed and evaluated a set of mid-air interaction techniques for panning and zooming, for invoking commands while pointing and for performing difficult pointing tasks with limited input requirements. For the latter I also developed two methods, one for calibrating high-precision techniques with two levels of precision and one for tuning velocity-based transfer functions. Finally, I introduce two higher-level design considerations for combining interaction techniques in input-constrained environments. Designers should take into account (1) the trade-off between minimizing limb usage and performing actions in parallel that affects overall performance, and (2) the decision and adaptation costs incurred by changing the resolution function of a pointing technique during a pointing task.

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Guinet, Mickaël. "Première détermination de la constante de Boltzmann par une méthode optique". Phd thesis, Université Paris-Nord - Paris XIII, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00121051.

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Abstract (sommario):

Ce manuscrit présente une expérience totalement nouvelle visant à mesurer la constante de Boltzmann par une méthode de spectroscopie laser. Cette constante est déduite de la largeur à mi-hauteur d'un profil d'absorption linéaire d'un gaz d'ammoniac à température contrôlée. Sur le plan théorique, cette expérience nécessite une analyse très poussée de la forme de raie en absorption linéaire.
Dans ce mémoire, je décris les solutions apportées pour obtenir un faisceau laser de fréquence parfaitement contrôlée, largement accordable autour de 10 µm et d'intensité constante. Je décris également les options retenues pour le contrôle en température du gaz d'ammoniac.
Les résultats obtenus sont très encourageants, nous avons après seulement 2 ans déjà obtenu une première mesure de la constante de Boltzmann avec une incertitude relative de 1,9X10-4: k=1,38065(26)X10-23 J.K-1.
Dans ce manuscrit, je présente également plusieurs voies d'amélioration à court et moyen termes.
Je présente enfin une expérience de franges de Ramsey-Bordé référencée sur l'étalon primaire de fréquence localisé à Paris (au SYRTE). La chaîne de mesure absolue de fréquence atteint une résolution de 10-14 et l'incertitude pour la mesure de la frange centrale est également de l'ordre de 10-14. A moyen terme, ce système de mesure par rapport à l'étalon primaire pourra être utilisé pour contrôler la fréquence du laser à CO2 dans les futures expériences de mesure de la constante de Boltzmann.

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Guinet, Mickaël. "Première détermination de la constante de Boltzmann par une méthode optique". Phd thesis, Paris 13, 2006. http://www.theses.fr/2006PA132029.

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Abstract (sommario):

Ce manuscrit présente une expérience totalement nouvelle visant à mesurer la constante de Boltzmann par une méthode de spectroscopie laser. Cette constante est déduite de la largeur à mi-hauteur d’un profil d’absorption linéaire d’un gaz d’ammoniac à température contrôlée. Sur le plan théorique, cette expérience nécessite une analyse très poussée de la forme de raie en absorption linéaire. Dans ce mémoire, je décris les solutions apportées pour obtenir un faisceau laser de fréquence parfaitement contrôlée, largement accordable autour de 10 µm et d’intensité constante. Je décris également les options retenues pour le contrôle en température du gaz d’ammoniac. Les résultats obtenus sont très encourageants, nous avons après seulement 2 ans déjà obtenu une première mesure de la constante de Boltzmann avec une incertitude relative de 2,110-4: k=1,38062(29)10-23 J. K-1. Dans ce manuscrit, je présente également plusieurs voies d’amélioration à court et moyen termes.

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Sagnard, Florence. "Etudes de Propagation et de Rayonnement pour le Développement des Futurs Systèmes de Communication". Habilitation à diriger des recherches, Université de Marne la Vallée, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00340853.

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Abstract (sommario):

Le développement croissant des systèmes de communication sans fil pour des applications médicales (imagerie), radar (surveillance, détection, localisation), radiomobiles (navigation, sur- veillance) et réseaux (WLAN,WPAN) nécessite l'introduction de nouvelles technologies. Depuis peu, un intérêt particulier s'est porté sur des applications courtes distances, très hauts débits (supérieurs à 100 Mbit/s), multi-utilisateurs et faible puissance (inférieure à 1 mW). Dans ce contexte, la technologie Ultra-Large Bande (ULB ou UWB) a récemment attiré l'attention de la communauté scientifique et des industriels. Alors que les technologies bande étroite sont fondées sur une étude dans le domaine fréquentiel, la technologie ULB se prête mieux à une étude dans le domaine temporel puisqu'elle utilise des signaux temporels très brefs, de spectre extrêmement large, de grande période de répétition et de faible puissance. Le développement de cette approche, considérée comme une évolution majeure des technologies traditionnelles bande étroite, induit des problématiques nouvelles au sein d'environnements intra-bâtiment. Ces problématiques nécessitent la réalisation préalable d'études approfondies de modélisation et de caractérisation du canal de propagation pour dimensionner les paramètres du système de transmission.
Dans le cadre de l'élaboration d'outils de prédiction déterministe de la propagation à l'in-
térieur de bâtiments, entrepris à l'ESYCOM (Marne-La-Vallée) en bande étroite et à l'IETR
(Rennes) en ultra-large bande, nous avons cherché à développer une documentation précise
associée aux comportements de deux éléments du canal de propagation, les matériaux et les
antennes ; l'implémentation de cette documentation dans les simulateurs de canal nécessitera
encore un peu de temps. Notre travail a consisté à développer deux modules particulièrement
originaux traitant, dans les domaines fréquentiel et temporel, de modélisations analytique et
numérique, ainsi que de la caractérisation des matériaux et des antennes à l'aide de bancs de
mesure spéciÞquement réalisés. La spéciÞcité des études conduites tient à la modélisation des
réponses de ces éléments dans le domaine temporel; notamment, nous avons montré que l'ex-
citation d'un matériau par une impulsion génère des échos successifs déformés et atténués dont
l'allure dépend de sa structure (porosité, dimension des grains,...) et des conditions initiales
(température, humidité, ...). Aussi, l'excitation d'une antenne de type résonante produit des
signaux, qui au premier ordre, ont l'allure de la dérivée du signal incident mais ayant subi une
distorsion qui dépend de l'angle d'observation. Ainsi, nous avons remarqué que la largeur de
l'impulsion d'excitation influe non seulement sur l'allure des impulsions rayonnées dans l'espace,
mais aussi sur la direction du maximum de rayonnement. Cette propriété remarquable permet
d'envisager la focalisation d'une antenne ULB dans une direction particulière en modifiant la
durée et la forme de l'impulsion d'excitation. En prévision de l'analyse des trajets multiples d'un canal de propagation ultra-large bande, nous avons abordé leur identiÞcation à l'aide d'al-
gorithmes Haute Résolution (HR) en considérant le canal généré par un matériau du bâtiment.
Les algorithmes, MUSIC modiÞé et Faisceau de matrices, sont fondés sur l'analyse spectrale
paramétrique des données et prennent en compte la dispersion fréquentielle. Ils ont permis de
reconstruire la réponse impulsionnelle de matériaux caractérisés en réflexion.
La modélisation d'une chaîne de transmission a été de plus abordée dans le cadre d'études de
faisabilité du projet "internet-pêche" qui vise à doter des ßotilles de pêche de longueur inférieure
à 25 mètres d'une connexion internet par liaison sans Þl aux fréquences MF-HF ([2 ; 30] MHz).
Une modélisation statistique de la surface de la mer, remuée par le vent, pour un profil de relief
sous-marin donné, a été proposée. Puis, nous avons implémenté le modèle de propagation du
terrain irrégulier afin de rendre compte de la présence d'ondes de sol se propageant sur une
surface de mer considérée comme rugueuse.

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Wlotzko, Vincent. "Conception et réalisation d'une caméra à balayage de fente à résolution temporelle picoseconde et à haut taux de répétition". Thesis, Strasbourg, 2016. http://www.theses.fr/2016STRAD009/document.

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Abstract (sommario):

Les caméras à balayage de fente sont les instruments de détection directe de la lumière les plus précis en termes de résolution temporelle. Ces instruments sont capables de capturer des évènements de l’ordre de la picoseconde à un taux de répétition d’une centaine de mégahertz. Cependant, les performances de la caméra sont limitées par de nombreux phénomènes propres au fonctionnement de cette dernière mais aussi au système l’implémentant. Plusieurs effets dégradant la résolution temporelle sont étudiés. Le premier axe exploré concerne la synchronisation de la caméra avec l’évènement lumineux capturé. Cette investigation débouche sur le développement d’un discriminateur à fraction constante permettant de déclencher la caméra avec un jitter inférieur à 200 fs RMS. Une autre étude présente l’impact qu’ont le bruit d’amplitude et le bruit de phase des lasers usuellement utilisés avec la caméra sur sa synchronisation. Enfin une analyse des phénomènes intrinsèques à la photocathode de la caméra permet d’évaluer la variation du temps de transit des électrons dans celle-ci
Streak cameras are the direct light detection instruments that are the best in terms of temporal resolution. Those instruments can capture picosecond light events at a hundred megahertz repetition rate. However their characteristics are limited by various phenomena specific to the camera and the implementing system. Several effects that affect the temporal resolution are studied. The first examined line deals with the synchronization of the camera with the studied light event. This inquiry led to the design of a constant fraction discriminator allowing a sub 200 fs RMS jitter triggering. Another study shows the impact of the usually used laser amplitude noise and phase noise on the system’s synchronization. Finally, an analysis of the camera’s photocathode intrinsic phenomena allows estimating the transit time variation of the electrons within the vacuum tube

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Sengele, Loic. "Etude des modes octupolaires dans le noyau atomique de 156Gd : recherche expérimentale de la symétrie tétraédrique". Thesis, Strasbourg, 2014. http://www.theses.fr/2014STRAE038/document.

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Abstract (sommario):

Les symétries géométriques jouent un rôle important dans la compréhension de la stabilité de tout système physique. En structure nucléaire, elles sont reliées à la forme du champ moyen utilisé pour décrire les propriétés des noyaux atomiques. Dans le cadre de cette thèse, nous avons utilisé les prédictions obtenues avec l'aide du Hamiltonien du champ moyen nucléaire avec le potentiel de Woods-Saxon Universel pour étudier les effets des symétries dites de « Haut-Rang ». Ces symétries ponctuelles mènent à des dégénérescences des états nucléaires d’ordre 4. Il est prédit que la symétrie tétraédrique influence la stabilité des noyaux proches des nombres magiques tétraédriques [Z,N]=[32,40,56,64,70,90-94,136]. Nous avons sélectionné la région des Terres-Rares proche du noyau doublement magique tétraédrique 154Gd pour notre étude. Dans cette région, il existe des structures de parité négative qui sont mal comprises. Or la symétrie tétraédrique, en tant que déformation octupolaire non-axiale, brise la symétrie par réflexion et doit produire des états de parité négative. Après une étude systématique des propriétés expérimentales des noyaux de la région, nous avons sélectionné le 156Gd comme objet de notre étude des modes d’excitation octupolaire. Nous avons utilisé les probabilités réduites de transition gamma pour discerner ces différents modes. Pour atteindre cet objectif, nous avons réalisé trois expériences de spectroscopie gamma à l’ILL de Grenoble avec les détecteurs EXILL et GAMS afin de mesurer les durées de vie et les intensités des transitions gamma des états candidats. L'analyse de nos résultats montre que notamment la forme tétraédrique aide à comprendre les probabilités des transitions dipolaires. Ce résultat ouvre de nouvelles perspectives expérimentales et théoriques
Geometrical symmetries play an important role in the understanding of all physical systems. In nuclear structure they are linked to the shape of the mean-field used to describe the atomic nuclei properties. In the framework of this thesis, we have used the predictions obtained with the help of the nuclear mean-field Hamiltonian with the Universal Woods-Saxon potential to study the effects of the so-called “High-Rank” symmetries. These point-group symmetries lead to a nuclear state degeneracy of the order of 4. It is predicted that the tetrahedral symmetry affects the stability of nuclei close to the tetrahedral magic numbers [Z,N]=[32,40,56,64,70,90-94,136]. We have selected the Rare-Earth region close to the tetrahedral doubly magic nucleus 154Gd for our study. In this region, there exists negative parity structures poorly understood. Yet the tetrahedral symmetry, as related to a non-axial octupole deformation, breaks the reflection symmetry and leads to the negative parity states. Following a systematics of experimental properties of the nuclei in this region, we have selected 156Gd as the object of our study for the octupole excitation modes. We have used the reduced transitions probabilities to discriminate between these modes. To achieve this goal, we have performed three gamma spectroscopy experiments at the ILL in Grenoble with the EXILL and GAMS detectors to measure the lifetimes and the gamma transition intensities from the candidate states. The analysis of our results shows that including the tetrahedral shape helps to understand the dipole transition probabilities. This result will open new experimental and theoretical perspectives

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Le, Maître Johann. "Développement de la spectrométrie de masse à ultra- haute résolution associée à la spectrométrie de mobilité ionique pour la caractérisation de coupes pétrolières lourdes. structural analysis of heavy oil fractions afterr hydrodenitrogenation by high-resolution tandem mass spectrometry and ion mobility spectrometry Structural analysis of neutral nitrogen compounds refractory to the hydrodenitrogenation process of heavy oil fractions by high-resolution tandem mass spectrometry and ion mobility-mass spectrometry Chemical characterization of 15 biocrudes obtained from hydrothermal liquefaction of industrially cultivated wild micro algae Chemical characterization with different analytical techniques, a way to understand the process: Case of the paraffinic base oil production line Exploring complex mixtures by cyclic ion mobility high-resolution mass spectrometry – Application towards Petroleum. Simulation and modeling of Collision Cross Section for structural elucidation of heavy oil fraction by ion mobility-mass spectrometry: Using polyaromatic hydrocarbons compounds mixture as calibration standard Characterization of sulfoxides compounds in dimeric distribution of heavy oil fractions by positive-ion electrospray ionization FTICR mass spectrometry Structural analysis of Petroporphyrins from asphaltene by trapped ion mobility coupled with a Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometer. Cyclic ion mobility spectrometry coupled to high-resolution time-of-flight mass spectrometry equipped with atmospheric solid analysis probe for the molecular characterization of combustion particulate matter. Structural study of analogues of Titan’s haze by trapped ion mobility coupled with a Fourier transform ion cyclotron mass spectrometer". Thesis, Normandie, 2020. http://www.theses.fr/2020NORMR051.

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Abstract (sommario):

L'évolution des réserves de pétrole implique l'utilisation en raffinerie de pétroles bruts non conventionnels, bien souvent plus lourds et donc difficiles à caractériser. Les produits pétroliers sont en effet des mélanges chimiques extrêmement complexes. La partie légère et volatile peut être analysée par chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (GC/MS), permettant l'identification des composés par l'utilisation de mesures de masses précises et de modèles de fragmentation. Cependant ces techniques sont inadaptées à l'analyse des fractions lourdes. Dans la pratique, la caractérisation des mélanges les plus complexes implique l'utilisation de spectromètres de masse à ultra-haute résolution généralement par analyse directe sans séparation chromatographique. La technique de référence est aujourd’hui la spectrométrie de masse à transformée de Fourier par résonance cyclotronique des ions (FTICR). Grâce à une résolution supérieure à 106 et à une précision de mesure de masse inférieure à 0,1 ppm, cet instrument permet de séparer toutes les espèces présentes dans un produit pétrolier et d'attribuer à chaque valeur de m/z une composition élémentaire unique. Ceci permet d'obtenir très facilement des cartes moléculaires qui peuvent être présentées graphiquement en utilisant le diagramme de Kendrick, le diagramme de van Krevelen ou le nombre d'insaturations (DBE) en fonction du nombre de carbones. Ce travail de thèse a permis grâce à la caractérisation moléculaire de produits pétroliers (Vacuum Gas Oil, Pétroles Bruts, Matériel Interfacial, Asphaltènes et Bio-Oil…) d'aborder la complexité de leur traitement dans l’outil de raffinage. Des protocoles d'analyses des échantillons ont été développés, à l'aide de différentes sources d'ionisation à pression atmosphérique (ESI, APCI et APPI) ainsi que par désorption/ionisation laser (LDI) sur le spectromètre de masse FTICR 12T. Les informations sur le contenu isomérique des produits pétroliers ont ensuite été déterminées grâce à l'apport de la spectrométrie de mobilité ionique (IMS)
The evolution of oil reserves requires the use in refineries of unconventional crude oils, which are often heavier and therefore difficult to characterize. Petroleum products are in fact extremely complex chemical mixtures. The light and volatile part can be analysed by gas chromatography coupled with mass spectrometry (GC/MS), allowing the identification of compounds by using precise mass measurements and fragmentation models. However, these techniques are inappropriate for the analysis of heavy fractions. In practice, the characterization of the most complex mixtures involves the use of ultra-high-resolution mass spectrometers generally by direct analysis without chromatographic separation. The reference technique today is Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance Mass Spectrometry (FTICR). With a resolution of more than 106 and a mass measurement accuracy of less than 0.1 ppm, this instrument can separate all the species present in a petroleum product and assign a unique elemental composition to each m/z value. This makes it very easy to obtain molecular maps that can be presented graphically using the Kendrick diagram, the van Krevelen diagram or the number of unsaturations (DBE) as a function of the number of carbons. This thesis work has allowed thanks to the molecular characterization of petroleum products (Vacuum Gas Oil, Crude Oil, Interfacial Material, Asphaltenes and Bio-Oil...) addressing the complexity of their treatment in the refining tool. Protocols for sample analysis have been developed, using different sources of ionization at atmospheric pressure (ESI, APCI and APPI) as well as laser desorption/ionization (LDI) on the FTICR 12T mass spectrometer. Information on the isomeric content of petroleum products was then determined using ion mobility spectrometry (IMS)

Tesi sul tema "Ultra haute résolution"

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