Rozprawy doktorskie: „Détecteurs de temps”

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Jürgensen, Nadia. "Étalonnage automatique des détecteurs pour scanner LabPET II". Mémoire, Université de Sherbrooke, 2017. http://hdl.handle.net/11143/11104.

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Depuis une vingtaine d'années, le GRAMS et le CIMS travaillent en collaboration dans le domaine de l'imagerie médicale, plus précisément sur la tomographie d'émission par positrons destinée à la recherche préclinique sur petits animaux. Après le scanner TEP Sherbrooke en 1994 et le LabPET I commercialisé par Advanced Molecular Imaging (AMI) Inc., Gamma Medica Ideas et GE Healthcare au cours des années 2000, l'aspiration vers de meilleures performances est le moteur de la réalisation d'une nouvelle version : le LabPET II. L'augmentation importante du nombre de détecteurs, nécessaire pour atteindre une meilleure résolution spatiale, amène de nouveaux défis autant sur le plan matériel que logiciel. Un des défis est de compenser les disparités en gain des détecteurs à base de photodiodes à avalanche (PDA) qui engendrent des différences intercanaux. Le but de ce projet de maîtrise est de développer et d'implémenter un algorithme capable de corriger ces différences de façon automatisée.

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Jacquemod, Gilles. "Detection de défauts dans des images radiographiques industrielles obtenues en temps reel par des détecteurs linéaires". Lyon, INSA, 1989. http://www.theses.fr/1989ISAL0089.

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Parmi tous les systèmes de radiographie temps réel, on peut distinguer les trois principaux groupes suivants : -groupe 1 : écran fluorescent et caméra bas niveau de lumière, -groupe 2 : amplificateur de brillance et caméra classique de type Vidicon, -groupe 3 : détecteur linéaire à l'état solide sensible aux rayons X. La comparaison des divers systèmes a été faite sur échantillon étalon comportant des défauts calibrés en forme et en dimension, dans les conditions rencontrées dans la détection des amas inclusionnaires dans les tôles laminées. Elle a montré que le groupe 1 était inadapté, mais que les systèmes des groupes 2 et 3, sans atteindre la résolution obtenue par le film, présentaient des performances très intéressantes. Nous avons particulièrement étudié les détecteurs linéaires, adaptés à la détection au défilement de défauts de forme allongée. Des algorithmes simples ont pour ce cas été développés en vue d'améliorer la résolution de ce type de détecteurs et d'assurer la détection automatique des défauts. Ils permettent d'envisager une application temps réel sur des architectures construites autour du bus VME avec des cartes spécialisées dans le traitement d'image à vitesse vidéo. Par ailleurs, l'intégration électronique de la méthode de super résolution, appliquée aux détecteurs linéaires. A fait l'objet d'un dépôt de brevet. De plus, nous avons étudié son extension aux détecteurs bidimensionnels (caméras CCD) et à la tomographie industrielle.

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Dumez-Viou, Cedric. "Restauration de sources radioastronomiques en milieu radioélectrique hostile : Implantation de détecteurs temps réel sur des spectres dynamiques". Phd thesis, Université d'Orléans, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00319939.

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L'étude de l'Univers est effectuée de façon quasi-exclusive grâce aux ondes électromagnétiques. La radioastronomie qui étudie la bande radio du spectre est couramment obligée d'observer hors de ses bandes protégées. Il faut donc pouvoir observer des sources dans des bandes où les émissions des systèmes de télécommunication sont souvent proches et donc très puissantes.

Les travaux de cette thèse ont eu pour but de développer et d'implanter des méthodes temps réel de traitements numériques visant à atténuer les interférences ambiantes afin de restaurer les radiosources naturelles lors d'observation avec une antenne unique sans informations a priori.
Le cœur de ces traitements est basé sur l'estimation de la moyenne d'un échantillon suivant une loi du Khi-2 en présence de points aberrants.
Un récepteur numérique multi-instruments à grande dynamique élaboré à la station de radioastronomie de Nançay a servi de banc de test à ces divers algorithmes.

La bande corrompue par Iridium est maintenant observable et les sources HI situées dans la bande allouée aux radars sont de nouveau
accessibles. Les observations du Soleil et de Jupiter effectuées en
bande décamétrique sont maintenant de bien meilleure qualité.
Un algorithme a été développé pour configurer le récepteur en tant que détecteur et enregistreur rapide d'évènements très brefs (<100 ms) en milieu parasité. Il est aujourd'hui utilisé pour l'enregistrement de structures fines Joviennes.

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Dumez-Viou, Cédric. "Restauration de sources radioastronomiques en milieu radioélectrique hostile : implantation de détecteurs temps-réel sur des spectres dynamiques". Orléans, 2007. http://www.theses.fr/2007ORLE2064.

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L'étude de l'Univers est effectuée de façon quasi-exclusive grâce aux ondes électromagnétiques. La radioastronomie qui étudie la bande radio du spectre est couramment obligée d'observer hors de ses bandes protégées. Il faut donc pouvoir observer des sources dans des bandes où les émissions des systèmes de télécommunication sont souvent proches et donc très puissantes. Les travaux de cette thèse ont eu pour but de développer et d'implanter des méthodes temps-réel de traitements numériques visant à atténuer les interférences ambiantes afin de restaurer les radiosources naturelles lors d'observation avec une antenne unique sans informations a priori. Le coeur de ces traitements est basé sur l'estimation de la moyenne d'un échantillon suivant une loi du khi-2 en présence de points aberrants. Un récepteur numérique multi-instruments à grande dynamique élaboré à la station de radioastronomie de Nançay a servi de banc de test à ces divers algorithmes. La bande corrompue par Iridium est maintenant observable et les sources HI situées dans la bande allouée aux radars sont de nouveau accessibles. Les observations du Soleil et de Jupiter effectuées en bande décamétrique sont maintenant de bien meilleure qualité. Un algorithme a été développé pour configurer le récepteur en tant que détecteur et enregistreur rapide d'évènements très brefs (<100~ms) en milieu parasité. Il est aujourd'hui utilisé pour l'enregistrement de structures fines Joviennes.

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Zach, François. "Mesure du temps de vie du méson B0s et étude de ses oscillations temporelles par le détecteur DELPHI au LEP". Lyon 1, 1996. http://www.theses.fr/1996LYO10097.

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Nous mesurons le taux de production du meson d#s dans trois modes de desintegration a l'aide des 2. 700. 000 desintegrations hadroniques du z#0, accumules par l'experience delphi entre 1991 et 1994. Nous pouvons ainsi apporter des confirmations aux modeles theroriques existants. Nous determinons aussi le temps de vie du meson b#0#s par une methode d'ajustement de la distribution du nombre de mesons d#s se desintegrant par intervalle de longueur de vol. Enfin, nous abordons l'etude des oscillations temporelles du meson b#0#s par une methode de visualisation directe du parametre x#s. Cela nous permet de donner une limite a ce parametre et ainsi d'apporter des elements nouveaux pour la confirmation du modele standard

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Bacchi, Christian. "Nouvelle génération de détecteurs d'ions sensible en position et en temps pour le développement de la sonde atomique tomographique". Thesis, Normandie, 2020. http://www.theses.fr/2020NORMR032.

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La Sonde Atomique Tomographique (SAT) est un outil d’analyse qui permet de déterminer la structure et la composition locale de matériaux à l’échelle atomique. Afin d’obtenir ce type d’analyse, la SAT utilise une technique destructive appelée "évaporation par effet de champ", permettant d’extraire et de collecter un certain volume d’atomes provenant d’un échantillon de matériau. Pour ce faire, il est nécessaire, dans un premier temps, d’usiner le matériau à analyser sous la forme d’une pointe très fine. Puis, dans un second temps, d’appliquer un potentiel électrique très élevé au niveau de cette pointe, afin de d’ioniser et expulser les atomes de surface. Ces atomes de surface sont alors projetés vers un détecteursensible en position, couche après couche, afin d’obtenir une tomographie à l’échelle atomique du volume analysé. Afin d’être chimiquement identifié, chaque atome détecté est associé à une mesure de temps de vol, qui s’effectue entre une impulsion électrique (ou laser) appliqué sur la pointe, et un signal d’arrivé sur le détecteur. Connaissant le potentiel électrique total appliqué à la pointe, ainsi que la vitesse des ions projetés vers le détecteur, il est alors possible de déterminer un rapport masse sur charge (m/n) de chaque ion collecté. Au vu de cette dernière description, la SAT peut apparaitre comme l’un des meilleurs outils d’analyse permettant de caractériser des matériaux à une échelle atomique. Cependant, l’utilisation de cet instrument reste encore restreinte en science des matériaux. L’une des principales raisons à cela concerne les biais apportés par le système de détection de la SAT. En effet, il a été constaté que des pertes d’information pouvaient se produire lorsque le détecteur était soumis à des impacts d’ions multiples sur de très courtes périodes de temps. Ceci peut se traduire par des pertes sélectives dans le cas où certains éléments auraient tendance à s’évaporer par groupe de plusieurs ions sur une même impulsion de départ sur la pointe. D’autre biais ont aussi été constatés au niveau de l’identification chimique des ions détectés. Étant donné que cette identification s’effectue par spectrométrie de masse à temps de vol, on peut s’apercevoir que certains éléments d’un même matériau peuvent se regrouper sous des rapport m/n extrêmement proches. Ce qui a pour effet de créer des interférences entre pics de masses provenant d’éléments différents, et donc de créer de potentiels biais de compositions. Sur la base de ces différentes limites, cette thèse a pour but de répondre à la problématique suivante : Comment peut-on surpasser les limites des différents systèmes de détection de SAT ? Pour y répondre, des études, à la fois théoriqueset expérimentales, ont été effectuées pour traiter l’ensemble de ces derniers biais, jusqu’à l’aboutissement de nouveaux modèles théoriques et de nouveaux prototypes de détecteurs pour la SAT
The Atom Probe Tomography (APT) is an analysis technique allowing the visualization of the atomic structure and the determination of the elemental nature of each atom originating from material samples. In order to get this type of analysis, the APT uses a destructive technique, called the Field Evaporation, allowing the extraction and the detection of atoms constituting the analyzed material. To do so, it is necessary, in a first step, to shape the material sample in the form of a very sharp needle. Then, in a second step, to apply a high electric potential on the tip for ionizing and expelling the atoms from the surface of the tip apex. Surface atoms are then projected towards a position-sensitive detector (PSD), with the aim of reconstructing the internal three-dimensional shape of the analyzed material, layer-by-layer. Concerning the spectrometric aspect of this technique, each detected atom is associated to a time-of-flight (TOF) measurement. Those TOFs are measured between electric (or laser) pulses applied on the tip, and arrival times on the detector. Knowing the resulting electric potential applied on the tip and the projection speed of ions, it is possible to get the mass-to-charge ratio of each collected ion. Regarding the working process of this technique, it may be thought that APT instruments could be the best mean for analyzing materials at the atomic scale. However, since the invention of this technique, more than 30 years ago, APT instruments are still relatively confidential in the panel of high-resolution microscopes used in material sciences. One of the main reasons to this concerns the potential biases brought by the APT detection system. Some of those biases concern the inability of the detector to correctly treat high amounts of ion arrivals in a short period of time. In the case where some elements tend field evaporate in bundles of more than one ion, it is then possible to suffer from selective losses during APT experiments. Secondly, given that the elemental nature of collected ions is determined through time-of-flight mass spectrometry, material analyses may be intrinsically subjected to compositional biases. This is due to interferences between mass peaks originating from different elements, sharing very close mass-to-charge ratios. Based on the foregoing, this thesis is intended to answer to the following issue: How to outperform the limitations of APT detection systems? To do so, theoretical and experimental studies have been conducted for resolving those biases, and finally led to the development of new theoretical models and new type of detectors for APT instruments

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Puszka, Agathe. "Tomographie optique diffuse : une approche résolue en temps pour les mesures en réflectance à courtes distances entre sources et détecteurs". Thesis, Grenoble, 2013. http://www.theses.fr/2013GRENY051/document.

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La tomographie optique diffuse (TOD) est une technique d'imagerie médicale émergente utilisant la lumière proche infrarouge pour sonder les tissus biologiques. A partir de mesures non-invasives, cette technique permet d'obtenir les cartes en trois dimensions des coefficients d'absorption et de diffusion à l'intérieur des organes. Avec une approche multi-spectrale, la distribution spatiale des chromophores endogènes (hémoglobine, eau) peut aussi être obtenue. Pour certaines applications cliniques, il est souhaitable d'effectuer les mesures de TOD avec une sonde compacte qui regroupe tous les couples source-détecteur. Cependant, dans cette configuration, la sensibilité en profondeur est un défi majeur. Dans le cadre de cette thèse, nous proposons d'adresser ce challenge en utilisant des mesures résolues en temps. Une approche résolue en temps est développée pour optimiser la TOD dans le cas des mesures de réflectance à faibles distances source-détecteur. Cette approche inclut des aspects méthodologiques concernant le traitement des mesures résolues en temps par des algorithmes de TOD basés sur la transformée de Mellin-Laplace. Cette approche comporte aussi un volet instrumental qui consiste à optimiser la chaîne de détection sur deux points précis pour améliorer la détection et la localisation de contraste d'absorption en profondeur dans les milieux diffusants. Tout d'abord, l'impact de la réponse temporelle du détecteur est étudié avec des détecteurs de photons uniques disponibles dans le commerce (photomultiplicateurs classiques et hybrides). Dans un second temps, l'augmentation de la profondeur sondée avec de nouveaux détecteurs de photons uniques, les fast-gated single-photon avalanche diodes, est explorée au cours d'une collaboration avec le Politecnico de Milan. Pour finir, une étude illustre les performances de l'approche proposée en termes de résolution spatiale en profondeur pour différents arrangements des sources et détecteurs dans une sonde optique. Des sondes optiques dont la largeur est limitée à quelques centimètres ouvrent la voie à de nouvelles applications cliniques pour la TOD. Ces sondes peuvent accéder à des organes internes comme la prostate ou faciliter les examens médicaux sur des organes externes comme le sein ou le cerveau
Diffuse optical tomography (DOT) is an emerging medical imaging technique using near-infrared light to probe biological tissues. This technique can retrieve three-dimensional maps of absorption and scattering coefficients inside organs from non-invasive measurements. With a multispectral approach, the spatial distribution of endogenous chromophores (hemoglobin, water) can even be obtained. For some clinical applications, it is desirable to carry out the measurements for DOT with a compact probe including all sources and detectors. However, the depth sensitivity is a real challenge in this configuration. We propose to tackle this challenge by using time-resolved measurements. A time-resolved approach is developed to perform DOT with reflectance measurements at short source-detector separation. This approach involves methodological aspects including the processing of time-resolved signals by DOT algorithms based on the Mellin-Laplace transform. Then, this approach consists in optimizing the detection chain on two aspects for enhancing the detection and localization of absorption contrast in depth in diffusive media. First, the impact of the temporal response of the detector is studied with commercially available single-photon detectors (classical and hybrid photomultipliers). Second, the enhancements in probed depth permitted with fast-gated single-photon avalanche diodes are explored in a joint work with the Politecnico di Milano. To finish, a study is carried out to illustrate the performance of the proposed approach with respect to spatial resolution in depth for different configurations of sources and detectors in the optical probe. Probes with a width limited to a few centimeters open the gate to multiple clinical interests. They could access intern organs like the prostate or facilitate the measurements on extern organs like the breast or the brain

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Borras, Santos Guillem. "Contribution à l'amélioration de la résolution des détecteurs a l'état solide sensibles aux rayons X par restauration et simulation comportementale". Lyon, INSA, 1999. http://www.theses.fr/1999ISAL0113.

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Depuis les origines, le film a été le média privilégié de l'imagerie X. Simple à utiliser et ne nécessitant aucune infrastructure mis à part la source de rayons X, il a permis la généralisation voire la banalisation du contrôle non destructif. Dans les dernières décennies, le film a commencé à partager son hégémonie avec à la fluoroscopie dans des applications où l'accent est mis sur la rapidité d'accès à l'image radiologique. Plus récemment, la fluoroscopie est elle même en train d'être remplacée par des dispositifs intégrés, à base de semi-conducteurs. Ces nouveaux imageurs, plus compacts, fournissent directement une version numérique de l'image. Les capteurs linéaires (ou barrettes) se prêtent particulièrement bien au Contrôle Non Destructif (CND) en temps réel sur des produits en défilement. Néanmoins, bien que prometteuses, ces nouvelles techniques se heurtent le plus souvent à un manque de résolution. Notre travail est une contribution à l'amélioration de la résolution des détecteurs à l'état solide sensibles aux rayons X. Cette contribution s'applique tout particulièrement au domaine du temps réel. Notre approche comporte trois axes principaux. Une première contribution concernant la modélisation de la dégradation, où une nouvelle technique a été mise au point. Un deuxième axe a consisté en la mise en oeuvre de certaines méthodes de restauration. L'accent a été mis sur l'aspect temps réel, nous avons étudié certaines configurations géométriques particulières pouvant donner des résultats intéressants lors de la restauration des signaux. Un dernier axe de recherche exploratoire a été mené dans le sens de l'optimisation des paramètres intrinsèques au capteur grâce à une simulation comportementale
The film was the first media used in X- ray imaging. Of a simple use, the film allowed for an important development of the non destructive testing. For the last decades, the film started to share his hegemony with fluoroscopy in some domains of interest where the speed was a predominant factor in the acquisition. More recently, the fluoroscopy is being replaced by the use of solid-state devices. Those new imagers are able to acquire real time numerica1 images. Linear detectors are especially well adapted to a continuous inspection of slow moving objects. However, this kind of detectors often Jack of resolution for some specific applications. Our work is a contribution to the improvement of the solid-state X-Ray detectors resolution. This contribution is specially oriented to real time applications. Our research follows three main axes. The first one deals with the modelling of the degradation of the detector. A new technique is described and tested. In the second part some restoration techniques have been developed. We have treated the real time aspect of the restoration, and some geometrical settings of the detector have been tested. The last part has been worked out to optimise the intrinsic parameters of the detector, using a new behavioral simulation tool

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Lafont, Fabien. "Développement du détecteur d'électrons SECOND dédié à la mesure du temps de vie du neutron dans l'expérience HOPE". Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAY065/document.

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Sous réserve d’une énergie cinétique suffisamment faible, un neutron libre peut être piégé matériellement ou magnétiquement de sorte à garantir son confinement au sein d’un volume défini. Cette caractéristique permet l’étude de plusieurs paramètres, notamment de son temps de vie moyen. L’expérience HOPE, piège magnétique de neutrons ultra-froids mis en œuvre à l’Institut Laue Langevin à Grenoble, vise à fournir une valeur précise de ce temps de vie au travers de différentes méthodes. L’une d’entre elles consiste à observer les électrons émis par la décroissance bêta du neutron. Le détecteur SECOND a été spécifiquement conçu pour permettre le comptage de ces électrons au sein de l’expérience HOPE. La grande difficulté de ce projet réside dans le faible taux de comptage des électrons attendu, qui nécessite la discrimination des rayonnements parasites. Dans ce but, SECOND est constitué de deux étages de détection, dont le principal, un phoswich de scintillateurs plastiques, a donné des résultats probants lors de premiers tests fonctionnels à basse température ; la différenciation des événements induits par des muons cosmiques est efficace dans 98 % des cas, et tout porte à croire qu’elle sera considérablement améliorée par l’utilisation d’un système d’acquisition adapté à l’application souhaitée
Considering a low enough kinetic energy, a free neutron can be materially or magnetically trapped in a defined volume. This trapping allows experimenters to study the neutron and its characteristics, and in this case, to measure its mean lifetime. The HOPE experiment commissioned at Laue Langevin Institute in Grenoble is aimed at providing a 1 %- accuracy value. One way to measure lifetime is to record every single neutron beta decay occurring in the trap by counting the emitted electrons. The detector SECOND has been specifically designed to fulfill this goal within HOPE but also to discriminate other types of particles that induce false events. The latter argument is the reason for the two detection stages SECOND is composed of. The plastic scintillators phoswich constitutes the main part of the detector and has been successfully operated during preliminary tests at low temperature. The rejection rate of cosmic muons events is about 98 %, and this value can be drastically enhanced using a more suitable data acquisition system

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Borras, David. "Mesure du temps de vie de la composante CP paire du B°s dans LHCb". Clermont-Ferrand 2, 2006. http://www.theses.fr/2006CLF21686.

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Ce travail de thèse porte sur la faisabilité d'une mesure précise du temps de vie de la composante courte de cette particule par l'étude de sa désintégration B°s -> D+s D-s. L'autre volet de ce travail de thèse concerne la qualification des photodétecteurs qui équipent le détecteur de pieds de gerbe pour lequel l'équipe de Clermont a la responsabilité de l'entièreté de la chaîne de lecture

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Lisowska, Marta. "Exploring the potential of Micro-Pattern Gaseous Detectors technologies in High Energy Physics applications and beyond". Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2024. http://www.theses.fr/2024UPASP094.

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Cette thèse de doctorat étudie le potentiel des Détecteurs Gazeux à Micro-Structures (MPGD) pour la Physique des Hautes Énergies et au-delà, en se concentrant sur les avancées en résolution temporelle et en lecture optique. L'objectif principal est le projet PICOSEC Micromegas, visant à développer des détecteurs gazeux à haute précision avec une résolution temporelle cible de O(10) ps pour les Particules au Minimum d’Ionisation. Cette thèse a porté sur l'amélioration des performances et leur extension vers des modules multi-canaux robustes. Les matériaux des photocathodes ont montré que le carbone type diamant (DLC) était prometteur avec une résolution temporelle de 32 ps et une résistance à l'humidité. L'intégration des Micromegas résistifs a amélioré la robustesse contre les décharges, atteignant une résolution temporelle de 12,5 ps avec une photocathode de iodure de césium (CsI). Des prototypes multi-canaux ont été développés pour des surface de détection plus grandes, avec une résolution temporelle inférieure à 18 ps pour un module de 10x10 cm². Cette thèse explore les avantages des techniques de lecture optique pour les MPGDs et cherche à améliorer leurs performances. Elle évalue la résolution spatiale par lecture optique, compare différentes géométries de détecteurs et étudie diverses configurations de GEM pour améliorer la plage dynamique du MIGDAL OTPC. L'optimisation des gaz pour la lecture optique a aussi été abordée, avec des mélanges alternatifs au CF₄ et des décalages de longueur d'onde
This doctoral dissertation investigates the potential of Micro-Pattern Gaseous Detectors for High Energy Physics and beyond, focusing on time resolution and optical readout advancements. The primary aim was the PICOSEC Micromegas project, concentrating on developing precise-timing gaseous detectors with a target time resolution of O(10) ps for Minimum Ionising Particles. This thesis focused on enhancing performance and scaling it to robust multi-channel detector modules. Research on photocathode materials showed that Diamond-Like Carbon (DLC) was the most promising due to its good time resolution of approximately 32 ps and resistance to humidity. The integration of resistive Micromegas aimed to improve robustness against discharges and ensure stable operation under intense particle beams, achieving a time resolution of approximately 12.5 ps with Cesium Iodide (CsI) photocathode. Finally, multi-channel prototypes were developed to scale to larger detection areas, achieving a time resolution below 18 ps for a 10x10 cm² module. This doctoral dissertation explores the potential benefits of optical readout techniques for MPGDs and aims to enhance their performance. The research included an evaluation of spatial resolution through optical readout, comparing different detector geometries. It investigated various GEM-stack configurations to improve the dynamic range for future modifications of the MIGDAL OTPC, evaluating the maximum achievable gain and light yield across different GEM-based structures. It also recognised the importance of gas optimisation for optical readout by exploring alternative mixtures to CF₄ and wavelength shifters

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Chemloul, Mohamed. "Etude et réalisation d'un système rapide pour la localisation des rayons X dans les détecteurs gazeux". Université Joseph Fourier (Grenoble), 1995. http://www.theses.fr/1995GRE10014.

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Le projet comprend la realisation d'un systeme de detection de rayons x pour des experiences de diffraction aupres d'une source de lumiere synchrotron. Deux cellules de detection ont ete realisees: la premiere est un detecteur 1d ayant une largeur utile de 200 mm. La localisation de la position est faite par une ligne a retard lc de 500 ns. En ce qui concerne la deuxieme, la fenetre de detection utile est de 100 mm 10 mm. La determination de la position sur la grande dimension se fait grace a une ligne a retard mixte rlc combinant la structure d'une ligne a retard classique et celle d'une division de charges. Cette ligne est issue de l'etude d'une methode de ponderation par retard realisee dans le cadre de ce travail. La localisation de la deuxieme coordonnee est realisee par une lecture parallele des fils d'anode. L'electronique de traitement du signal est commune aux deux detecteurs. En effet, les deux methodes de localisation utilisees requierent une mesure de temps rapide et precise. Aussi, un convertisseur de temps numerique a ete realise specialement pour ces systemes. Les performances de ce convertisseur permettent des acquisitions rapides (au dela du mhz) bien adaptees aux demandes des utilisateurs. Le systeme d'acquisition est base sur une carte au standard pc pilotee par un logiciel sous l'environnement windows

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Semmaoui, Hichman. "Algorithmes numériques en temps réel appliqués à l'identification de cristaux et à la mesure de l'estampe du temps scanner TEP/TDM tout-numérique à base de photodiodes à avalanche". Thèse, Université de Sherbrooke, 2009. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/1901.

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La tomographie d'émission par positrons (TEP) est devenue un outil important dans les diagnostics de la médecine nucléaire. Avec le développement et l'utilisation de différents radiotraceurs qui permettent de visualiser les processus métaboliques et les structures organiques par des procédés non invasifs, les caméras TEP cliniques sont largement utilisées et fournissent une résolution spatiale et temporelle suffisante pour les diagnostics humains. De plus, la recherche en pharmacologie et en médecine sont d'autres champs d'applications en développement. En effet, par l'utilisation de la TEP dans les expérimentations avec des petits animaux, l'efficacité de nouveaux médicaments peut être facilement vérifiée. Cependant, le problème avec les tomographes TEP pour petits animaux est la nécessité d'une résolution spatiale et temporelle beaucoup plus grande que celle pour les examens cliniques sur les humains. Ceci requiert de nouveaux concepts de détecteurs et de traitement de signal dans le développement des systèmes TEP dédiés pour les petits animaux. En outre, ces concepts sont complémentés, pour résoudre ce problème, par la fusion d'une image morphologique (tomodensitométrie-TDM) à une image métabolique (TEP). Le LabPET[exposant TM], un scanner TEP dont l'aspect bimodal TEP/TDM est en développement. Ce scanner, dédié aux petits animaux, est développé à l'Université de Sherbrooke. Il utilise des photodiodes à avalanche (PDA) connectées individuellement à des scintillateurs et combinés à de nouveaux algorithmes numériques. Ce scanner vise à répondre aux besoins relatifs à la résolution spatiale et temporelle de l'imagerie TEP pour petits animaux. Dans cette thèse, de nouveaux algorithmes sont développés et testés afin d'augmenter la résolution spatiale et temporelle du LabPET. L'augmentation de la résolution spatiale est basée sur des algorithmes d'identification de cristaux, excités, au sein d'un détecteur multicristaux. Tandis que, l'augmentation de la résolution temporelle est basée sur un concept de déconvolution utilisant le résultat de l'identification de cristaux.

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Grabas, Hervé. "Développement d'un système de mesure de temps de vol picoseconde dans l'expérience ATLAS". Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00982076.

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Cette thèse présente une étude de la sensibilité à la physique au delà du modèle standard et en particulier aux couplages anormaux entre les photons et les bosons W. Ceci est réalisé en détectant dans ATLAS les protons intacts après interaction et en mesurant leur temps de vol avec une précision de quelques pico-secondes de part et d'autre du détecteur central.Je décrirai également les photo-détecteurs de grande superficie avec une précision de quelques pico-secondes et les algorithmes de reconstruction de temps basés sur l'échantillonnage rapide du signal. Le circuit intégré spécifique SamPic pour une mesure de temps de très haute précision sera enfin présenté ainsi que les premiers résultats de mesure avec ce circuit. Ils montrent en particulier une précision exceptionnelle, meilleure que 5 ps, sur la mesure de temps entre deux impulsions.

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Wenger, Emmanuel. "Installation et mise en oeuvre d'un détecteur de rayons X à pixels hybrides sur un diffractomètre de laboratoire : applications aux études de densité électronique et aux expériences de cristallographie résolues en temps". Thesis, Université de Lorraine, 2015. http://www.theses.fr/2015LORR0050/document.

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Par rapport aux détecteurs de rayons X couramment utilisés pour la cristallographie, les détecteurs à pixels hybrides apportent des avantages majeurs qui proviennent principalement de l’utilisation d'une chaîne de comptage propre à chaque pixel permettant de compter les photons individuellement et très rapidement. Les principales innovations de ces détecteurs sont les suivantes : (1) Suppression quasi totale du bruit ; (2) Obturateur électronique ultra rapide (de l'ordre de 100 ns) ; (3) Vitesse d'acquisition de 500 images par seconde. Ces avantages déjà mis à profit depuis une petite dizaine d’années sur les lignes synchrotron, sont également très prometteurs pour les diffractomètres de laboratoire. L’objet de la thèse a été de développer un diffractomètre expérimental de laboratoire équipé d’un détecteur à pixels hybrides, XPAD, et de réaliser les premières mesures de diffraction sur monocristal. Ces mesures ont permis de déterminer les corrections et calibrations du détecteur nécessaires pour les mesures sur monocristaux. Conjointement, les méthodes et techniques de traitement des images pour intégrer les intensités de diffraction ont été étudiées. L’intérêt du très faible bruit du détecteur pour l’étude de modèles de densité électronique a été démontré ; le prototype avec le détecteur XPAD a donné de meilleurs résultats que les diffractomètres usuels. Une deuxième application a consisté à utiliser les qualités de vitesse du détecteur pixel pour la mise en œuvre de mesures résolues en temps à l’échelle de la milliseconde. Des mesures sous champs électrique commuté ont permis de montrer le potentiel de ce type de détecteur dans ce domaine de recherche
Compared to X-ray detectors commonly used for crystallography, hybrid pixels detectors provide major advantages primarily due to the use of a counting system proper to each pixel allowing for very fast and individual photon counting. The main innovations of these detectors are: (1) Almost total suppression of noise ; (2) Ultra-fast electronic shutter (about 100 ns) ; (3) Acquisition rate of 500 images per second. These advantages have already been exploited over the past ten years on synchrotron beam lines and are also very promising for laboratory diffractometers. The thesis work was to realize a prototype laboratory diffractometer equipped with such a detector, XPAD, and to achieve single crystal X-ray diffraction measurements. The necessary corrections and calibrations of the detector required for diffraction measurements on single crystals were determined. The methods and image processing techniques to integrate the diffraction intensities were studied. Benefits of the very low noise of the detector for electron density models study were demonstrated; the prototype diffractometer equipped with an XPAD detector gave better results than conventional diffractometers. A second type of application was to use the pixel detector for the implementation of time-resolved diffraction measurements at millisecond timescale. Measurements under switched electric fields have shown the potential of this type of detector in this area of research

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Fathallah, Houssem Eddine. "Conception d'un système temps-réel de surveillance de l'exposition aux polluants de l'air intérieur : application au formaldéhyde". Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2016. http://www.theses.fr/2016LORR0100.

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Le formaldéhyde est un polluant classé comme « hautement prioritaire » dans l’air intérieur. En raison de ses effets sur la santé, la réglementation française émergente (action 7 du PNSE2) impose de mesurer le formaldéhyde dans les lieux publics (écoles, crèches etc.) à partir de 2017. Or, aucun appareil sur le marché n’est capable de fournir des mesures précises, en temps réel et à faible coût. Cette thèse s’inscrit dans le cadre du projet ANR CAPFEIN (réseau de CAPteurs de FormaldEhyde intelligents pour la surveillance de l'air Intérieur) dont l’objectif est de réaliser un « capteur intelligent » de Formaldéhyde. Le sujet de thèse était de concevoir un système de surveillance en temps réel de l’exposition des personnes au Formaldéhyde, et plus généralement à n’importe quel polluant de l’air intérieur. Les capteurs doivent donc être dotés d’une interface de communication pour pouvoir collecter automatiquement les mesures en différents points de l’environnement à surveiller. Deux systèmes de surveillance ont été développés. Le premier repose sur des composants sur étagère et sur une architecture centralisée en se basant sur le concept de l'Internet des objets (IoT). Le second a été entièrement conçu au CRAN et correspond au développement d'une solution basée sur une approche distribuée. Un badge intelligent a été développé. Il permet de surveiller les taux d’exposition de chaque porteur de badge. Les contraintes majeures de ce travail ont été de pouvoir localiser les personnes dans un milieu intérieur, d’optimiser les algorithmes en termes de place mémoire et de consommation d’énergie. Pour la partie optimisation, des méthodes de moyenne mobile à pondération exponentielle ont été implémentées et évaluées. Les deux prototypes ont été testés dans les bâtiments du CRAN et ont montré leur intérêt
Formaldehyde is classified as a "high priority" pollutant in the indoor air quality. Because of its health effects, the emerging French regulation (Action 7 of PNSE2) requires the measurement of formaldehyde in public places (schools, kindergartens etc.) from 2017. However, no device on the market is able to provide accurate measurements in real time and at low cost. This thesis forms part of the ANR project CAPFEIN (réseau de CAPteurs de FormaldEhyde intelligents pour la surveillance de l'air Intérieur) whose purpose is to develop a "smart Formaldehyde sensor". The thesis objective is to design a real-time monitoring system of human exposure to formaldehyde, and more generally to indoor air pollutant. The sensors must be equipped with a communication interface to automatically collect measurements at different points of the environment to be monitored. Two monitoring systems have been developed. The first is Designed with commercial off-the-shelf component and a centralized architecture based on the concept of the Internet of Things (IoT). The second was designed from the CRAN and corresponds to the development of a solution based on a distributed approach. A smart badge has been developed. It can monitor exposure levels to each cardholder. The major constraints of this work consist on the ability to locate people in an indoor environment and the ability to optimize the algorithms in terms of memory space and power consumption. For the optimization part, the moving average exponential weighting methods have been implemented and evaluated. Both prototypes were tested in buildings of CRAN and showed interest

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Guillemin, Thibault. "Vers une mesure de la section efficace de production inclusive du boson W en électron-neutrino dans l'expérience ATLAS au LHC". Chambéry, 2009. http://www.theses.fr/2009CHAMS019.

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Le boson charge W sera abondamment produit au Large Hadron Collider (LHC) dans des collisions proton-proton à une énergie dans le centre de mass de 14 TeV : sa fréquence de production est 1 Hz à basse luminosité. Sa désintégration dans le canal électron aura une signature claire dans le détecteur ATLAS, marquée par un électron de haute impulsion transverse et une énergie transverse manquante élevée. Le détecteur ATLAS est un détecteur généraliste constitué d'un détecteur de traces, d'un calorimètre électromagnétique, d'un calorimètre hadronique et d'un spectromètre à muon. Entièrement installé dans sa caverne, il a enregistré des données avec le premier faisceau du LHC en septembre 2008. Une première partie de la thèse consiste dans le développement d'une stratégie d'analyse pour la mesure de la section efficace de production inclusive du boson W avec les premières données d' ATLAS, maximisant l'utilisation des données par rapport aux simulations Monte-Carlo. Les principales sources d'incertitude systématique sont mises en évidence et étudiées : une précision sur la mesure meilleure que 10% sera accessible des la première phase de l'expérience. Une seconde partie est consacrée à l'alignement en temps des canaux de lecture des calorimètres à argon liquide, étape nécessaire pour atteindre les performances nominales. Des constantes de temps sont calculées à partir des données enregistrées en septembre 2008 : elles permettront d'assurer un alignement en temps à 2-3 ns de tous les canaux pour les premières collisions
The charged W-boson will be abundantly produced at the Large Hadron Collider (LHC) in proton-proton collisions at a center-of-mass energy of 14 TeV : its frequency production is 1 Hz at low luminosity. Its decay in the electron channel will have a clear signature in the ATLAS detector, defined by a high transverse momentum electron and a high missing transverse energy. The ATLAS detector is a multi-purposes detector made up of a tracker, an electromagnetic calorimeter, a hadronic calorimeter and a muon spectrometer. It is fully installed in its cavern and recorded data with the first LHC beam in September 2008. A first part of the thesis presents a full analysis strategy for the W-boson inclusive production cross section with the first ATLAS data, maximizing the inputs from real data with respect to simulated ones. The main contributions to the systematical uncertainty are identified and estimated : a measurement precision better than 10% will be reachable from the first phase of the experiment. A second part is dedicated to the time alignment of the liquid argon calorimeters readout channels, a required step to reach the nominal performances. Timing constants are computed from the data recorded in September 2008 : they will allow a time alignment of all channels at a 2-3 ns level for the start-up

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Razan, Florence Anne. "Etude de microcapteurs à ondes acoustiques dédiés à la détection fine de produits chimiques à l'échelle laboratoire et industrielle. Application à la détection de monomères résiduels et à la mesure de cinétique en réacteurs". Bordeaux 1, 2005. http://www.theses.fr/2005BOR13079.

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Dans l'objectif de développer des nouvelles méthodes analytiques dédiées à la chimie haut-débit, ces travaux vident à l'étude de plates-formes de détection chimique à ondes élastiques. La réalisation de structures multicouches à ondes de Love (onde guidée de polaristion transverse horizontale) et la modélisation de la propagation ont permis l'extraction des paramètres physico-chimiques. L'étude de la cinétique de la libération du menthol a permis le développement d'une méthode d'analyse rapide de produits volatils. De même, en milieu liquide, la faisabilité d'un suivi de polymérisation en temps réel a été démontrée à l'échelle Laboratoire. Dans une autre approche de suivi de polymérisation, l'évaluation en temps réel de l'évolution des composés du ciel du réacteur et tout particulièrement des traces de monomères résiduels a été réalisée par le développement d'une membrane spécifique de type minérale ou polymère.

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Ghazaly, Christelle. "Développement d’un capteur spectrophotométrique pour la mesure en temps réel des expositions professionnelles à l’ozone". Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2019. http://www.theses.fr/2019LORR0207.

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L’ozone provoque des maux de tête, des lésions pulmonaires et oculaires, ainsi que des maladies respiratoires graves telles que l'asthme. L’ozone est émis dans l’atmosphère des lieux de travail dans différents secteurs, notamment les imprimeries, les stations d’épuration des eaux, les ateliers de soudage à l’arc électrique et les industries de transformation des matières plastiques. L’exposition des salariés à des concentrations dépassant les valeurs limites d'exposition professionnelle (VLEP) nationales et européennes de l’ozone, fixées à 100 ppbv sur 8 heures et à 200 ppbv sur 15 minutes, peut provoquer des altérations sévères de la santé. Actuellement, la détermination des concentrations d’ozone dans l’air est réalisée à l’aide de tubes colorimétriques, assurant des mesures ponctuelles, ou en utilisant des capteurs commerciaux. Des études ont également été réalisées sur les capteurs, à base de cellules électrochimiques ou de semi-conducteurs et plus rarement sur des capteurs optiques. La limite de détection de ces capteurs est compatible avec les VLEP de l’ozone, mais ils sont fragiles et ne sont pas sélectifs. Il n’existe pour le moment aucune méthode de référence fiable et robuste pour l’évaluation des expositions professionnelles à l’ozone. L’objectif de cette étude est le développement d’une méthode de mesure en temps réel de l’ozone, qui soit caractérisée par un signal stable sous air, une sensibilité et une sélectivité élevée. Ce système de mesure doit permettre également d’identifier les phases les plus exposantes pour les salariés. Nous avons choisi la spectroscopie visible comme système de détection simple, rapide et précis. Nous avons élaboré avec succès le matériau sensible, basé sur un colorant peu coûteux, le bleu de méthylène, adsorbé sur un film mince de silice mésoporeuse déposé sur plaque de verre par dip-coating. Ce matériau est stable plus de 50 jours stocké sous air ambiant. Le système comprend également un tube de Nafion® ; utilisé afin de stabiliser le taux d’humidité relative de l’air. Le signal du capteur mesuré est la diminution d’absorbance à 600 nm. Cette diminution résulte de l’oxydation du colorant en présence d’ozone, et est irréversible sous air. Le capteur développé est caractérisé par une sensibilité aux faibles concentrations d’ozone allant de 10 à 500 ppbv, une cinétique de réponse reproductible et aucune interférence directe en présence de 500 ppbv de dioxyde d’azote. La dépendance à la température de la réponse du capteur est décrite. La performance de la détection pendant des scénarios d’exposition pendant des temps courts et à des concentrations variables est décrite. Le système élaboré pourrait servir de bon candidat pour la surveillance en temps réel des expositions professionnelles à l’ozone. Cette étape exigera une miniaturisation des différents composants du banc d’essais afin de pouvoir utiliser le capteur développé sur les lieux de travail
Ozone causes headaches, eye burns and lung damage and serious respiratory diseases such as asthma. Ozone is emitted into the atmosphere of workplaces in various sectors, including printing, water treatment, arc welding, and plastics processing. Exposure of workers to concentrations exceeding national and european ozone occupational exposure limit values (OELs), set at 100 ppbv over 8 hours and 200 ppbv over 15 minutes, may cause severe health alterations. Currently, the determination of ozone concentrations is carried out by using colorimetric tubes, providing spot measurements, or by using commercial sensors. Some studies were carried out on electrochemical cells or semiconductors based sensors and more rarely on optical sensors. The detection limit of these sensors is compatible with ozone OELs, but they are fragile and not selective. There is currently no reliable and robust reference method for the assessment of occupational exposures to ozone. The objective of this study is the development of a real-time ozone measurement method, which is characterized by a stable signal under air, high sensitivity, and selectivity. This measurement system must also make it possible to identify the most exposed phases for employees. We chose visible spectroscopy as a simple, fast and accurate detection system. We have successfully developed the sensitive material, based on an inexpensive dye, methylene blue, adsorbed on a thin film of mesoporous silica deposited on a glass plate by dip-coating. This material is stable for more than 50 days stored under ambient air. The system also includes a Nafion® tube; used to stabilize the relative humidity of the air. The measured sensor signal is the absorbance decrease at 600 nm. This reduction results from the oxidation of the dye in the presence of ozone and is irreversible under air. The developed sensor is characterized by sensitivity to low ozone concentrations ranging from 10 to 500 ppbv, reproducible response kinetics and no direct interference in the presence of 500 ppbv of nitrogen dioxide. The temperature dependence of the sensor response is described. The performance of the detection during exposure scenarios for short times and variable concentrations is described. The developed system could be a good candidate for real-time monitoring of occupational ozone exposures. This step will require miniaturization of the test bench components to use the sensor developed in the workplace

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Teyssier, Cécile. "Spectrométrie de masse COINTOF : Conception et d'un analyseur à temps de vol et développement de la méthode d'analyse". Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00744850.

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Le Dispositif d'Irradiation d'Agrégats Moléculaires (DIAM) est conçu pour l'étude de mécanismes de dissociation résultant de l'interaction de nanosystèmes moléculaires avec des protons de 20-150 keV. Une technique originale de spectrométrie de masse appelée COINTOF (Correlated Ion and Neutral Time Of Flight) permet la mesure corrélée du temps de vol des fragments neutres et chargés issus de la dissociation d'un système moléculaire sélectionné en masse. Une stratégie de traitement des signaux a été développée afin de pouvoir distinguer des fragments proches en temps (< 1ns). Les données collectées sont structurées dans le logiciel ROOT® pour l'analyse statistique des corrélations. Le fonctionnement de la technique COINTOF est illustré par des expériences de dissociation induite par collision d'agrégats d'eau protonés sur une cible gazeuse. La méthodologie d'analyse des données est exposée à travers l'étude du canal de dissociation du trimère d'eau protoné produisant l'ion chargé H3O+ et deux molécules d'eau. La distribution de la différence de temps de vol entre les deux fragments neutres est mesurée, mettant en évidence une énergie libérée de quelques eV. En parallèle, un second spectromètre de masse à temps de vol adapté à l'évolution du dispositif a été développé. Il associe un temps de vol linéaire et un temps de vol orthogonal et intègre un détecteur à position (ligne à retard). Des simulations ont démontré les potentialités du nouvel analyseur. Enfin, des travaux ont été menés au laboratoire R.-J. A. Lévesque (Université de Montréal) portant sur les capacités d'imagerie de détecteurs à position multi-pixel de la collaboration MPX-ATLAS.

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Vezinet, Didier. "Mesure et analyse du rayonnement Xmou d'un plasma de Tokamak en vue d'un contrôle en temps réel". Thesis, Aix-Marseille, 2013. http://www.theses.fr/2013AIXM4749/document.

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Cette thèse est centrée sur la mesure et l'interprétation du rayonnement X mou ([1 keV; 15 keV] environ) dans les Tokamaks. Le chapitre 2 montre que ce rayonnement véhicule des informations sur la température et la densité du plasma, sur sa configuration magnétique, et sur son contenu en impuretés. Malheureusement les mesures effectuées sont intégrées spatialement et spectralement et résultent des contributions de tous les ions présents.Le diagnostic X mou de Tore Supra s'articule autour de diodes semi-conductrices présentée dans le chapitre 3 aux côté d'un détecteur à gaz testé avec succès. Une nouvelle méthode de détermination de la réponse spectrale d'un photodétecteur n'utilisant qu'un tube X mou portable est également décrite.Les inversions tomographiques, qui permettent d'accéder au champ d'émissivité reconstruit dans une section poloidale, font l'objet du chapitre 4. Les améliorations apportées à un algorithme particulier sont détaillées.Une comparaison systématique entre les positions horizontales du maximum d'émissivité et de l'axe magnétique est présentée au chapitre 5.Le chapitre 6 décrit une hypothèse concernant la résilience de la fonction de rayonnement X mou d'une impureté vis-à-vis du transport de cette impureté. Cette hypothèse permet de déduire la densité d'une impureté de son émissivité X mou. Les processus physiques justifiant cette hypothèse, ainsi que leur domaine de validité sont analysés avec soin.Le chapitre 7 présente les asymétries poloidales d'émissivité X mou. Les premiers résultats d'expériences mises en oeuvres à ASDEX-U pour vérifier les dépendences paramétriques de deux types particuliers d'asymétries sont détaillés
This thesis focuses on measuring and interpreting the Soft X-Ray (SXR) radiation (approximately [1 keV; 15 keV]) in Tokamaks.As explained in Chapter 2, this radiation conveys information about the plasma density, temperature, magnetic equilibrium and impurity content. However, the measured data is spectrally and spatially-integrated and results from several physical phenomena affecting every ion species. Tore Supra's SXR diagnostics is based on semiconductor diodes presented in Chapter 3, along with a new gas detector successfully tested in laboratory and on Tore Supra. A new methodology for absolute spectral characterisation of photo detectors using a portable SXR tube is presented. Tomographic inversion algorithms, that grant access to reconstructions of the SXR emissivity field in a poloidal cross-section, are presented in Chapter 4. Improvements implemented on one particular algorithm are detailed with examples of application. A comparison between the position of the SXR emissivity maximum and the magnetic axis reconstructed by an equilibrium code is presented in Chapter 5.Chapter 6 presents an approach used to derive an impurity density from its SXR emissivity using the robustness of its SXR cooling factor with respect to impurity transport. The physics accounting for this robustness is studied and a first map of the domain of validity of this method is provided. Chapter 7 addresses poloidal asymmetries of the SXR emissivity field. Two types of asymmetries are presented as well as experiments conducted on ASDEX-U to verify their parametric dependences. A new type of SXR asymmetry, observed on Tore Supra is introduced

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Fathallah, Houssem Eddine. "Conception d'un système temps-réel de surveillance de l'exposition aux polluants de l'air intérieur : application au formaldéhyde". Thesis, Université de Lorraine, 2016. http://www.theses.fr/2016LORR0100.

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Le formaldéhyde est un polluant classé comme « hautement prioritaire » dans l’air intérieur. En raison de ses effets sur la santé, la réglementation française émergente (action 7 du PNSE2) impose de mesurer le formaldéhyde dans les lieux publics (écoles, crèches etc.) à partir de 2017. Or, aucun appareil sur le marché n’est capable de fournir des mesures précises, en temps réel et à faible coût. Cette thèse s’inscrit dans le cadre du projet ANR CAPFEIN (réseau de CAPteurs de FormaldEhyde intelligents pour la surveillance de l'air Intérieur) dont l’objectif est de réaliser un « capteur intelligent » de Formaldéhyde. Le sujet de thèse était de concevoir un système de surveillance en temps réel de l’exposition des personnes au Formaldéhyde, et plus généralement à n’importe quel polluant de l’air intérieur. Les capteurs doivent donc être dotés d’une interface de communication pour pouvoir collecter automatiquement les mesures en différents points de l’environnement à surveiller. Deux systèmes de surveillance ont été développés. Le premier repose sur des composants sur étagère et sur une architecture centralisée en se basant sur le concept de l'Internet des objets (IoT). Le second a été entièrement conçu au CRAN et correspond au développement d'une solution basée sur une approche distribuée. Un badge intelligent a été développé. Il permet de surveiller les taux d’exposition de chaque porteur de badge. Les contraintes majeures de ce travail ont été de pouvoir localiser les personnes dans un milieu intérieur, d’optimiser les algorithmes en termes de place mémoire et de consommation d’énergie. Pour la partie optimisation, des méthodes de moyenne mobile à pondération exponentielle ont été implémentées et évaluées. Les deux prototypes ont été testés dans les bâtiments du CRAN et ont montré leur intérêt
Formaldehyde is classified as a "high priority" pollutant in the indoor air quality. Because of its health effects, the emerging French regulation (Action 7 of PNSE2) requires the measurement of formaldehyde in public places (schools, kindergartens etc.) from 2017. However, no device on the market is able to provide accurate measurements in real time and at low cost. This thesis forms part of the ANR project CAPFEIN (réseau de CAPteurs de FormaldEhyde intelligents pour la surveillance de l'air Intérieur) whose purpose is to develop a "smart Formaldehyde sensor". The thesis objective is to design a real-time monitoring system of human exposure to formaldehyde, and more generally to indoor air pollutant. The sensors must be equipped with a communication interface to automatically collect measurements at different points of the environment to be monitored. Two monitoring systems have been developed. The first is Designed with commercial off-the-shelf component and a centralized architecture based on the concept of the Internet of Things (IoT). The second was designed from the CRAN and corresponds to the development of a solution based on a distributed approach. A smart badge has been developed. It can monitor exposure levels to each cardholder. The major constraints of this work consist on the ability to locate people in an indoor environment and the ability to optimize the algorithms in terms of memory space and power consumption. For the optimization part, the moving average exponential weighting methods have been implemented and evaluated. Both prototypes were tested in buildings of CRAN and showed interest

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Bajat, Armelle. "Etude des réponses temporelle et spectrale de l'instrument ECLAIRs pour la mission SVOM". Thesis, Toulouse 3, 2018. http://www.theses.fr/2018TOU30151/document.

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La mission Franco-chinoise SVOM (Space based multi-band Variable astronomical Object Monitor), est dédiée à l'étude des sursauts ƴ, intenses et brèves bouffées de photons en X et ƴ, associées à la formation catastrophique de trous noirs. SVOM embarquera en 2021 quatre instruments observant du visible jusqu'aux rayonnements ƴ. ECLAIRs, télescope principal, est une caméra à masque codé capable de détecter et localiser, environ 200 sursauts pendant les trois années de vie de la mission. Son plan de détection compte 6400 détecteurs CdTe à contact Schottky, qui sont regroupés en matrice de 32 formant un module. Le plan est divisé en huit secteurs électroniquement indépendants, composés chacun de 25 modules. Chaque électronique est dédiée à la lecture et au codage du temps, de la position, de la multiplicité et des énergies des événements détectés sur un secteur. La validation des fonctionnalités de l'électronique de lecture a permis de s'assurer du bon codage des événements, d'estimer les limites de l'électronique et de construire un modèle analytique de correction efficace des événements perdus. Une application à une courbe de lumière d'un sursaut brillant a permis de valider théoriquement ce modèle et des mesures réalisées sur le prototype ont permis de le valider expérimentalement. D'autre part, un modèle complet de la réponse spectrale a été construit afin de caractériser chaque détecteur pavant le secteur du prototype et d'estimer la réponse du plan de détection des photons mono-énergétiques. Les processus physiques des interactions rayonnement-matière ont été simulés ainsi qu'un modèle de perte de charges puis une convolution gaussienne permet de considérer le bruit électronique. Ce modèle, comptant six paramètres libres, est ajusté à des spectres réalisés sur le prototype. L'étude des paramètres extraits caractérise les performances de chaque détecteur dans toutes les configurations de tension et de t peaking et permet d'optimiser les performances de l'instrument
The french-chinese mission SVOM (Space-based multi-band variable Astronomical Object Monitor), is dedicated to the study of ƴ-rays bursts, brief and intense X and ƴ photons flashes, associated with the catastrophic formation of black holes. SVOM will embark in 2021 four instruments observing from the visible to ƴ rays. ECLAIRs, the main telescope, is a coded mask camera able to detect and locate, about 200 bursts during the three years nominal life time of SVOM. Its detection plan counts 6400 Schottky CdTe detectors, grouped into a matrix of 32 pixels forming a module. The plan is divided into eight electronically independent sectors, each consisting of 25 modules. Each electronic is dedicated to read and encode, the time, the position, the multiplicity and the energies of the detected events on a sector. The validation of each functionality of the readout electronics allows to ensure the correct encoding of the events, to estimate the limits of the electronics and to build an analytical model of lost events efficient correction. An application to a lightcurve of a bright GRB permits to validate theoretically this model and measurements carried out on the prototype validates it experimentally. On the other hand, a complete model of the spectral response has been established to characterize each detector on the sector of the prototype and to estimate the response of the plan of detection of the mono-energetic photons. The physical processes of the radiation-matter interactions are simulated as well as a model of lost charges then a Gaussian convolution takes into account the electronic noise. This model, counting six free parameters, is fitted to spectra measured on the prototype. The study of the extracted parameters characterizes the performance of each detector in every voltage and t peaking configurations optimizing the performance of the instrument

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Lochon, Frédéric. "Développement de microcapteurs chimiques à base de micropoutres dédiés au contrôle de la qualité de l'air : détection temps réel de Composés Organiques Volatils (COV)". Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00399419.

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Dans le but d'améliorer la limite de détection des capteurs chimiques à base de micropoutres, ces travaux ont permis de mettre en évidence différents moyens d'optimisation de ces capteurs.En ne se limitant pas à l'étude de la sensibilité et en incluant les notions de bruit de mesure, des règles de conception ont été établies. Ainsi, l'étude des pertes dans les micropoutres et l'étude de l'influence des propriétés viscoélastiques de la couche sensible sur ces micropoutres ont permis d'avoir une meilleure connaissance du bruit de mesure. Les modèles développés ont été confrontés à des essais de caractérisation et à des détections d'éthanol et de toluène. Les résultats obtenus ont permis de valider ces modèles et ouvrent donc la voie à une conception plus éclairée de ces capteurs chimiques.

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Bacak, Michael. "Development of a detector for the simultaneous measurement and for the study of uranium-233 capture and fission yields at the CERN n_TOF neutron source". Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLS313/document.

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Des perspectives énergétiques sobres en carbone pour atténuer le changement climatique nécessitent le remplacement des combustibles fossiles par des sources produisant peu de CO2, par exemple l’énergie nucléaire. L'une des options discutées par le Forum international Gen-IV pour la prochaine génération de réacteurs nucléaires consiste à utiliser le cycle du thorium. L'isotope fissile 233U est l'un des isotopes les plus importants du cycle du thorium et est directement responsable du bilan neutronique. L'une des particularités de ce noyau est d'avoir une section efficace de capture qui est inférieure d'un ordre de grandeur à celle de fission. Cette circonstance rend très difficile la mesure de sa section efficace de capture, comme l'atteste seulement deux jeux de données à haute résolution disponibles depuis les années 1960. Dans cette thèse, une nouvelle mesure auprès de la source de neutrons n_TOF est décrite utilisant une nouvelle chambre à fission compacte insérée au centre d'un détecteur de rayons gamma, le calorimètre à absorption totale. La chambre à fission permet d’identifier et de soustraire les rayons gamma de la réaction de fission dans le but d’améliorer la précision de la section efficace de capture de 233U. La chambre à fission est conçue dans cet objectif. Son excellente performance est décrite en détail et permet d'extraire des informations sur les rayons gamma de fission. Une discussion détaillée du processus de réduction des données et des éléments clés de l’analyse, est présentée et aboutit au calcul du rapport alpha de 233U, le rapport entre la section efficace de capture et celle de fission
A low-carbon energy outlook to mitigate the climate change requires the replacement of fossil fuel by sources with low CO2 emissions, like nuclear energy.. One of the options discussed in the Gen-IV International Forum for the the next generation of nuclear reactors is to use the thorium cycle. The fissile isotope 233U is among the most important isotopes in the thorium cycle and directly responsible for the neutron economy. One of the particularities of this nucleus is to have a capture cross section which is one order of magnitude lower than fission, making the measurement of the 233U capture cross section very challenging as indicated by only two high resolution data sets available since the 1960s. In this thesis, a new measurement at the n_TOF neutron source is described employing a novel compact fission chamber inserted in the center of the Total Absorption Calorimeter g-ray detector. The fission chamber allows to tag and subsequently subtract the gamma rays from the fission reaction aiming to improve the accuracy of the 233U capture cross section.The performance of the custom tailored fission chamber is described in detail and allows to extract information about the prompt fission g-rays. A detailed discussion of the data reduction process and the key elements in the analysis is given resulting in the calculation of the 233U-alpha-ratio, the ratio between the capture and fission cross-section

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Hamdi, Khaoula. "Détection spectrophotométrique en temps réel d'hydrocarbures monoaromatiques (benzène, toluène et xylènes) dans l'air aux valeurs limites d'exposition professionnelle". Thesis, Université de Lorraine, 2016. http://www.theses.fr/2016LORR0328/document.

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L’objectif de cette thèse était de développer un capteur spectrophotométrique pour quantifier le benzène, le toluène et les xylènes (BTX) en temps réel aux valeurs limites d’exposition professionnelles, c’est-à-dire 20 ppmv pour le toluène, 50 ppmv pour les xylènes et 1 ppmv pour le benzène. L’étude a été menée avec plusieurs couches sensibles, un matériau silicique massif synthétisé par le procédé sol-gel ou des films minces (moins de 5 µm) déposés sur quartz par trempage-retrait dans une suspension de nanoparticules de silice mésoporeuse ou de précurseurs permettant d’obtenir des films fins continus de silice mésoporeuse. Nous avons pu démontrer l’efficacité de la détection des BTX en temps réel. L’utilisation des films mésoporeux a permis d’atteindre une répétabilité correcte du capteur (écart type <10%). Néanmoins, ni ces films de silice, ni leur fonctionnalisation par des groupements méthyle n’ont permis de résoudre le problème posé par l’humidité. Seule l'utilisation d'un sécheur que nous avons implémenté dans le dispositif de mesure a permis la détection du toluène en présence d'humidité ambiante. Dans cette configuration, les interférences de 40 ppmv de butanone, acétone et éthanol ont également été éliminées. Finalement la conception d’une cellule multiplaques a permis d’atteindre les limites de détection de 1 ppmv à 267 nm pour le toluène, 1 ppmv à 274 nm pour le p-xylène et 5 ppmv à 252 nm pour le benzène. Enfin, cette limite de détection peut être abaissée à 1 ppmv à 190 nm pour le benzène
The objective of this thesis was to develop a spectrophotometric sensor to quantify benzene, toluene and xylenes (BTX) in real time at the level of the occupational exposure limit values, ie 20 ppmv for toluene, 50 Ppmv for xylenes and 1 ppmv for benzene. The study was carried out with several sensitive layers, a solid silicic material synthesized by the sol-gel process or thin films (less than 5 μm) deposited on quartz by dip-coating a suspension of nanoparticles or a precursor solution leading to mesoporous silica thin films. We were able to demonstrate the effectiveness of BTX detection in real time. The use of continuous mesoporous films has enabled a correct repeatability of the sensor (standard deviation <10%). Nevertheless, neither these silica films nor their functionalization by methyl groups have solved the problem posed by moisture. Only the use of a dryer that we implemented in the measuring device allowed the detection of toluene in the presence of ambient humidity. In this configuration, interference of 40 ppmv of butanone, acetone and ethanol was also eliminated. Finally, the design of a multi-plate cell allowed to reach detection limits of 1 ppmv at 267 nm for toluene, 1 ppmv at 274 nm for p-xylene and 5 ppmv at 252 nm for benzene. Finally, this limit of detection can be lowered to 1 ppmv at 190 nm for benzene

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Goetzmann, Christophe. "Validation de l'alignement du trajectographe à l'aide des électrons et recherche de particules à long temps de vie dans le canal électron-muon dans l'expérience CMS au LHC". Thesis, Strasbourg, 2014. http://www.theses.fr/2014STRAE033/document.

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La première partie de mon travail porte sur le développement d'un algorithme utilisant les données enregistrées par CMS afin de détecter la présence de déformations particulières susceptibles d'affecter le trajectographe de CMS. La méthode s’appuie sur le biais que ces déformations induisent dans la mesure de l'impulsion des électrons. Sa fiabilité a été prouvée par simulation Monte-Carlo. Elle a été utilisée pour la validation des données 2012. La seconde partie de mon travail consiste en une analyse statistique des données de collisions prises par le détecteur CMS en 2012, afin de mettre en évidence la présence de particules neutres et à long temps de vie se désintégrant en un électron et un muon. L'observation d'un tel processus constituerait une preuve de l'existence de nouvelle physique. En l'absence d'observation statistiquement significative, une méthode Bayesienne est utilisée pour interpréter ce résultat en terme de contraintes sur un modèle supersymétrique (MSSM)
The first part of my work concerns the development of an algorithm using CMS data to automatically detect the presence of particular deformations than can occur in the CMS tracker. The method takes advantage of the bias that such deformations induce in the measurement of electron impulsion. The reliability of the method has been proved using Monte-Carlo simulation. The algorithm was then used to certify that none of the considered deformations affected the data recorded in 2012.The second part of my work consists of a statistical analysis of the data recorded by CMS, in order to look for evidence of the presence of exotic long-lived particles. The latter could manifest themselves through their decay to an electron and a muon. Such an observation would provide a strong clue of the existence of new physics. In the absence of any observation statistically significant, a Bayesian method is used to interpret this result in term of constraints on a supersymmetric model (MSSM)

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Mottin, Stéphane. "Mise au point chez le rat d'un capteur à fibre optique pour la mesure de la fluorescence résolue en temps induite par laser et émise par le cerveau". Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 1993. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00844337.

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La mesure in vitro de la sérotonine (5-HT) est effectuée par un capteur chimique à fibre optique (FOCS) par fluorescence induite par laser et résolue en temps. Les propriétés photophysiques de la 5-HT sont analysées: un état émissif de la 5-HT non décrit par la littérature a été mis en évidence. L'ordre de grandeur de la limite de détection de 5-HT est de 5 µm, bien loin des concentrations extracellulaires cérébrales in vivo. Les mesures in vivo au niveau du cortex (Cx) et du noyau du raphé dorsalis (nRD) chez le rat non anesthésie et libre de ses mouvements sont réalisées par ce même FOCS. Deux pics de fluorescence sont détermines au niveau du Cx et du nRD : un situé à 390 nm et l'autre centre sur 460 nm. Le premier pic n'a pas l'attribution moléculaire fiable. Les données spectroscopiques et la littérature de l'autofluorescence des tissus cérébraux permettent une attribution moléculaire fiable du pic mesuré à 460 nm: il provient du NADH endogène. Quelques résultats préliminaires ont été obtenus avec le FOCS dans les deux structures cérébrales pendant les divers états de vigilance. Au niveau du nRD dans la partie antérieure et ventrale, une augmentation de la fluorescence (460nm) a été observée lors du sommeil à onde lente (SWS) et du sommeil paradoxal (PS). En outre une augmentation importante et très rapide de la fluorescence (460nm) a été mesurée lors de la mort de l'animal.

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Farah, Elias. "Detection of water leakage using innovative smart water system : application to SunRise Smart City demonstrator". Thesis, Lille 1, 2016. http://www.theses.fr/2016LIL10103/document.

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Le travail de thèse porte sur l'utilisation des réseaux d’eau potable intelligents pour la détection des fuites. Il s’inscrit dans le cadre du projet SunRise qui vise à transformer la Cité Scientifique de l’Université de Lille en une ville intelligente et durable. Le campus représente une petite ville de 25000 habitants. Ce travail fait également partie du projet européen SmartWater4Europe, qui vise à développer 4 démonstrateurs des réseaux d’eau intelligents. Le travail comporte 5 parties. La première partie comprend une étude bibliographique sur les technologies pour la détection des fuites. La deuxième partie présente le démonstrateur SunRise Smart City, qui sert de support pour cette thèse. Cette partie détaille les instrumentations installées dans le site et les tests de simulation des fuites pour analyser l’efficacité d’un système acoustique de détection des fuites. La troisième partie comporte une analyse de consommation d’eau à différentes échelles pour les sous-compteurs et les compteurs généraux. Cette analyse est menée à l’aide d’une plateforme développée pour faciliter l’agrégation et l’interprétation des données. Cette partie présente aussi les fuites majeures en 2015. La quatrième partie concerne la détection des fuites en se basant sur le bilan d’eau. Elle présente aussi la stratégie du Contrôle Actif des Fuites (CAF) appliquée sur le site afin de réduire le niveau de l’Eau Non-Vendue (ENV). La dernière partie comporte l’application des méthodes avancées pour la détection des fuites. Ces méthodes comprennent l’approche CFPD ‘Comparison of Flow Pattern Distribution’, la méthode du Débit Nocturne Minimal (DNM) et deux approches statistiques développées
This work concerns the use of the Smart Water Technology for the detection of water leakage. It is a part of SunRise project which aims at turning the Scientific Campus of the University of Lille into a large scale demonstrator site of the "Smart and Sustainable City". The campus is representative to a small town of 25000 inhabitants. This work is also a part of the European Project SmartWater4 Europe, which aims to develop 4 demonstrators of the Smart Water Technology. This thesis includes five parts. The first part includes a literature review concerning the technologies used in leakage detection. The second part presents the SunRise Smart City demonstrator, which is used as a basis for this thesis. This section details the instrumentation installed in the demo site as well as leak simulations tests to analyze the efficiency of an acoustic system of leakage detection. The third part focuses on the analysis of the water consumption at different time scales. Analysis concerns both sub-meters and bulk meters. It is conducted using a platform for the aggregation and the interpretation of the data. This part presents also major leakage events in 2015. The fourth part concerns leak detection using the water balance calculation based on the top down and bottom up approaches. It also presents the Active Leakage Control (ALC) strategy applied to the demo site in order to reduce the level of Non-Revenue Water (NRW). The last part concerns the use of advanced methods for leak detection with application on the campus data. These methods include the Comparison of Flow Pattern Distribution Method (CFPD), the Minimum Night Flow (MNF) method and two developed statistical approaches

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Ley, Jean-Luc. "Mise en oeuvre d’un démonstrateur de caméra Compton pour l’imagerie en médecine nucléaire et pour le contrôle en temps réel de l’hadronthérapie à l’aide des rayonnements gamma prompts". Thesis, Lyon 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LYO10334/document.

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L'hadronthérapie est l'une des modalités disponibles pour traiter le cancer. Cette modalité utilise des ions légers (protons, ions carbone) pour détruire les cellules cancéreuses. De telles particules ont une précision balistique de par leur trajectoire quasi-rectiligne, leur parcours fini et le profil de dose maximum en fin de parcours, ce qui permet, par rapport à la radiothérapie conventionnelle, d'épargner les tissus sains situés à côté, en aval et en amont de la tumeur. L'un des enjeux de l'assurance qualité de cette modalité est le contrôle du positionnement de la dose déposée par les ions dans le patient. Une possibilité pour effectuer ce contrôle est d'observer les gammas prompts émis lors des réactions nucléaires induites le long du parcours des ions dans le patient. Un prototype de caméra Compton, permettant théoriquement de maximiser l'efficacité de détection des gammas prompts, est actuellement développé dans une collaboration régionale. Mon travail de thèse s'est axé autour de cette caméra et plus particulièrement sur les points suivants : i) étudier par les simulations Monte Carlo le fonctionnement du prototype en cours de construction, notamment en regard des taux de comptage attendus sur les différents types d'accélérateurs en hadronthérapie, ii) mener des études de simulation sur l'utilisation de cette caméra en imagerie clinique, iii) caractériser les détecteurs silicium du diffuseur, iv) confronter les simulations entreprises sur la réponse de la caméra avec des mesures sur faisceau à l'aide d'un démonstrateur. Il résulte que le prototype de caméra Compton développé rend possible un contrôle de la localisation du dépôt de dose en protonthérapie à l'échelle d'un spot, à condition que l'intensité clinique du faisceau de protons soit diminuée d'un facteur 200 (intensité de 108 protons/s). Une application de la caméra Compton en médecine nucléaire semble réalisable avec l'utilisation de radioisotopes d'énergie supérieure à 300 keV. Ces premiers résultats doivent être confirmés par des simulations plus réalistes (cibles de PMMA homogènes et hétérogènes). Des tests avec l'intégration progressive de tous les éléments de la caméra vont avoir lieu courant 2016
Hadrontherapy is one of the modalities available for treating cancer. This modality uses light ions (protons, carbon ions) to destroy cancer cells. Such particles have a ballistic accuracy thanks to their quasi-rectilinear trajectory, their path and the finished profile maximum dose in the end. Compared to conventional radiotherapy, this allows to spare the healthy tissue located adjacent downstream and upstream of the tumor. One of this modality’s quality assurance challenges is to control the positioning of the dose deposited by ions in the patient. One possibility to perform this control is to detect the prompt gammas emitted during nuclear reactions induced along the ion path in the patient. A Compton camera prototype, theoretically allowing to maximize the detection efficiency of the prompt gammas, is being developed under a regional collaboration. This camera was the main focus of my thesis, and particularly the following points : i) studying, throughout Monte Carlo simulations, the operation of the prototype in construction, particularly with respect to the expected counting rates on the different types of accelerators in hadrontherapy ii) conducting simulation studies on the use of this camera in clinical imaging, iii) characterising the silicon detectors (scatterer) iv) confronting Geant4 simulations on the camera’s response with measurements on the beam with the help of a demonstrator. As a result, the Compton camera prototype developed makes a control of the localization of the dose deposition in proton therapy to the scale of a spot possible, provided that the intensity of the clinical proton beam is reduced by a factor 200 (intensity of 108 protons / s). An application of the Compton camera in nuclear medicine seems to be attainable with the use of radioisotopes of an energy greater than 300 keV. These initial results must be confirmed by more realistic simulations (homogeneous and heterogeneous PMMA targets). Tests with the progressive integration of all camera elements will take place during 2016

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Curtoni, Sébastien. "Développement d'un démonstrateur d'hodoscope faisceau en diamant pour le contrôle en ligne du parcours des ions en hadronthérapie". Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. http://www.theses.fr/2020GRALY045.

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Ce manuscrit de thèse présente l’étude et le développement d’un démonstrateur d’hodoscope faisceau conçu pour l’étiquetage spatial et temporel des faisceaux d’ions en hadronthérapie. Ce travail intervient dans la problématique du contrôle en ligne des traitements, et plus particulièrement, dans l’amélioration des systèmes de vérification du parcours basés sur la détection de photons gamma-prompts générés par l’ion incident dans la matière le long de sa trajectoire. Le diamant synthétique a été choisi pour sa résistance aux radiations et sa rapidité, permettant d’atteindre une résolution temporelle de l’ordre de 100 ps nécessaire pour l’optimisation des systèmes de détection. Diverses qualités cristallines de diamant synthétique ont été étudiées et caractérisées au cours de ce travail pour répondre aux objectifs fixés. Cette caractérisation a été effectuée en premier lieu en laboratoire avec la mise en place de différents bancs de tests permettant de mettre en évidence la capacité de collection de charges et les performances temporelles et spectroscopiques des échantillons. Les échantillons par la suite assemblés en détecteurs, ont été testés sur différents faisceaux pulsés de particules, aussi bien avec des photons que des ions légers. Les premiers détecteurs à pistes, permettant une localisation spatiale des ions, ont également été développés. Les résultats des différentes campagnes de mesures mettent en évidence la capacité de ces détecteurs diamant à réaliser un étiquetage temporel d’ions uniques avec une résolution de 100 ps et une efficacité de détection de 98%. Un dénombrement précis du nombre de protons contenu dans les paquets envoyés par l’accélérateur a été également réalisé. Enfin, une étude en fonction de l’intensité faisceau démontre la capacité des détecteurs diamant à détecter individuellement chaque paquet de particules à des fréquences supérieures à 30 MHz. Le manuscrit présente enfin le design et le développement d’un démonstrateur d’hodoscope fait de quatre diamant métallisés par pistes, assemblé en mosaïque, et associé à des préamplificateurs et carte d’acquisition dédiés développées au laboratoire
This thesis manuscript introduces the study and development of a diamond hodoscope demonstrator conceived for spatial and temporal beam tagging in hadrontherapy. This work deals with the issue of online ion range verification, and more specifically with the improvement of prompt-gamma imaging systems. Synthetic diamond samples were chosen for their radiation hardness and fast response, enabling 100 ps time resolution that is a key issue to optimize prompt-gamma detection devices. Several crystal qualities were tested and characterized to cope with the defined goals. Characterization was carried out first at lab with the development of test benches to evaluate the charge transport properties as well as the timing and spectroscopic performances of the tested samples. Then, diamond samples were assembled as detectors to be tested on various pulsed particle beams using both photons and light ions. The first developed double-sided stripped detectors, enabling spatial localization of the ions, were also tested. The results from the different beam tests emphasized diamond’s ability to perform single ion tagging with a 98% detection efficiency and a 100 ps time resolution. A precise counting of the number of protons within a bunch was then achieved. Finally, a study at high beam current highlighted individual ion bunches counting capabilities superior to 30 MHz. The manuscript eventually introduces the design and the development of a hodoscope demonstrator made of four diamond samples arranged in a mosaic pattern. They are double-sided stripped and readout with custom broadband preamplifiers and acquisition board developed at laboratory

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Perrin, Océane. "Étude de l'autocouplage du boson de Higgs avec le détecteur ATLAS au LHC. Performance d'un détecteur en temps pour la phase de Haute luminosité du LHC". Electronic Thesis or Diss., Université Clermont Auvergne (2021-...), 2023. http://www.theses.fr/2023UCFA0164.

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Une particule ayant une masse de 125 GeV a été observée en 2012 grâce au grand collisionneur de hadrons (Large Hadron Collider - LHC) par les collaborations ATLAS et CMS. Cette particule fut associée au boson de Higgs ou boson BEH, dont l'existence fut prédite en 1964 par François Englert, Robert Brout et Peter Higgs. Cette particule permit de valider l'existence du mécanisme BEH, expliquant l'origine de la masse des particules découverte dès lors et de la brisure de symétrie électrofaible.Depuis sa découverte, il est devenu crucial de sonder les différentes propriétés que l'on confère au boson de Higgs. En particulier, l'auto-couplage du boson de Higgs est une des propriétés les plus attendues et une mesure de ce paramètre permettrait d'obtenir une mesure directe du potentiel de Higgs dans le vide. Cette mesure se réalise grâce à la production de di-Higgs au LHC, en exploitant différents canaux de désintégrations.Cette thèse porte sur l'étude de la désintégration de la paire de boson de Higgs en deux leptons légers de même charge (appelé signature ou 2lSS), dans le cadre du Run2 du LHC correspondant à une luminosité intégrée de 139 fb⁻¹ et une énergie de centre de masse de √s = 13TeV. L'étude utilise des simulations Monte-Carlo et vise à développer une stratégie basée sur le machine Learning afin de maximiser la distinction entre le signal (2lSS issues de la désintégration de la paire de Higgs) et les bruits de fond (ensemble des processus produisant la signature). Une étude sur l'estimation des bruits de fond ainsi que sur l'estimation des incertitudes systématiques y sont aussi présentées.Enfin, bien que la mesure de l'auto-couplage puisse être contrainte par le Run2, sa mesure directe est attendue pour la phase de haute luminosité du LHC (HL-LHC). Cette phase implique une augmentation de la luminosité instantanée par un facteur 5, nécessitant une actualisation du détecteur ATLAS afin de garantir des performances comparables à celles du Run2, malgré l'augmentation des radiations et de l'effet d'empilement. De ce fait, un nouveau détecteur en temps à haute granularité (HGTD) sera ajouté. Une étude portant sur l'électronique de lecture de ce futur détecteur est présentée dans cette thèse, déterminant les performances en banc de tests ou lors de tests d'irradiations
A bosonic particle with a mass equal to 125GeV was observed in 2012, by ATLAS and CMS collaborations at the Large Hadron Collider (LHC). This particle was associated with the Higgs Boson or BEH boson, predicted fifty years before its discovery by François Englert, Robert Brout and Peter Higgs. This particle validates the BEH mechanism, explaining the origin of the mass of known particles and the electroweak symmetry breaking.Since its discovery, it has become crucial to probe the various properties of the Higgs boson such as the Higgs self-coupling. The success in probing Higgs self-coupling will bring another probe of the standard model and will provide a direct measurement of the Higgs field potential in the vacuum. This measure is performed through a global analysis of the di-Higgs (HH) production at LHC, decaying into various channels.This thesis focuses on the study of the decay of the Higgs boson pair into two light leptons with the same charge (referred to as 2lSS) within the context of the Run2 at LHC, providing an integrated luminosity of 139 fb⁻¹ and a centre of mass energy of √s = 13 TeV. The study based on Monte-Carlo simulations aims to develop a machine learning-based strategy to discriminate the signal (2lSS originating from the decay of the Higgs boson pair ) from the background (all other processes producing 2lSS events). An analysis of background noise estimation and systematic uncertainty estimation is also presented in this work.Finally, although the measurement of the self-coupling can be constrained by Run2, its direct measurement is expected in the High-Luminosity phase of the LHC (HL-LHC). This phase involves a five-fold increase in instantaneous luminosity, requiring an upgrade of the ATLAS detector to ensure performance comparable to Run2 performances, despite the increase of radiation and pile-up effects. As a result, a new high-granularity timing detector (HGTD) will be added. A study on the readout electronics of this future detector is presented in this thesis, determining its performance in the test bench and during irradiation tests

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Ansari, Saba. "Shape evolution in neutron-rich Zr, Mo and Ru isotopes around mass A=100". Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLS384/document.

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La forme d’un noyau, ou la déviation de la distribution en masse par rapport à une forme sphérique, est une des propriétés fondamentales du noyau. Elle est gouvernée à la fois par des effets macroscopiques et microscopiques, tels que l'énergie de liaison donnée par le modèle de la goutte liquide ou la structure en couche du noyau, respectivement. L’étude de la forme des noyaux exotiques par spectrométrie gamma permet de tester finement différents modèles théoriques initialement développés pour les noyaux stables. L’objectif de cette thèse est l’étude de l’évolution de la forme des noyaux exotiques riches en neutrons dans les chaînes isotopiques allant du Zr (Z=40) au Pd (Z=46). Le plus souvent, la forme des noyaux évolue lentement de la forme sphérique, près des fermetures de couche ou des noyaux magiques (ou doublement magiques), à des formes allongées (prolate), pour des noyaux avec de nombreux nucléons de valence. Cependant, Les noyaux auxquels nous nous intéressons ont tendance à avoir des états excités qui évoluent rapidement en fonction du nombre de neutrons, ce qui peut être interprété comme des variations rapides de la forme du noyau. Ceci inclue dans de rares cas l'observation d'états de forme aplatie (oblate) et triaxiale. Jusqu'à présent, les propriétés connues de ces noyaux se limitent (principalement) aux énergies d'excitation. Les informations sur le degré de collectivité nucléaire (que l'on peut déduire de la durée de vie des états excités) sont rares, tandis que les informations directes de forme sont pratiquement inexistantes. L'estimation la plus simple de la déformation nucléaire dans les noyaux pairs peut être obtenue à partir de l'énergie du premier état 2⁺. Pour les isotopes du Sr (Z = 38) et du Zr (Z = 40), il a été observé que cette énergie diminue considérablement à N = 60, alors que son évolution est beaucoup plus progressive pour les isotopes du Mo (Z = 42). Des mesures précises de durée de vie constituent un élément clé de l'étude systématique de l'évolution de la déformation nucléaire et du degré de collectivité dans cette région. Des noyaux riches en neutrons dans la région de masse A = 100-120 ont été peuplés par la réaction de fusion-fission d'un faisceau de ²³⁸U à 6,2 MeV/u sur une cible ⁹Be. Le noyau composé ²⁴⁷Cm était produit à une énergie d'excitation de ∼45 MeV avant de fissionner. Le dispositif expérimental utilisé pour cette étude comprenait le spectromètre de masse de haute résolution VAMOS pour l'identification les noyaux en Z et A, le réseau de 35 détecteurs au germanium AGATA (Advanced γ-ray Tracking Array) AGATA, pour la spectroscopie de rayons γ, ainsi qu'un mécanisme de "plunger" pour mesurer la durée de vie jusqu'à quelques ps par la méthode RDDS (Recoil Distance Doppler Shift). De plus, la cible était entourée de 24 détecteurs LaBr₃ (Bromure de lanthane) pour mesurer des durées de vie plus de 100 ps avec la méthode du "fast-timing". La combinaison de spectromètres sophistiqués utilisée dans cette expérience a permis de mesurer des durées de vie d'états nucléaires allant de 100 picosecondes à quelques picosecondes. Dans cette thèse, nous exposerons de nouveaux résultats pour les états à courte durée de vie dans les noyaux riches en neutrons A∼100, en mettant l'accent sur les chaînes des Zr, Mo et Ru. Nous discuterons des techniques expérimentales utilisées pour évaluer les durées de vie ainsi que l'interprétation de celles-ci à l'aide de modèles de structures nucléaires récents
The shape of an atomic nucleus, ie. the deviation of its mass distribution from sphericity, is a fundamental property and governed by a delicate interplay of macroscopic and microscopic effects, such as the liquid-drop like binding energy and the nuclear shell structure, respectively. Studying nuclear shape properties using gamma ray spectroscopic methods allows detailed tests of different nuclear models, which were originally developed for stable nuclei. We proposed a project to study the evolution of nuclear shapes in exotic nuclei, far from the valley of stability, specifically in neutron-rich nuclei in the isotopic chains from Zr (Z=40) to Pd (Z=46). Usually, nuclear shapes are slowly evolving from spherical shapes around closed-shell or (doubly-) magic nuclei to elongated (prolate) shapes in nuclei with many valence nucleons. The nuclei of interest, however, show rapidly evolving patterns of excited states, which can be interpreted as rapid variations of the nuclear shape, including the rare observation of oblate (disk-like) and triaxial shapes. So far the known properties for these nuclei are (mainly) limited to excitation energies. Information on the nuclear collectivity, which can be deduced from the lifetime of the excited states, are sparse, while direct information of the shape is practically non existing. The simplest estimate of nuclear deformation in even-even nuclei can be obtained from the energy of the first 2⁺ state. For Sr (Z = 38) and Zr (Z = 40) isotopes this energy is observed to decrease dramatically at N = 60, while its evolution is much more gradual in Mo nuclei (Z = 42). Precise lifetime measurements provide a key ingredient in the systematic study of the evolution of nuclear deformation and the degree of collectivity in this region. Neutron-rich nuclei in the mass region of A = 100-120 were populated through the fusion-fission reaction of a ²³⁸U beam at 6.2 MeV/u on a ⁹Be target. The compound nucleus ²⁴⁷Cm was produced at an excitation energy of around 45 MeV before undergoing fission. The setup used for this study comprised the high-resolution mass spectrometer VAMOS in order to identify the nuclei in Z and A, the Advanced gamma ray Tracking Array AGATA of 35 germanium detectors to perform gamma ray spectroscopy, as well as a plunger mechanism to measure lifetimes down to a few ps using the Recoil Distance Doppler Shift method (RDDS). In addition, the target was surrounded by 24 Lanthanum Bromide (LaBr₃) detectors for a fast-timing measurement of lifetimes longer than 100 ps. The sophisticated set of spectrometers used in this experiment allowed measurement of nuclear lifetimes in a range from 100’s of picoseconds down to a few picoseconds. In this thesis, we will report on new lifetime results for short-lived states in neutron-rich (A ~ 100) nuclei, with an emphasis on the Zr, Mo and Ru chains. We will discuss the experimental techniques used to evaluate the lifetimes as well as their interpretation in terms of state-of-the-art nuclear structure models

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Burgei, Rémi. "Une chambre à plaques parallèles à avalanche pour la localisation d'ions lourds relativistes". Paris 11, 1989. http://www.theses.fr/1989PA112289.

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Afin de localiser le point d'impact des ions lourds relativistes sur la cible de Diogène, nous avons réalisé et mis au point un détecteur X-Y à avalanche à basse pression d'isobutane comportant trois feuilles minces métallisées. Une étude préliminaire montre que c'est le seul détecteur répondant à notre cahier des charges : efficacité, précision de localisation, faible masse totale de matière (1,9 mg/cm2) répartie uniformément dans le faisceau de particules. La réalisation fait largement appel à une électronique fiable qui procure une grande souplesse de réglage et garantit une excellente stabilité de fonctionnement. La localisation basée sur une mesure du temps de transit des signaux dans une ligne à retard représente la meilleure solution associant faible coût et bonnes performances. Les mesures du gain, de l'efficacité et de la précision de localisation s'effectuent en laboratoire à l'aide d'une source de particules alpha. L'association de deux de nos détecteurs installés au Laboratoire National Saturne permet de reconstruire parmi un million de particules par seconde la trajectoire des 10 à 100 qui sont désignées par le déclencheur de Diogène. Les premiers résultats expérimentaux avec un faisceau d'ions argon à 400 MeV par nucléon donnent une incertitude de localisation sur la cible de 0,54 mm (écart type) et, pour notre détecteur, de 0,31 mm avec une efficacité de 94 %. Les résultats de l'ensemble expérimental Diogène, destiné à l'étude des collisions centrales entre ions lourds relativistes, gagnent en précision et en rapidité de dépouillement grâce à notre réalisation qui est opérationnelle
In order to determine the interaction point of relativistic heavy ions in the Diogene target, we have built and tested an X-Y low pressure parallel plate avalanche chamber. It uses three thin metallized foils and is filled with isobutane. A preliminary study shows that it is the only detector with the required specifications: efficiency, accurate position determination and a small uniform amount of material (1. 9 mg/cm²) for the particle beam to go through. The electronics system is designed for reliability, easy adjustments and high stability. The interaction point is given on delay-line read-out. This represents the optimum compromise between low price and good performance. Laboratory measurements of gain, efficiency and position accuracy are done with an alpha-particle source. Two of these detectors are working at the Saturne National Laboratory. They allow the trajectory of several tens of particles (among a million per second) to be reconstructed. With an argon beam at 400 MeV per nucleon, the position uncertainty in the target has been measured to be 0. 5 mm (standard deviation). This uncertainty is 0. 3 mm for each detector, with an efficiency of 94 per cent. Our set-up, which is now operational, improves the accuracy of the results and speed of analysis of Diogene experiments devoted to the study of central collisions between heavy ions

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Clapson, André-Claude. "Recherche de signaux impulsionnels sur le détecteur d'ondes gravitationnelles Virgo". Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00085885.

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Le détecteur d'ondes gravitationnelles par interférométrie optique Virgo atteindra bientôt sa sensibilité nominale.
Les sources astrophysiques attendues sont principalement les coalescences de systèmes binaires d'objets compacts et les supernovas gravitationnelles. Les amplitudes des signaux sont à la limite de la sensibilité de l'instrument, les taux d'événements observables sont faibles et les formes d'ondes mal connues, notamment pour les effondrements gravitationnels.
L'analyse des données repose sur la recherche de signaux de faible amplitude dans du bruit coloré. Dans ce contexte, ce travail propose l'utilisation de décompositions temps-fréquence des séries temporelles pour la détection de signaux courts. Les performances de cette approche sont estimées en simulation et comparées à celles d'autres méthodes de détection disponibles dans la communauté.
Une autre difficulté pour l'analyse est la présence de structures spectrales étroites dans la distribution d'énergie en fréquence des données. Elles proviennent de résonances mécaniques des miroirs et du système d'isolation sismique de l'instrument. L'utilisation de filtres de Kalman pour éliminer ces bruits bien modélisés avant l'analyse est présentée. Le problème essentiel
de l'estimation des paramètres du modèle est traité, avec l'objectif d'une réestimation dynamique.
Enfin ces outils sont appliqués aux données Virgo disponibles, avec comme résultat principal la mise en évidence de sources de bruits instrumentaux importantes, dont la suppression demandera une amélioration du fonctionnement et une meilleure isolation de l'environnement.

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Ghennioui, Hicham. "Séparation aveugle de mélanges linéaires convolutifs de sources corrélées". Phd thesis, Toulon, 2008. https://theses.hal.science/tel-00325910/fr/.

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Dans cette thèse, nous étudions le problème de la séparation aveugle de mélanges linéaires convolutifs sur-déterminés réels ou complexes de sources. Les sources considérées sont réelles ou complexes, déterministes ou aléatoires et dans ce dernier cas statistiquement indépendantes ou corrélées, stationnaires, cyclostationnaires ou non-stationnaires. Nous développons des approches combinant de nouveaux algorithmes de (bloc) diagonalisation conjointe (non unitaires) à de nouveaux détecteurs de points (temps-fréquence ou autres. . . ) particuliers permettant d'élaborer le ou les ensembles de matrices devant être (bloc) diagonalisées conjointement. Les principaux avantages de ces approches sont d'être plus directes en ce se sens qu'elles ne requièrent plus de blanchiment préalable des observations. Elles permettent en outre d'aborder le cas réputé difficile des signaux corrélés. En ce qui concerne les algorithmes de (bloc) diagonalisation conjointe, nous proposons quatre nouveaux algorithmes sans contrainte d'unitarité sur la matrice recherchée. Le premier algorithme est de type algébrique itératif. Il est basé sur l'optimisation d'un critère de type moindres carrés. Les trois autres approches utilisent un schéma d'optimisation de type gradient. Dans un premier temps le calcul du gradient matriciel de la fonction de coût étudiée est approché. Puis dans un second temps le calcul exact est mené et deux nouveaux algorithmes sont proposés : l'un à base de gradient, l'autre à base de gradient relatif. Nous étudions les versions à pas fixe de ces trois algorithmes, puis les versions à pas optimal afin d'accélérer la convergence des algorithmes (le pas est alors recalculé algébriquement à chaque itération en cherchant les racines d'un polynôme d'ordre trois). Un lien avec la diagonalisation conjointe non unitaire est également établi. Ces algorithmes de bloc-diagonalisation conjointe possèdent l'avantage d'être généraux : les matrices de l'ensemble considéré ne sont ni nécessairement réelles, ni à symétrie hermitienne, ni définies positives et le bloc-diagonaliseur conjoint peut être une matrice unitaire ou non-unitaire
In this thesis, we study the problem of the blind separation of over-determined linear convolutive real or complex mixtures of deterministic or random, statistically independent or correlated, stationary, cyclo-stationary or non-stationary and real or complex sources. We have developed approaches that combine the new (non-unitary) joint (block) diagonalization to two novel detectors of particular points to build the matrices set to be joint (block) diagonalized. The main avantages of the proposed approaches are that they are more direct since they do not require a pre-whitening stage any more and that they can be used with correlated signals. Concerning the joint lock-diagonalization algorithms, we have proposed four joint block-diagonalization algoritms. The first algorithm is iterative and based on an algebraic optimization scheme. The three other ones are based on gradient approaches. The first one relies upon a gradient approach, but the matrix gradient is approximated, whereas the two other ones are based on an exact calculus (one is based on the gradient approach, the other is based on the relative gradient approach). The optimal step size versions of these three algorithms is provided to accelerate their convergence. It means that the step size is computed algebraically at each iteration as the rooting of a 3rd-degree polynomial. The main advantage of the proposed algorithms is that they are more general (the real, positive definite or hermitian assumptions about the matrices belonging to the considered set are no more necessary and the found joint block diagonalizer can be either a unitary or a non-unitary matrix). They can also be applied to solve the joint diagonalization problem

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Ghennioui, Hicham. "Séparation aveugle de mélanges linéaires convolutifs de sources corrélées". Phd thesis, Université du Sud Toulon Var, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00325910.

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Dans cette thèse, nous étudions le problème de la séparation aveugle de mélanges linéaires convolutifs sur-déterminés réels ou complexes de sources. Les sources considérées sont réelles ou complexes, déterministes ou aléatoires et dans ce dernier cas statistiquement indépendantes ou corrélées, stationnaires, cyclostationnaires ou non-stationnaires. Nous développons des approches combinant de nouveaux algorithmes de (bloc) diagonalisation conjointe (non unitaires) à de nouveaux détecteurs de points (temps-fréquence ou autres...) particuliers permettant d'élaborer le ou les ensembles de matrices devant être (bloc) diagonalisées conjointement. Les principaux avantages de ces approches sont d'être plus directes en ce se sens qu'elles ne requièrent plus de blanchiment préalable des observations. Elles permettent en outre d'aborder le cas réputé difficile des signaux corrélés. En ce qui concerne les algorithmes de (bloc) diagonalisation conjointe, nous proposons quatre nouveaux algorithmes sans contrainte d'unitarité sur la matrice recherchée. Le premier algorithme est de type algébrique itératif. Il est basé sur l'optimisation d'un critère de type moindres carrés. Les trois autres approches utilisent un schéma d'optimisation de type gradient. Dans un premier temps le calcul du gradient matriciel de la fonction de coût étudiée est approché. Puis dans un second temps le calcul exact est mené et deux nouveaux algorithmes sont proposés : l'un à base de gradient, l'autre à base de gradient relatif. Nous étudions les versions à pas fixe de ces trois algorithmes, puis les versions à pas optimal afin d'accélérer la convergence des algorithmes (le pas est alors recalculé algébriquement à chaque itération en cherchant les racines d'un polynôme d'ordre trois). Un lien avec la diagonalisation conjointe non unitaire est également établi. Ces algorithmes de bloc-diagonalisation conjointe possèdent l'avantage d'être généraux : les matrices de l'ensemble considéré ne sont ni nécessairement réelles, ni à symétrie hermitienne, ni définies positives et le bloc-diagonaliseur conjoint peut être une matrice unitaire ou non-unitaire.

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Fonteille, Isabelle. "Etude et conception d’un détecteur 2D transparent permettant le suivi en temps réel de l'administration des traitements rcmi". Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAS039/document.

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La Radiothérapie Conformationnelle avec Modulation d'Intensité (RCMI), aussi dénommée IMRT, est une technique avancée de radiothérapie de haute précision qui repose sur l'utilisation d'un collimateur multi-lames, placé en sortie de l'accélérateur, dont les lames vont se déplacer pendant la séance d'irradiation afin de produire un faisceau d'intensité modulée, adaptée à la forme des structures anatomiques du patient. Un tel dispositif permet d'obtenir une répartition de dose homogène dans le volume cible et d'épargner au mieux les tissus sains environnants1, ouvrant la voie à l'escalade de dose et donc à l'amélioration des résultats thérapeutiques. Néanmoins, la mise en œuvre d'une telle technique nécessite la réalisation d'un contrôle du système de délivrance de la dose de manière à s'assurer que la fluence délivrée par l'appareil de traitement est bien conforme à la fluence attendue
Intensity Modulated Radiotherapy (IMRT) is a high-precision radiotherapy technique based on the use of a multi-leaf collimator, placed at the output of the accelerator. The modulation is adapted to the patient's anatomical structures and obtained by leaves movement during the beam administration. To ensure that the delivered fluence is consistent with the expected one, a control is necessary. In clinical routine, this control isn't achieved on the patient, but on a phantom, before the beginning of the treatment New emerging solutions make possible an online control, done during the treatment of the patient. They can be divided into three classes: those which use data acquired by the accelerator, those which exploit the portal imager and those which use a dedicated detector placed at the exit of the head of the accelerator, upstream of the patient. The thesis work presented here relate to the development of a detector of this third class, Tradera (Transparent Detector for Radiotherapy). The choice was made to use a segmented plane ionization chamber.The first phase of the project was to design the detector thanks to studies made by Monte Carlo simulations. For this it was necessary to model the photon beam. The choice of a point source of photons, quick to set up, has been retained. The characteristics of the particles at the detector input obtained with our model were compared with those obtained with a more complex model: a phase space obtained from the database of the IAEA. Once the model validated, Geant4 code was used to size the various elements of our detector. A innovative geometry has been proposed. It consists in introducing material in the sensitive volume of the detector to limit the lateral travel of the electrons from the interaction of photons, and thus improve the spatial resolution of the detector. In practice, a checkerboard with plastic pads is introduced in the sensitive volume. The benefit of this solution has been shown by simulations.The second phase was to assess a prototype in a clinical beam with radiation equipment and test the performance of various associated acquisition electronics. For a long time, reading was made at the output of a single channel at a time. First, a picoammeter was used to measure the average output current. Then the ionization current has been studied at the time scale of a pulse of the beam, allowing the development of a charge preamplifier dedicated to our application. This charge preamplifier permit to know, for a single beam pulse, the electrical charge measured by one channel of the prototype with a uncertainty of 5%, and thus makes it possible to study the evolution of the charge pulse as a function of irradiation time. Once the choice of this readout electronics was validated, the charge preamplifier was realized in small series : the acquisition in multi-channels on an area of 3 cm square was possible. The first beam images could then be obtained for static and dynamic beam

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Ismail, Iyas. "Développement d'un détecteur sans temps mort sensible en temps et en position : Application à l'étude des collisions de petits agrégats d'argon Ar+n sur une cible d'argon". Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011289.

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Nous avons développé un nouveau système de détection sans temps mort, résolu en temps et en position et basé sur des galettes de microcanaux. Le principe de ce détecteur est de coupler deux systèmes de détection indépendants qui observent le même événement pour aboutir à leur localisation sans temps mort. Le premier système est constitué d'une caméra CCD capable de fournir l'information position. Le deuxième est constitué d'une carte de numérisation pour enregistrer le signal temps issu des galettes de microcanaux. Le lien entre ces deux systèmes est assuré par une anode constituée de deux lignes à retard, placées derrière les galettes de microcanaux, capable de fournir les deux informations temps et position mais d'une façon moins précise. Ce détecteur opérant au kHz permet d'atteindre une résolution spatiale de 100 µm et temporelle de 100 ps.
Nous avons étudié la fragmentation induite par collision des petits agrégats d'argon (Ar2+ et Ar3+) avec une cible d'argon atomique dans la gamme des énergies du keV. Toutes les voies de fragmentation : la dissociation induite par collision (CID) et l'échange de charge dissociatif (DCT) sont analysées par la corrélation vectorielle de tous les fragments détectés en coïncidence. En particulier, nous avons montré que le processus DCT dépendait fortement de l'énergie interne initiale de l'agrégat (i.e. du défaut de résonance). La comparaison de diverses observables mesurées en collision Ar2+-Ar et Ar3+-Ar nous a conduit à conclure que les agrégats Ar3+ produits dans notre source ont majoritairement la structure d'un dimère chargé (Ar2+) autour duquel orbite un troisième atome peu lié.

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Brizard, Christine. "Développement d'un détecteur CCD programmable pour l'imagerie, les études en temps réel et d'autres applications relatives à un synchrotron". Grenoble 1, 1991. http://www.theses.fr/1991GRE10118.

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Un nouveau detecteur a base d'une puce ccd (charge coupled device) a ete developpe. Le fonctionnement des puces ccd ainsi que celui du detecteur programmable est detaille dans cette these. La flexibilite du systeme permet d'utiliser differents types de puces ccd disponibles commercialement. La chambre a vide du detecteur est constituee soit d'une fenetre de beryllium pour des experiences utilisant directement des rayons x, soit d'une fenetre en quartz couplee a un systeme optique focalisant. La resolution temporelle du detecteur est 2 microsecondes avec une imagerie directe de rayons x. De plus, des images avec une resolution spatiale du micron ont ete obtenues avec le systeme focalisant comprenant une combinaison de lentilles et de fibres optiques. Des experiences de rayons x ont eglament ete realisees avec ce detecteur. Les premieres experiences de diffractions de rayons x dans le domaine des millisecondes et microsecondes pour l'etude d'heterostructures semiconductrices ont ete realisees a la ligne de faisceau x 16 a nsls (natiional synchrotron light source) avec le detecteur directement illumine par des rayons x. Pour la premiere fois, un faisceau de rayons x focalise horizontalement a ete utilise pour enregistrer un spectre complet de diffraction x sur un detecteur a deux dimensions. Finalement, une methode de diffraction x in situ a ete utilisee pour etudier les premieres etapes de la cristallisation de l'alliage metallique amorphe fe#8#0b#2#0 a la ligne de faisceau x 6 recemment construite a nsls

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Gey, Guillaume. "Etude de noyaux riches en neutrons dans la région du coeur doublement magique de ¹³²Sn". Thesis, Grenoble, 2014. http://www.theses.fr/2014GRENY033/document.

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Le présent manuscrit de thèse se propose d'étudier l'évolution de l'interaction nucléaire dans les noyaux riches en neutrons de la région du coeur doublement magique de 132Sn via les isotopes de 136Sb, 136Sn et de 138Sn. Le premier chapitre de ce manuscrit présente succinctement certains des isotopes de Sb et de Sn connus à ce jour au delà des fermetures de couches Z=50 et N=82, ainsi que certaines des problématiques rencontrées pour la description des noyaux de cette région par le modèle en couches nucléaire. Le lecteur y trouvera en outre une brève présentation des outils indispensables à la compréhension de tels calculs. Les états excités du 136Sb furent produits à l'Institut Laue-Langevin de Grenoble via le mécanisme de fission induite par neutrons thermiques sur une cible de 241Pu. Les fragments de fission ainsi produits furent séparés par le spectromètre de masse Lohengrin, et une mesure des gammas et des électrons de conversions des fragments de 136Sb permirent la confirmation du précédent spectre expérimental obtenu ainsi que la mesure d'une durée de vie de 31(7) ns pour l'état de spin 4-. Ces éléments sont présentés et discutés en première partie du manuscrit. Les isotopes de 136,138Sn, objets de la seconde partie, furent quant à eux produits par fission d'un faisceau de 238U sur une cible de 9Be au RIBF du RIKEN, à Tokyo. Les séparateurs de masses BigRIPS et ZDS y permirent une séparation et une identification des fragments de fission ainsi produits avant leur implantation dans le détecteur en silicium hautement segmenté WAS3ABi, entouré par l'ensemble de détecteurs en germaniums EURICA. Une première mesure des énergies des transitions 6+ -> 4+, 4+ -> 2+ et 2+ -> 0+ de chacun de ces deux isotopes fut alors réalisée, ainsi que la mesure d'une durée de vie de 46(7) et 219(58) ns pour les états de spins 6+ du 136Sn et du 138Sn respectivement
Evolution of nuclear structure in the vicinity of the doubly magic nuclei 132Sn will be discussed in this work, through the spectroscopy of 136Sb, 136Sn and 138Sn isotopes. Several Sb and Sn known isotopes beyond the Z=50 and N=82 shell closures will be briefly presented in the first chapter, aswell as some of the problems arising from the current shell model descritpion of nuclei in this region. Reader will also find in the same chapter a brief description of the most important tools needed to understand such calculations. Excited state of 136Sb have been populated at the Institut Laue-Langevin (Grenoble) through thermal neutron-induced fission on a 241Pu target. Fission fragments produced were separated with the Lohengrin mass spectrometer. Conversion electrons and gammas from 136Sb were measured and confirmed the previously proposed schemed. A new 31(7) ns isomer has been measured and assigned to the 4- state. Details of the experiment and analysis are presented in the first part. The second part is devoted to the 136,138Sn isotopes, produced via in-flight fission of 238U on a 9Be target at the RIBF of the RIKEN (Tokyo). Mass separators BigRIPS and ZDS allowed separation and identification of produced fragments, before implantation in the higly segmented silicon detector WAS3ABi surrounded by the germanium array EURICA. The first energy measurement of the 6+ -> 4+, 4+ -> 2+ and 2+ -> 0+ transitions has been performed for each of the 136,138Sn isotopes, aswell as an 46(7) and 219(58) ns half-life for the 6+ state of the 136Sn and 138Sn respectively

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Nasreddine, Rouba. "Développement d'une méthode analytique et d'un microanalyseur miniaturisé pour la détection des BTEX dans l'air". Thesis, Strasbourg, 2016. http://www.theses.fr/2016STRAF010.

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Les BTEX est une famille de polluants très répandue en air intérieur. Ils présentent des effets nocifs sur la santé humaine à des faibles concentrations ce qui a emmené le législateur à fixer des seuils afin de limiter l'exposition des gens. L'objectif de ce travail de recherche est de développer et de mettre en place une méthode analytique sensible, précise et rapide basée sur un dispositif de mesure. Le dispositif ainsi mis en place est un chromatographe en phase gazeuse miniaturisé équipé d'un mini détecteur à photo ionisation dédié à la détection des BTEX en temps quasi-réel. Le système analytique est très portable ayant une consommation gazeuse très faible assurant une autonomie élevée sur de longues durées. Son mode de fonctionnement se base sur l'échantillonnage de l'air dans une boucle connecté à une vanne six voies. L'injection de l'échantillon sur une colonne analytique placée dans un four pour la séparation est assurée par le changement de la position de la vanne avant la détection par photo ionisation. Le nouveau dispositif miniaturisé a été déployé lors de deux campagnes intensives menées dans un collège énergétiquement performant. Cette étude a porté sur la surveillance temporelle de la concentration des polluants présents en air intérieur, y compris les BTEX. Les résultats ainsi obtenus pour les BTEX avec notre dispositif ont été comparés à ceux fournis par d'autres techniques dites techniques de référence. Ces campagnes de terrain ont permis donc de valider les performances analytiques, la robustesse et l'autonomie de cette nouvelle méthodologie
BTEX are very widespread indoor air pollutants. Their harmful effects on human health had led the legislator to set thresholds in order to limit the population exposure. The aim of this thesis is to develop a sensitive, accurate and fast analytical method based on a measurement device. Therefore, the device implemented is a miniaturized gas chromatography (GC) equipped with a mini photo ionization detector dedicated to BTEX detection in indoor air in near-real time. The miniaturized GC is very portable with a very low gas consumption which enhances its autonomy over a long period. Its operation mode is based on air sampling inside a sample loop which is connected to a six port valve. The injection over a heated analytical column is ensured by switching the valve position before detection by a photo ionization detector. This novel device was used in real conditions during two field campaigns conducted in an energy efficient college. This study focused on the temporal monitoring of indoor air pollutant concentrations including BTEX. The results obtained with our miniaturized device for BTEX were compared to those given by other techniques known as reference techniques. These field campaigns have therefore enabled us to validate the analytical performances, the robustness and the autonomy of this novel analytical method

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Guillard, Goulven. "Étude de la sensibilité du télescope à neutrinos ANTARES aux photons de très haute énergie — Contribution à l'étalonnage en temps du détecteur". Phd thesis, Université de Strasbourg, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00555462.

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Depuis les fonds méditerranéens, les quelques 900 photomultiplicateurs du télescope à neutrinos ANTARES scrutent les abysses pour tenter de discerner, parmi la bioluminescence et la radioactivité marine, les photons Čerenkov émis par les muons issus de neutrinos astrophysiques, et de distinguer ces muons de ceux générés par les gerbes atmosphériques produites par les rayons cosmiques. ANTARES accumule des données depuis 2006 ; cette prouesse technique permet d'envisager un avenir favorable à l'astronomie neutrino sous-marine : ANTARES devrait être le précurseur d'un instrument de plus grande envergure, KM3NeT. Les performances d'un télescope sont caractérisées, entre autres, par sa résolution angulaire. Dans le cas d'ANTARES, celle-ci est directement liée à la résolution temporelle des éléments du détecteur. La correction de l'une des principales sources de dégradation de cette résolution temporelle, l'effet de walk créé par l'établissement d'un seuil fixe pour le filtrage du signal issu des photomultiplicateurs, est exposée dans ce manuscrit. Cette correction, mise en œuvre dans la chaîne logicielle officielle de la collaboration ANTARES, améliore notamment l'estimateur de qualité de la reconstruction des événements. L'implémentation présentée laisse le champ libre à certaines optimisations. L'auteur tente en outre d'évaluer, à partir d'une simulation Monte-Carlo complète, la possibilité d'utiliser des sources de photons de très haute énergie comme sources de muons calibrées afin d'estimer le pointé absolu et la résolution angulaire du télescope. Bien que la procédure soit intrinsèquement entachée de larges incertitudes, il est démontré que la possibilité de détecter de telles sources est extrêmement faible. Cette étude montre également que les photons de très haute énergie ne constituent pas une source notable de bruit de fond neutrino.

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Guillard, Goulven. "Etude de la sensibilité du télescope à neutrinos Antares aux photons de très haute énergie : contribution à l'étalonnage en temps du détecteur". Strasbourg, 2010. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2010/GUILLARD_Goulven_2010.pdf.

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Depuis les fonds méditerranéens, les quelques 900 photomultiplicateurs du télescope à neutrinos Antares scrutent les abysses pour tenter de discerner, parmi la bioluminescence et la radioactivité marine, les photons Cerenkov émis par les muons issus de neutrinos astrophysiques, et de distinguer ces muons de ceux générés par les gerbes atmosphériques produites par les rayons cosmiques. Antares accumule des données depuis 2006 ; cette prouesse technique permet d’envisager un avenir favorable à l'astronomie neutrino sous-marine : Antares devrait être le précurseur d’un instrument de plus grande envergure, KM3NeT. Les performances d’un télescope sont caractérisées, entre autres, par sa résolution angulaire. Dans le cas d’Antares, celle-ci est directement liée à la résolution temporelle des éléments du détecteur. La correction de l’une des principales sources de dégradation de cette résolution temporelle, l’effet de walk créé par l’établissement d’un seuil fixe pour le filtrage du signal issu des photomultiplicateurs, est exposée dans ce manuscrit. Cette correction, mise en oeuvre dans la chaîne logicielle officielle de la collaboration Antares, améliore notamment l’estimateur de qualité de la reconstruction des événements. L’implémentation présentée laisse le champ libre à certaines optimisations. L’auteur tente en outre d’évaluer, à partir d’une simulation Monte-Carlo complète, la possibilité d’utiliser des sources de photons de très haute énergie comme sources de muons calibrées afin d’estimer le pointé absolu et la résolution angulaire du télescope. Bien que la procédure soit intrinsèquement entachée de larges incertitudes, il est démontré que la possibilité de détecter de telles sources est extrêmement faible. Cette étude montre également que les photons de très haute énergie ne constituent pas une source notable de bruit de fond neutrino
From the seafloor, the 900-odd photomultiplier tubes of the Antares neutrino telescope scrutinize the abysses attempting to discern, amid bioluminescence and marine radioactivity, Cerenkov photons emitted by muons from astrophysical neutrinos, and to distinguish these muons from those generated by air showers produced by cosmic rays. Antares has been collecting data since 2006 ; this feat of engineering has paved the way for submarine neutrino astronomy : Antares is expected to be the forerunner of a larger instrument, KM3NeT. A telescope’s performance is characterized in part by its angular resolution. In the case of Antares, the angular resolution is directly related to the time resolution of the detector’s elements. This manuscript presents a correction for one of the main sources of deterioration of this time resolution, the walk effect induced by the set up of a fixed threshold for triggering the photomultiplier tubes signal. This correction, implemented in the official software chain of the Antares collaboration, improves in particular the events reconstruction quality estimator. This implementation allows further optimizations. The author also attempts to evaluate, using a complete Monte-Carlo simulation, the possibility of using very high energy photon sources as calibrated muon beams in order to estimate the absolute pointing and the angular resolution of the telescope. Although limited by large uncertainties, it is demonstrated that the possibility to detect such sources is extremely small. In addition, it is shown that the atmospheric neutrino background induced by very high-energy photons is negligible

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Syed, Mohamad Jamalullil Bilfagih. "Transmission multiple porteuses utilisant un codage détecteur/correcteur d'erreur de type LDPC sur canaux MIMO : Détection multi-utilisateurs, turbo égalisation, diversité temps, espace, fréquence". Limoges, 2005. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/fdaa373f-c0da-4eb9-abf9-3aed67119b83/blobholder:0/2005LIMO0006.pdf.

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La demande croissante en services pour les radiocommunications mobiles de plus en plus performants, et donc gourmands en terme de bande passante, pousse les concepteurs à chercher des systèmes de transmissions avec de fortes efficacités spectrales et pourvus de codes correcteurs d'erreurs puissants. L'utilisation (i) des techniques de transmission multi porteuses combinées avec des turbo-codes ou des codes LDPC, et (ii) des techniques de diversité apportent une réponse prometteuse à cette course vers la recherche d'une utilisation optimale de la capacité du canal. Nous nous plaçons dans le cadre de ce travail de recherche dans le contexte de l'utilisation de codes LDPC (Low Density Parity Check Code). Ces codes initialement étudiés par Gallager au début des années soixante et récemment approfondis par Mackay constituent une alternative aux turbo-codes proposés initialement par Berrou et Glavieux. De plus, le contexte des systèmes MIMO est abordé, incluant différents schémas de diversité spatiale temporelle et fréquentielle. Nous avons traité le problème de la diversité spatio-temporelle à l'aide des codes spatio-temporels en blocs (codage STBC : Space Time Block Code). Nous avons généralisé leur utilisation au cas de la diversité fréquentielle (codage SFBC : Space Frequency Block Code) pour la modulation OFDM et nous avons proposé une méthode pour combiner à la fois la diversité spatiale et la diversité fréquentielle Puis, nous avons présenté, une structure de turbo-égaliseur basé sur les travaux antérieurs de Lu, utilisant le codage LDPC. La pondération des symboles codés à l'entrée du décodeur LDPC se fait à l'aide de l'algorithme EM (Expectation-Maximization) ou d'une variante plus élaborée qui est appelée SAGE (Space Alternating Generalized Expectation Maximization). Par la suite, nous avons suggéré une nouvelle méthode d'estimation des paramètres du canal de propagation elle-même basée sur l'algorithme EM. Enfin le contexte multi utilisateurs est également traité. Nous étudions les performances d'un système MC-DS-CDMA quasi-synchrone équipé d'un code LDPC avec la diversité espace - temps et espace - fréquence. Deux types de systèmes multi utilisateurs avec diversité spatio-temporelle ayant les mêmes performances qu'en mono utilisateur ont été proposés. Finalement, nous avons présenté un système hybride original très haut débit par le mélange du système élaboré MC-DS-CDMA et le système Combined Array Processing proposé à l'origine par Calderbank
We are continuously looking for high-speed mobile system using at it best all the allocated and available radio resources. In order to increase the communication reliability and quantity, the error correcting codes such as LDPC and turbo detection are often used together with diversity techniques. In this thesis, four major points have been investigated. The first point relates to the transmitter created space, time and frequency diversity techniques. Diversity methods namely STBC, SFBC and STFBC were studied here. A novel matrix representation for SFBC and STFBC have been elaborated and presented. The second point focus on the turbo equalizer for space-time diversity systems. Our studies were based on the structure proposed by Lu. LDPC code and EM algorithm were the basic blocs of the turbo receiver. Some modifications have been made to the basic receiver structure especially on the initialization method in order to increase the systems performances. The SAGE algorithm was applied to speed up the overall convergence rate of the system. The third point was the uplink quasi synchronous multiple user detection in MIMO systems. We proposed two multiple user systems with an equivalent performances as single user system when some conditions were fulfilled. We have also elaborated in our proposed system that the potential very high rate system mixing and the Combined Array Processing techniques as proposed by Calder bank. Finally, in the fourth point, we presented using computer simulations proven that, in some cases, an additional symbol interleaver is required for multiple carrier space diversity system to concatenate with LDPC codes over frequency selective channels. It is well known that the LDPC codes have an intrinsic interleaver. However, the computer simulations showed that the intrinsic interleaver might be insufficient in this configuration

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Convert, Laurence. "Système microfluidique d'analyse sanguine en temps réel pour l'imagerie moléculaire chez le petit animal". Thèse, Université de Sherbrooke, 2012. http://hdl.handle.net/11143/6623.

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De nouveaux radiotraceurs sont continuellement développés pour améliorer l'efficacité diagnostique en imagerie moléculaire, principalement en tomographie d'émission par positrons (TEP) et en tomographie d'émission monophotonique (TEM) dans les domaines de l'oncologie, de la cardiologie et de la neurologie. Avant de pouvoir être utilisés chez les humains, ces radiotraceurs doivent être caractérisés chez les petits animaux, principalement les rats et les souris. Pour cela, de nombreux échantillons sanguins doivent être prélevés et analysés (mesure de radioactivité, séparation de plasma, séparation d'espèces chimiques), ce qui représente un défi majeur chez les rongeurs à cause de leur très faible volume sanguin (-1,4 ml pour une souris). Des solutions fournissant une analyse partielle sont présentées dans la littérature, mais aucune ne permet d'effectuer toutes les opérations dans un même système. Les présents travaux de recherche s'insèrent dans le contexte global d'un projet visant à développer un système microfluidique d'analyse sanguine complète en temps réel pour la caractérisation des nouveaux radiotraceurs TEP et TEM. Un cahier des charges a tout d'abord été établi et a permis de fixer des critères quantitatifs et qualitatifs à respecter pour chacune des fonctions de la puce. La fonction de détection microfluidique a ensuite été développée. Un état de l'art des travaux ayant déjà combiné la microfluidique et la détection de radioactivité a permis de souligner qu'aucune solution existante ne répondait aux critères du projet. Parmi les différentes technologies disponibles, des microcanaux en résine KMPR fabriqués sur des détecteurs semiconducteurs de type p-i-n ont été identifiés comme une solution technologique pour le projet. Des détecteurs p-i-n ont ensuite été fabriqués en utilisant un procédé standard. Les performances encourageantes obtenues ont mené à initier un projet de maîtrise pour leur optimisation. En parallèle, les travaux ont été poursuivis avec des détecteurs du commerce sous forme de gaufres non découpées. Un premier dispositif intégrant des canaux en KMPR sur ces gaufres a permis de valider le concept démontrant le grand potentiel de ces choix technologiques et incitant à poursuivre les développements dans cette voie, notamment en envisageant des expériences animales. L'utilisation prolongée des canaux avec du sang non dilué est cependant particulièrement exigeante pour les matériaux artificiels. Une passivation à l'albumine a permis d'augmenter considérablement la compatibilité sanguine de la résine KMPR. Le concept initial, incluant la passivation des canaux, a ensuite été optimisé et intégré dans un système de mesure complet avec toute l'électronique et l'informatique de contrôle. Le système final a été validé chez le petit animal avec un radiotraceur connu. Ces travaux ont donné lieu à la première démonstration d'un détecteur microfluidique de haute efficacité pour la TEP et la TEM. Cette première brique d'un projet plus global est déjà un outil innovant en soi qui permettra d'augmenter l'efficacité du développement d'outils diagnostiques plus spécifiques principalement pour l'oncologie, la cardiologie et la neurologie.

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El, Rifai Ibrahim. "Mesure de la polarisation du baryon lourd Λb avec le détecteur LHCb. Recherche de la violation directe de la symétrie de renversement du temps T". Thesis, Clermont-Ferrand 2, 2015. http://www.theses.fr/2015CLF22560/document.

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Le sujet de cette thèse porte sur l’étude de la désintégration faible du baryon beau Λb → Λ J/Ψ avec le détecteur LHCb. Cette étude offre la possibilité de tester, d’une part, la validité de la symétrie CP dans le secteur baryonique et, d’autre part, celle de la symétrie de renversement du temps T dont les preuves expérimentales de sa violation sont limitées. L’accent est mis sur la mesure des composantes des vecteurs-polarisations du Λb et des résonances intermédiaires Λ et J/Ψ, dont certaines du type ”T-odd” (impaires par T) représentent un signe clair de violation directe de T. Le développement d’un modèle phénoménologique des désintégrations Λb → Λ J/Ψ dans le cadre du formalisme d’hélicité de Jacob-Wick et de Jackson conduit aux calculs de distributions angulaires qui permettent de déduire les valeurs des composantes des vecteurs-polarisations. Une étude approfondie de la reconstruction et de la sélection des données enregistrées par LHCb en 2011 et 2012 est exposée, ainsi qu’une simulation Monte-Carlo complète. La compatibilité entre les valeurs mesurées des vecteurs-polarisation du Λb et du Λ ̄b implique l’absence de violation de CP. La violation directe de la symétrie T n’a pas non plus été observée dans les désintégrations hadroniques du Λb (Λ ̄b). Sur un autre plan, les premières mesures des polarisations longitudinales du Λb et du Λ ̄b ainsi que de la polarisation longitudinale du méson-vecteur J/Ψ ont été réalisées dans le cadre de ce travail
This thesis subject focuses on the study of the weak decay of the beauty baryon Λb →Λ J/Ψ with the LHCb detector. Firstly, it offers the opportunity to test the validity of the CP symmetry in the baryon sector and, secondly, the one of time-reversal symmetry T whose experimental evidence is tiny. Emphasis is put on the measurement of the components of the polarization-vectors of the Λb and the ones of the intermediate resonances Λ and J/Ψ, whose some components exhibit a clear sign of direct T violation. The development of a phenomenological model of the Λb → Λ J/Ψ decay in the framework of the helicity formalism of Jacob-Wick and Jackson leads to the calculations of the angular distributions which allow to deduce the values of the polarization vector components. A thorough study of the reconstruction and the selection of the data recorded by LHCb in 2011 and 2012 is exposed, as well as a full Monte Carlo simulation. The compatibility between the measured values of the polarization-vector of Λb and Λ ̄b implies the absence of CP violation. The direct violation of the T symmetry has not been observed in the hadronic decays of Λb ( Λ ̄b). On another side, first measurements of the longitudinal polarization of Λb and of Λ ̄b well as the longitudinal polarization of the vector-meson J/Ψ have been performed in the context of this work

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Agapopoulou, Christina. "Search for supersymmetry with the ATLAS detector and development of the High Granularity Timing Detector". Thesis, université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASP019.

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Le Modèle Standard de la physique des particules est un cadre théorique couronné d'un extrême succès, décrivant les particules élémentaires et leurs interactions. Avec la découverte du boson de Higgs par les expériences ATLAS et CMS en 2012, le Modèle Standard est désormais complet. Cependant, il demeure toujours des questions ouvertes, appelant un modèle théorique plus large qui englobe le Modèle Standard, tout en fournissant des mécanismes pour les phénomènes inexpliqués. La supersymétrie offre un tel cadre en introduisant une nouvelle symétrie entre bosons et fermions. Elle permet de résoudre le problème de la hiérarchie de la masse du boson de Higgs et offre également un candidat pour expliquer la matière noire de l'univers.La première partie de cette thèse est la recherche de supersymétrie avec le détecteur ATLAS au LHC, en utilisant l'ensemble des données du Run 2, dont la luminosité intégrée s'élève à 139 fb⁻¹. Mon travail se focalise sur la recherche de squarks et de gluinos, les super-partenaires des quarks et des gluons, dans des modèles où la R-parité est conservée et dans les états finaux comprenant des jets et une grande énergie transverse manquante. Ma principale contribution à cette analyse fut le développement et l'optimisation d'une nouvelle technique, nommée ajustement "Multi-Bin", pour améliorer la séparation du signal par rapport au bruit et étendre la portée d'exclusion de la recherche. Le gain attendu en la section efficace exclue par l'utilisation d'une configuration d'ajustement Multi-Bin, par opposition à l'approche traditionnelle "cut& count", a été estimé à 40-70% dans les modèles étudiés. De plus, j'ai travaillé sur l'inférence statistique de la recherche, allant de l'évaluation des diverses systématiques à l'interprétation des résultats dans différents modèles supersymétriques simplifiés. Aucun excès au-delà des prédictions du Modèle Standard n'a été trouvé, et, par conséquent, les squarks et les gluinos possédant des masses allant respectivement jusqu'à 1.85 TeV et 2.34 TeV ont été exclus. Ce résultat est une amélioration significative par rapport au cycle précédent de l'analyse, et l'une des contraintes les plus fortes sur les masses actuelles des squarks et des gluinos.La phase d'acquisition de données à haute luminosité (HL-LHC) verra le taux des collisions augmenter d'un facteur de 5 à 7. Afin d'atténuer l'augmentation de l'empilement, ATLAS installera un nouveau détecteur au silicium de haute granularité avec une très bonne résolution temporelle qui sera situé dans la région avant, le High Granularity Timing Detector (HGTD). L'objectif de ce détecteur est d'atteindre une résolution en temps meilleure que 50 ps par trace. La seconde partie de cette thèse porte sur deux aspects principaux du développement du HGTD. D'une part, j'ai effectué des études avec la simulation pour évaluer l’occupation et les besoins du système de lecture du détecteur avec diverses géométries. L'occupation du détecteur doit rester inférieure à 10 %, afin de pouvoir correctement attribuer les dépôts d'énergie des traces traversant le détecteur. Il a été constaté que cette limite était satisfaite avec une taille de capteur de 1.3x 1.3 mm², qui est désormais la référence pour le futur détecteur. De plus, l'organisation du système de lecture a été optimisée afin de maximiser l'espace disponible et de minimiser les composants nécessaires. La performance de tout détecteur au silicium est fortement liée à la conception du circuit électronique front-end. Dans le cadre de mon travail à HGTD, j'ai également participé à la caractérisation de deux prototypes électroniques front-end, ALTIROC0 et ALTIROC1, à la fois en laboratoire avec un système d'étalonnage et en tests faisceaux avec des électrons et des protons de haute énergie. La résolution temporelle obtenue était inférieure à 55 ps dans tous les appareils testés, la meilleure performance obtenue étant de 34 ps
The Standard Model of particle physics is an extremely successful theoretical framework, describing the elementary particles and their interactions.With the discovery of the Higgs boson by the ATLAS and CMS experiments in 2012, the Standard Model is now complete. However, open questions remain unanswered, calling for a larger theoretical model that encapsulates the Standard Model, while providing mechanisms for the unexplained phenomena. Supersymmetry offers such a framework by introducing a new symmetry between bosons and fermions. It provides potential solutions to the hierarchy problem for the Higgs boson mass and also offers a candidate to explain the dark matter of the universe.The first part of this thesis is the search for supersymmetry with the ATLAS detector at LHC, using the full dataset of Run 2, amounting to an integrated luminosity of 139 fb⁻¹. The focus is on the search for squarks and gluinos, the "super-partners" of quarks and gluons, in models where R-parity is conserved and in final states with jets and large missing transverse momentum. My main contribution to this analysis was the development and optimization of a novel technique named Multi-Bin fit to enhance the signal to background separation and extend the exclusion reach of the search. The expected gain in the excluded cross section from using a Multi-Bin fit configuration, opposed to the traditional "cut&count" approach, was estimated to be 40 - 70 % in the studied models. In addition, I worked on the statistical inference of the search, ranging from the evaluation of various systematics to the interpretation of the results in various simplified supersymmetric models. No excess above the Standard Model prediction was found and therefore squarks and gluinos with masses up to 1.85 TeV and 2.34 TeV were excluded, respectively. This result is a significant improvement over the previous round of the analysis and one of the strongest constraints on squark and gluino masses today.The high-luminosity data acquisition phase (HL-LHC) will see an increase of the collision rate by a factor of 5 to 7. In order to mitigate the increase of pile-up, ATLAS will install a new highly granular silicon detector with a very good time resolution that would be located at the forward region, the High Granularity Timing Detector (HGTD). The goal of this detector is to provide a time resolution better than 50 ps per track. The second part of this thesis focuses on two main aspects in the development of HGTD. On one hand, I performed simulation studies to evaluate the occupancy and read-out requirements of the detector under various geometries. The occupancy of the detector must remain below 10%, in order to correctly assign energy deposits to tracks crossing the detector. It was found that this requirement was met with a sensor size of 1.3 x 1.3 mm², which is now the baseline for the future detector. Additionally, the organization of the on-detector read-out system was optimised, in order to maximise the available space and minimise the necessary components. The performance of any silicon detector is strongly linked to the design of the front-end electronic circuit. As part of my work in HGTD, I also participated in the characterization of two front-end electronic prototypes, ALTIROC0 and ALTIROC1, both in laboratory with a calibration system and in testbeam with highly energetic electrons and protons. The temporal resolution was found to be better than 55 ps in all tested devices, with a best achieved performance of 34 ps

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Arnaud, Nicolas. "Contrôle global de la partie centrale du détecteur d'ondes gravitationnelles Virgo. Recherche de signaux impulsionnels: application aux coincidences entre interféromètres". Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00006624.

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Chauveau, Pierre. "Design, simulations and test of a Time-of-Flight spectrometer for mass measurement of exotic beams from SPIRAL1/SPIRAL2 and gamma-ray spectroscopy of nuclei close to 100Sn". Caen, 2016. http://hal.in2p3.fr/tel-01469429.

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La nouvelle génération d’installations nucléaires nécessite un renouveau technologique pour produire, accélérer, manipuler et analyser des noyaux exotiques. L’objectif principal de ce travail de thèse était de simuler, concevoir et tester un spectromètre de masse par temps de vol à multi-réflexions (MR-ToF-MS) dédié à la séparation en masse et la mesure de masse rapide d’ions radioactifs auprès des installations S3 et DESIR de SPIRAL2. Ce dispositif pourrait séparer des noyaux isobares et fournir à SPIRAL2 des faisceaux très purs. De plus ses capacités de mesure de masse permettraient de déterminer très précisément l’énergie de liaison de certains noyaux exotiques ou super-lourds. Cet instrument a été simulé à l’aide du logiciel SIMION 8. 1 et conçu en fonction de ces simulations. Les premiers tests hors-lignes ont été faits avec une source d’ions stable au LPC Caen. Ce travail de thèse comprend également la simulation et la conception d’un déflecteur électrostatique censé être utilisé avant ou après le MR-ToF-MS et n’introduisant que peu d’aberrations optiques pour ne pas gâcher les performances de ce dernier. Ce travail décrit aussi l’analyse et les résultats des premiers tests en ligne d’une source d’ions de type FEBIAD censée fournir des faisceaux radioactifs d’intensités compétitives aux installations SPIRAL1 et SPIRAL2. Enfin, nous décrivons l’analyse d’une expérience de physique nucléaire, ce qui inclue la calibration des différents détecteurs et la spectroscopie gamma de noyaux au voisinage du noyau doublement magique 100Sn
The new generation of nuclear facilities calls for new technological developments to produce, accelerate, manipulate and analyse exotic nuclei. The main topic of this thesis work was the simulation, design and test of a Multi-Reflection Time-of-Flight Mass spectrometer (MR-ToF-MS) for fast mass separation and fast mass measurement of radioactive ions in the installations S3 and DESIR at SPIRAL2. Such a device could separate isobaric nuclei and provide SPIRAL2 with high purity beams. Also, its mass measurement capabilities would help to determine binding energies of exotic and superheavy nuclei with a high precision. This apparatus has been simulated with the SIMION 8. 1 software and designed accordingly. First offline tests have been performed with a stable ion source at LPC Caen. In addition a low-aberration electrostatic deflector has been simulated and designed to operate with this MR-ToF-MS without spoiling its performances. This work also describes the analysis and results of the first online tests of a FEBIAD-type ion source intended to provide SPIRAL1 and SPIRAL2 radioactive beams of competitive intensities. Finally, we describe the analysis of a nuclear physics experiment, including the calibration of the different detectors and the gamma-spectroscopy of nuclei in the vicinity of the doubly magic 100Sn

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Rozprawy doktorskie na temat „Détecteurs de temps”

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