Дисертації: "Capteur de champs RF"

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Duverger, Romain. "Métrologie de champs électromagnétiques RF par spectroscopie de déplétion de piège à partir d'atomes froids de Rydberg." Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2024. http://www.theses.fr/2024UPASP154.

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Анотація:

Les atomes de Rydberg sont des atomes portés dans un état de grand nombre quantique principal, et dont l'électron de valence orbite très loin du noyau. Cet éloignement confère aux atomes de Rydberg des propriétés hors-normes par rapport aux atomes ordinaires, grâce auxquelles ils sont devenus le cœur de nombreux développements et applications de la physique quantique expérimentale moderne. En particulier, ils possèdent des transitions dans les domaines radiofréquence (RF) et terahertz (THz) avec de très grands éléments de matrice, qui les rendent extrêmement sensibles aux champs électromagnétiques dans ces domaines de fréquences. Cela a conduit il y a une dizaine d'années à l'émergence une nouvelle technologie de capteurs de champs RF et THz, dans lesquels l'amplitude du champ est mesurée en faisant la spectroscopie, avec un signal de transparence électromagnétiquement induite, du doublet Autler-Townes induit par l'interaction entre le champ et les états de Rydberg des atomes d'une vapeur chaude. De tels capteurs offrent plusieurs avantages intéressants par rapport aux antennes classiques, parmi lesquels une meilleure sensibilité, une plus large gamme de fréquences accessibles, une taille indépendante de la fréquence du champ mesuré, un besoin en calibration fortement réduit, et la possibilité de mesurer en plus de l'amplitude la phase et la polarisation. Tous ces avantages font des capteurs à base d'atomes de Rydberg de très bons candidats pour des applications de type télécommunications, radar, spatial, etc. Actuellement, ces capteurs font l'objet d'une multitude de travaux et d'évolutions visant à améliorer leurs performances en termes de sensibilité, d'exactitude, de bande passante de mesure, ou de résolution spatiale. L'usage d'atomes froids au lieu de vapeurs chaudes constitue pour cela une piste prometteuse, d'une part en raison de leur meilleure cohérence et de leur effet Doppler fortement réduit, et d'autre part car ils se prêtent à d'autres formes de spectroscopie potentiellement plus robustes sur certains aspects. La présente thèse porte sur l'étude expérimentale d'une nouvelle approche pour la métrologie de champs RF avec des atomes de Rydberg froids, basée sur la spectroscopie de déplétion de piège. Elle consiste à faire interagir avec le champ RF un ensemble d'atomes de ⁸⁷Rb refroidis et confinés dans un piège magnéto-optique, et à sonder le doublet Autler-Townes induit par le champ à l'aide d'un effet de déplétion du piège. Le mécanisme responsable des pertes est l'ionisation des atomes sous l'action du rayonnement de corps noir ambiant. Cette étude s'est appuyée sur la réalisation complète d'un dispositif expérimental permettant de mettre en œuvre la spectroscopie de déplétion. Malgré une faible bande passante de mesure, la méthode proposée ici a démontré une linéarité inférieure à 2%, une sensibilité de l'ordre de 250 µV/cm/Hz1/2, ainsi qu'une absence de dérives sur plusieurs heures d'intégration avec une résolution de l'ordre de 5 µV/cm. Elle offre également une plus grande simplicité de mise en œuvre que d'autres approches utilisant des atomes froids, et permet en principe de déterminer à la fois la fréquence et l'amplitude du champ. Dans ce manuscrit, nous décrirons le principe, le montage et la mise en œuvre de notre dispositif expérimental, nous présenterons les résultats des mesures effectuées grâce à lui, puis nous en analyserons les performances métrologiques, les avantages et les limites
Rydberg atoms are atoms excited to states with a very high principal quantum number, where the valence electron orbits very far from the nucleus. This large distance imparts exceptional properties to Rydberg atoms compared to ordinary atoms, which has made them central to many developments and applications of modern experimental quantum physics. In particular, they exhibit transitions in the radiofrequency (RF) and terahertz (THz) domains with very large dipole matrix elements, making them extremely sensitive to electromagnetic fields in these frequency domains. This has led over the last ten years to the emergence of a new technology of RF and THz field sensors, where the amplitude of the field is measured by performing electromagnetically induced transparency spectroscopy of the Autler-Townes doublet induced by the interaction between the field and Rydberg states of atoms in a thermal vapor. Such sensors offer several advantages over classic antennas, including a greater sensitivity, a wider frequency range, a size independent from the frequency of the measured field, a significantly reduced need for calibration, and the ability to measure, in addition to the amplitude, the phase and the polarization. All these benefits make Rydberg atoms-based RF field sensors excellent candidates for applications in telecommunications, radar systems, and the space sector. Currently, these sensors are the subject to numerous works aiming at improving their performance in terms of sensitivity, accuracy, measurement bandwidth or spatial resolution. The use of cold atoms instead of thermal vapors represents a promising avenue in these goals, due to their better coherence and strongly reduced Doppler effect. Additionally, cold atoms are suitable for other forms of spectroscopy that are potentially more robust in certain aspects. This thesis focuses on the experimental study of a new approach for RF field sensing using cold Rydberg atoms, based on trap-loss spectroscopy. It consists in making the RF field interact with a set of ⁸⁷Rb atoms cooled and confined in a magneto-optical trap, and in probing the Autler-Townes doublet created by the field through a trap depletion effect. The mechanism responsible for the losses is the ionization of the atoms under the action of background blackbody radiation. This study involved the development of an entire experimental setup to perform trap-loss spectroscopy. Despite a low measurement bandwidth, the method proposed here has demonstrated a deviation from linearity of less than 2%, a sensitivity of the order of 250 µV/cm/Hz1/2, as well as an absence of drifts over several hours of measurement, with a resolution of the order of 5 µV/cm. Moreover, this method is easier to implement than other approaches involving cold atoms, and theoretically allows for determining both the amplitude and the frequency of the field. In this manuscript, we will describe the principle, setup and implementation of our experimental apparatus, present the results of the measurement performed with it, and then analyze its metrological performance, advantages and limitations

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Saniour, Isabelle. "Exploitation des effets électro-optiques pour la sécurité en IRM : applications des liaisons optiques pour des capteurs RF endoluminaux et des sondes de mesure du TAS." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSE1330/document.

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Анотація:

Le développement de systèmes IRM à plus haut champ magnétique statique s'est accompagné d'une interrogation légitime concernant l'effet des champs électromagnétiques RF sur les patients. L'effet peut être renforcé par l'introduction d'éléments conducteurs à l'intérieur de la bobine RF comme c'est le cas pour les capteurs endoluminaux utilisés pour l'analyse des parois digestives. Ces capteurs entraînent des risques d'échauffements locaux élevés pour le patient en raison du TAS local induit par le champ électrique RF en présence d'un fil conducteur. Ces capteurs ayant le potentiel de présenter un bénéfice pour le patient, il est nécessaire de s'affranchir de ces limitations. Le premier objectif de la thèse est le développement d'un capteur endoluminal à liaisons optiques. Un dispositif de découplage actif optique a été développé et caractérisé. Les images RMN in vitro montrent une distribution du RSB comparable au découplage classique, validant ainsi l'efficacité du découplage optique. Concernant la transmission optique du signal RMN, des travaux ont été réalisés afin de s'affranchir des contraintes liées à l'utilisation d'un guide d'onde pour la conversion électro-optique par effet Pockels. Le capteur a été rendu plus compact. En revanche, l'importance de contrôler le TAS local dans des conditions expérimentales données demeure un besoin ne s'arrêtant pas à ceux des capteurs endoluminaux. Le second objectif est donc la validation expérimentale d'une sonde électro-optique pour la mesure du champ électrique RF durant un examen IRM. Cette sonde a permis d'effectuer des mesures du champ électrique dans l'air et dans différents milieux biologiques à 3 T et 4,7 T et estimer le TAS local
The recent advancement in MRI systems and the increase of the static magnetic field strength were accompanied by a strong concern about the effect of RF electromagnetic fields on patients. The effect can be increased by the use of conductive elements inside the volume coil as in the case of endoluminal coils used to analyze digestive walls. These coils lead to an increase of the local SAR which is induced by RF electric field in the presence of the coaxial cable connecting the coil to the MR system, resulting in strong local heating. Giving that these coils have the potential to present a real benefit to the patient, it worth to overcome these limitations. Accordingly, the first objective of the thesis is the development of a fully optical endoluminal receiver coil. An optical active detuning system has been developed and characterized. The NMR images show a signal-to-noise ratio distribution similar to that obtained with conventional detuning techniques, thus validating the efficiency of the optical detuning. Concerning the electro-optical conversion and the optical transmission of the NMR signal, experiments were performed to overcome constraints related to the use of waveguide for electro-optical conversion by Pockels effect. Moreover, the importance of monitoring global and local SAR during MRI exams remains a need which is not limited only to the endoluminal coils. The second objective of the thesis is then the experimental validation of an electro-optical probe for real-time measurements of RF electric field. This probe can measure the RF electric field in air and in biological media at 3 T and 4.7 T MRI systems and allows the estimation of the local SAR

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Gayral, Fabrice Gaffiot Frédéric. "Interfaces sigma-delta avancées pour capteur de champ magnétique microfluxgate." [S.l.] : [s.n.], 2009. http://bibli.ec-lyon.fr/exl-doc/fgayral.pdf.

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Kammerer, Jean-Baptiste. "Capteurs intégrés pour la mesure à haute résolution de champs magnétiques." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2004. http://www.theses.fr/2004STR13064.

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Анотація:

Les technologies intégrées permettent de réaliser de véritables systèmes de mesure magnétique sur puce. Directement intégrables à l'aide de n'importe quel procédé de fabrication standard, les capteurs à effet Hall sont particulièrement attrayants pour la conception de magnétomètres performants à coût réduit. La première partie de cette thèse porte donc sur l'amélioration des performances de ce type de capteurs à l'aide de circuits électroniques. Nous démontrons qu'à l'aide d'un circuit spécifique associé à un capteur à effet Hall de géométrie particulière, il est possible d'atteindre n'importe quelle sensibilité absolue. Nous proposons également une nouvelle méthode pour s'affranchir totalement de l'effet de piezo-résistance à l'origine d'une sensibilité parasite. Les capteurs à effet Hall proposés sont particulièrement adaptés aux technologies basse tension ainsi qu'aux systèmes de mesure soumis à des vibrations. Grâce au développement des nanotechnologies, les composants à base de matériaux ferromagnétiques en couches minces et plus particulièrement les jonctions magnétiques à effet tunnel devraient bientôt faire partie des composants standards de l'industrie microélectronique. Nous avons donc étudié les potentialités de ce nouveau composant et, dans la deuxième partie de cette thèse, nous proposons une nouvelle technique de mesure basée sur la technique du fluxgate étendue à deux dimensions et appliquée à la jonction magnétique à effet tunnel. Le magnétomètre développé permet de mesurer simultanément et de façon très localisée deux composantes d'un champ magnétique avec une très grande sensibilité. Tous les systèmes réalisés tendent à tirer le meilleur parti d'un élément sensible à l'aide de circuits électroniques spécifiques
Integrated technologies allow to develop magnetic measurement systems on chip. Since they can be integrated using any standard manufacturing process, Hall effect sensors are particularly attractive for low cost magnetometers design. Thus, the first part of this thesis is focused on the improvement of this type of sensors using electronic circuits. We demonstrate that the association of a specific circuit and a Hall effect sensor of a particular shape allows to reach any absolute sensitivity. We also propose a new method for canceling the piezo-resistance effect which is responsible for a parasitic cross-sensitivity. The developed Hall effect sensors are particularly useful for low voltage technologies and for measurement systems subjected to vibrations. Thanks to the rise of nanotechnologies, thin film ferromagnetic based devices and more particularly magnetic tunnel junctions should be part of the standard components of microelectronics industry very soon. Thus, in the second part of this thesis, we studied the potentialities of this new device and we propose a new measurement technique based on the fluxgate principle generalized to two dimensions and applied to the magnetic tunnel junction. The realized magnetometer allows to measure simultaneously and in a very localized way, two components of a magnetic field with a very high sensitivity. All the realized systems tends to benefit from a sensitive element using specific electronic circuits

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Barrau, Corinne. "Analyse d'un capteur électronique différentiel conçu pour la détection des champs de neutrons." Toulouse 3, 1996. http://www.theses.fr/1996TOU30244.

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D'origine naturelle ou resultant d'activites humaines, les champs de neutrons, inevitablement pollues par les photons sont presents dans des domaines tres varies. A l'ere de l'electronique integree, des travaux sont engages sur la detection des neutrons, avec la volonte de rechercher des dispositifs electroniques performants, employes entre autres en radioprotection comme dosimetres individuels d'alarme. Le capteur de neutrons a diodes etudie par l'equipe, dit de 3#e#m#e generation, a subi de multiples innovations par rapport a la version originale, dans le but de reduire sa sensibilite naturelle aux photons, que l'on a diminue d'un facteur variant de quelques unites a plusieurs dizaines, selon le seuil d'integration. Le nouveau capteur est teste dans divers champs mixtes (n, ) en condition reelle d'utilisation, c'est a dire positionne a la surface d'un fantome simulant le corps humain. Le signal est obtenu par soustraction de la reponse des detecteurs, l'un recueillant le signal utile issu du convertisseur en polyethylene implante au #1#0b associe aux signaux parasites, l'autre n'etant sensible qu'aux signaux parasites. La confrontation des resultats theoriques et experimentaux montre l'influence, non negligeable du fantome sur la reponse du systeme (effet d'albedo entre autres), compromettant l'utilisation du systeme differentiel pour la detection des neutrons d'energie intermediaire. Pour l'avenir, d'autres conceptions de capteurs electroniques sont alors a explorer

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Thabet, Hanen. "Validation de la chaîne d'émission pour la conception d'un capteur RF autonome." Thesis, Aix-Marseille, 2013. http://www.theses.fr/2013AIXM4314.

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Анотація:

Ce travail s’inscrit dans un projet consistant à développer un prototype de capteur RF autonome et intelligent permettant la réalisation d’un réseau de capteurs sans fil dans un environnement industriel. Cette thèse traite de l’étude, la conception et la réalisation de la partie radiofréquence de la chaîne d’émission sans fils du capteur RF dans la bande ISM 863-870 MHz en technologie CMOS AMS 0.35µm. Cette chaîne inclut toutes les fonctions depuis l’oscillateur local jusqu’à l’amplificateur de puissance. L’émetteur occupe une surface de 0.22mm² et consomme environ 27mA sous une tension d’alimentation de 3.3V. De nombreux principes innovants ont été mis en œuvre et validés. Tous ces principes peuvent être facilement transposés à d’autres standards de communication et dans d’autres bandes de fréquences. Les résultats de simulations du dessin des masques vérifient complètement les spécifications et confirment les simulations. Une caractérisation expérimentale partielle valide les nouvelles architectures proposées
This work joins in a project consisting in developing prototype of an autonomous and smart RF sensor allowing the realization of a wireless sensor network in an industrial environment. This thesis deals with the study, the design and the realization of the radio-frequency part of the transmitter using the 863-870 MHz ISM band and the CMOS AMS 0.35µm technology. This transmitter includes all the functions from the local oscillator to the power amplifier. The integrated circuit occupies a surface of 0.22mm² and consumes approximately 27mA under a supply voltage of 3.3V. Numerous innovative principles were implemented and validated. All these principles can be easily transposed into other standards of communication and in other frequency bands. The results of the post-layout simulation completely satisfy the specifications and confirm the simulations. Partial experimental characterization validates new architectures proposed

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Feuillet, Thomas. "Développement de capteurs optimisés pour l'IRM à champ magnétique faible (0.2T) : application à l'imagerie de l'animal." Thesis, Lyon 1, 2014. http://www.theses.fr/2014LYO10302/document.

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Анотація:

L'imagerie par résonance magnétique (IRM) appliquée au domaine vétérinaire exploite des systèmes à bas champ magnétostatique qui ont de nombreux avantages, notamment leur faible coût d'achat et d'entretien. Mais sur ces machines, les capteurs radiofréquence (RF) sont initialement dédiées à l'homme et ne permettent pas une qualité d'image optimale. Dans le cadre de cette thèse, des méthodes simples d'optimisation de capteurs à 0,2 T ont été développées, puis exploitées pour des applications de recherche et préclinique. Le travail d'optimisation a été partagé en deux axes. Dans un premier temps, un modèle analytique a été développé sous MATLAB pour l'estimation du rapport signal sur bruit intrinsèque à un capteur paramétré par ses dimensions et les propriétés de l'objet imagé. La validation du modèle a été obtenue par la comparaison entre mesures et simulations du facteur de qualité. Cette méthode d'optimisation a été appliquée pour deux études spécifiques qui ont fait l'objet d'une publication. Dans un second temps, un travail sur le découplage actif a été mené. En effet, sur l'IRM 0,2 T à notre disposition, le découplage passif est la méthode retenue par le constructeur. Mais pour certaines applications des artefacts d'imagerie sont inévitables et le facteur de qualité réduit. Des moyens de découplage actif ont donc été développés. Les performances des capteurs ainsi équipés se sont avérées meilleures qu'en découplage passif. Ce système de découplage associé à un dispositif de connexion par couplage inductif du signal de résonance magnétique a été également démontré à 3 T comme une preuve de concept d'un dispositif de connexion universelle. Ce dispositif a fait l'objet d'un article récemment soumis pour publication
Magnetic resonance imaging {MRl) in veterinary practice employs low magnetostatic field devices which have numerous advantages such as their low maintenance and initial cost. Yet, the radiofrequency {RF) coils commercially provided with these devices are dedicated to human morphology, therefore reducing image quality. ln this work, simple optimization methods for 0.2 T RF coils were developed for an implementation in research and preclinical studies. Optimization protocol was subdivided into two main steps. First, an analytical model was developed using MATLAB in order to estimate the intrinsic signal to noise ratio variations with coil and imaged sample characteristics. Validation of the model was assessed thanks to quality factor comparison between simulated and measured values. The use of the analytical model for two specific studies was described in a recently accepted publication. Second, active decoupling was investigated. lndeed, passive decoupling is the decoupling method implemented on the 0.2 T MR device at our disposal. However, this technique can lack of efficiency in some experiments, inducing imaging artifacts and reduced quality factor. Active decoupling method was therefore implemented. The electronic performances of the coils equipped this way were better than in passive decoupling. This active decoupling device combined with an inductive coupling connecting system was tested at 3 T to demonstrate the technical feasibility of a new universal connecting device, for which an article was recently submitted

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Hallil, Hamida. "Conception et réalisation dun nouveau capteur de gaz passif communicant à transduction RF." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00546243.

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Анотація:

L'objectif de cette étude est de montrer la faisabilité d'un nouveau capteur de gaz a transduction RF, passif et sans fil. Ce nouveau capteur est composé de deux lignes coplanaires sur membrane et d'un résonateur diélectrique (RD). L'association de ces deux éléments permet de réaliser un filtre que nous excitons par une onde électromagnétique hyperfréquence en modes de galerie. Grâce à l'effet de " Relaxation Diélectrique ", nous pouvons détecter une variation de l'ambiance gazeuse par un décalage d'une fréquence de résonance du filtre. Les résultats de simulations électromagnétiques ont montré que la détermination de la fréquence de résonance d'un des modes de galerie permettait de détecter facilement la présence de gaz avec une grande sensibilité. Le développement de ce circuit simulé a été réalisé en deux étapes : la fabrication des lignes coplanaires sur membrane et l'élaboration du résonateur diélectrique à base d'un matériau sensible aux gaz. La réalisation d'un RD en TiO2 a été abordée en collaboration avec le CIRIMAT en utilisant la technique SPS (une voie prometteuse mais non encore maitrisée pour nos structures). Compte tenu des difficultés rencontrées, nous avons validé le concept du capteur en utilisant un résonateur en céramique (BaSmTiOxide) réalisé par Temex-Ceramics. L'assemblage des deux parties du capteur a permis d'obtenir les premiers dispositifs et de les caractériser sous différentes ambiances. Les résultats obtenus coïncident bien avec ceux de simulation ce qui valide le principe et la conception de ce nouveau capteur. Enfin, une dernière partie de l'étude est focalisée sur la communication sans fil de ce capteur passif à l'aide d'un RADAR FMCW.

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Hallil, Hamida. "Conception et réalisation d'un nouveau capteur de gaz passif communicant à transduction RF." Toulouse 3, 2010. http://thesesups.ups-tlse.fr/1028/1/Hallil_Hamida.pdf.

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L'objectif de cette étude est de montrer la faisabilité d'un nouveau capteur de gaz a transduction RF, passif et sans fil. Ce nouveau capteur est composé de deux lignes coplanaires sur membrane et d'un résonateur diélectrique (RD). L'association de ces deux éléments permet de réaliser un filtre que nous excitons par une onde électromagnétique hyperfréquence en modes de galerie. Grâce à l'effet de " Relaxation Diélectrique ", nous pouvons détecter une variation de l'ambiance gazeuse par un décalage d'une fréquence de résonance du filtre. Les résultats de simulations électromagnétiques ont montré que la détermination de la fréquence de résonance d'un des modes de galerie permettait de détecter facilement la présence de gaz avec une grande sensibilité. Le développement de ce circuit simulé a été réalisé en deux étapes : la fabrication des lignes coplanaires sur membrane et l'élaboration du résonateur diélectrique à base d'un matériau sensible aux gaz. La réalisation d'un RD en TiO2 a été abordée en collaboration avec le CIRIMAT en utilisant la technique SPS (une voie prometteuse mais non encore maitrisée pour nos structures). Compte tenu des difficultés rencontrées, nous avons validé le concept du capteur en utilisant un résonateur en céramique (BaSmTiOxide) réalisé par Temex-Ceramics. L'assemblage des deux parties du capteur a permis d'obtenir les premiers dispositifs et de les caractériser sous différentes ambiances. Les résultats obtenus coïncident bien avec ceux de simulation ce qui valide le principe et la conception de ce nouveau capteur. Enfin, une dernière partie de l'étude est focalisée sur la communication sans fil de ce capteur passif à l'aide d'un RADAR FMCW
In this work, feasibility of gas sensors based on Titanium Dioxide (TiO2) dielectric resonator, operating with whispering-gallery modes, is presented. The gas or humidity adsorption modifies the TiO2 dielectric permittivity and such modification induces variation in the resonant frequencies of high-Q whispering-gallery modes in the millimeter-wave frequency range. Full-wave electromagnetic simulation demonstrates that the measurement of this variation allows the derivation of few parts-per-million (ppm) fluctuations in gas or humidity concentration. For validation purposes very first prototypes of resonator operating with whispering-gallery modes in the millimeter-wave frequency range are micro-machined. The measured performances confirm that such high-Q resonant modes are very sensitive to small variations in dielectric resonator permittivity. Moreover we validate experimentally that these small variations can be remotely detected from the RADAR interrogation of an antenna loaded by the whispering-gallery modes resonator

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Beroulle, Vincent. "Conception et test de microsystèmes monolithiques CMOS piézorésistifs : application à un capteur de champ magnétique." Montpellier 2, 2002. http://www.theses.fr/2002MON20082.

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Gayral, Fabrice. "Interfaces sigma-delta avancées pour capteur de champ magnétique microfluxgate." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2007. http://www.theses.fr/2007ECDL0004.

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Le capteur de champ magnétique à vanne de flux miniaturisé « microfluxgate » permet la mesure du champ magnétique avec une résolution, compte tenu de sa taille, qui fait de lui le leader sur le marché des micromagnétomètres de précision. Pour l’instant destiné à des applications de boussole électronique ou de capture de mouvement tridimensionnelle, il pourra dans l’avenir se porter candidat pour des applications requerrant une résolution supérieure. Dans ce contexte, les contributions de cette thèse se focalisent sur la conception d’une interface intégrée analogique/numérique permettant de valoriser au mieux le fort potentiel du capteur microfluxgate. Dans cette optique, nous avons exploré la voie d’une nouvelle méthode de fonctionnement du capteur qui permet de tirer parti des caractéristiques propres du capteur miniaturisé. Cette nouvelle méthode permet en outre d’augmenter les performances du capteur tout en allégeant les contraintes sur l’interface électronique de détection, et en diminuant la consommation du système. Nous présentons la conception d’un circuit intégré en technologie CMOS 0. 35 microns fondé sur cette nouvelle technique, intégrant une détection passe-bas couplée à une modulation Sigma-Delta, et un asservissement numérique. Les résultats prometteurs du circuit laissent envisager la conception sur cette base d’une architecture modulaire permettant d’adapter en temps-réel la consommation à la résolution
The microfluxgate sensor is a miniaturized device that measures the magnetic field. Its resolutioncompared to its small size makes him a leader on the accurate micro magnetic field sensors market. For now used in electronic compass or motion capture applications, it will in the near future be a candidate for applications requiring a much higher resolution. In this context, this PhD thesis focuses on the design of an integrated analog/digital interface which will enable to take better advantage of the high performances of the microfluxgate sensor. We have developed a new functioning technique for the microfluxgate sensor, that takes advantage of the intrinsic characteristics of the miniaturized fluxgate sensor. This new method enables to enhance the sensor’s performances while diminishing the constraints on the analog detection electronic, and reducing the consumption of the system. We present the design of an integrated circuit in a 0,35 micron CMOS technology, based on this new technique, that includes a low-pass Sigma-Delta detection and modulation, and a digital feedback control. Promising test results of the circuit lead to envision the design of an adjustable architecture which will enable the real-time tradeoff between consumption and resolution

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Claverie-Rospide, Rémy Salvestrini Jean-Paul Fontana Marc. "Conception et mise en oeuvre d'un capteur électro-optique en vue de la mesure de grandeurs diverses (température, champ électrique,etc) /." [S.l.] : [s.n.], 2006. ftp://ftp.scd.univ-metz.fr/pub/Theses/2006/Claverie_Rospide.Remy.SMZ0635.pdf.

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Testa, Luca. "Contribution to the Built-In Self-Test for RF VCOs." Thesis, Bordeaux 1, 2010. http://www.theses.fr/2010BOR14011/document.

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Анотація:

Ce travail concerne l'étude et la réalisation de stratégies d'auto-test intégrées pour VCO radiofréquence (RF). La complexité des circuits intégrés RF devient un obstacle pour la mesure des principaux blocs RF des chaines de transmission/réception. Certains nœuds ne sont pas accessibles, l'excursion en tension des signaux baisse et les signaux haute fréquence ne peuvent pas être amenés à l'extérieur de la puce sans une forte dégradation. Le s techniques habituelles de test deviennent très couteuses et lentes. Le test pour le wafer-sort est étudié en premier. La solution proposée est la mise en œuvre d'une stratégie d'auto-test intégrée (BIST) qui puisse discriminer entre circuits sans fautes et circuits avec fautes pendant le wafer-test. La méthodologie utilisée est le test structurel. La couverture des fautes est étudiée pour connaitre la quantité à capter au niveau intégré afin de maximiser la probabilité de trouver tous les défauts physiques dans le VCO. Le résultat de cette analyse montre que la couverture des fautes est maximisée quand la tension crête-crête en sortie du VCO est captée. La caractérisation complète (validation de la puce et process-monitoring) du VCO est étudiée dans la deuxième étape. Les informations à extraire de la puce sont: amplitude des signaux, consommation du VCO, fréquence d'oscillation, gain de conversion (Kvco) et une information à propos du bruit de phase. Un démonstrateur pour le test au niveau wafer est réalisé en technologie ST CMOS 65nm. Le démonstrateur est composé d'un VCO 3.5GHz (le circuit sous test), un LDO, une référence de tension indépendante de température et variations d'alimentation, un capteur de tension crête-crête et un comparateur. Le capteur Vpp donne en sortie une information DC qui est comparée avec une plage de valeurs acceptables. Le BIST donne en sortie une information numérique pass/fail
This work deals with the study and the realization of Built-In Self-Tests (BIST) for RF VCOs (Voltage Controlled Oscillators) The increasing complexity of RF integrated circuits is creating an obstacle for the correct measurement of the main RF blocks of any transceiver. Some nodes are not accessible, the voltage excursion of the signals is getting lower and lower and high frequency signals cannot be driven off the die without a main degradation. The common test techniques become then very expensive and time consuming. The wafer sort is firstly approached. The proposed solution is the implementation of a BIST strategy able to discriminate between faulty and good circuits during the wafer test. The chosen methodology is the structural test (fault-oriented). A fault coverage campaign is carried out in order to find the quantity to monitor on-chip that maximizes the probability to find all possible physical defects in the VCO. The result of the analysis reveals that the fault coverage is maximized if the peak-to-peak output voltage is monitored. The complete on-chip characterization of the VCO is then addressed, for chip validation and process monitoring. The information that need to be extracted on-chip concern: amplitude of the signal, consumption of the VCO, frequency of oscillation, its conversion gain (voltage-to-frequency) and eventually some information on the phase noise. A silicon demonstrator for wafer sort purposes is implemented using the ST CMOS 65nm process. It includes a 3.5GHz VCO, an LDO, a temperature and supply-voltage independent voltage reference, a peak-to-peak voltage detector and a comparator. The Vpp detector outputs a DC-voltage that is compared to a predefined acceptance boundary. A logic pass/fail signal is output by the BIST. The attention is then turned to the study of the proposed architecture for an on-chip frequency-meter able to measure the RF frequency with high accuracy. Behavioral simulations using VHDL-AMS lead to the conclusion that a TDC (Time-to-Digital Converter) is the best solution for our goal. The road is then opened to the measure of long-time jitter making use of the same TDC

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Leroy, Paul. "Mesure des champs magnétiques alternatifs et continus dans les plasmas naturels : développement d'un magnétomètre searchcoil à bande étendue." Phd thesis, Université de Versailles-Saint Quentin en Yvelines, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00143222.

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Анотація:

Le CETP a une expertise reconnue depuis de nombreuses années dans le domaine des capteurs de champs magnétiques alternatifs en environnement spatial (plasmas naturels et magnétosphère). Ces magnétomètres nommés searchcoils, sont constitués d'un noyau en matériau ferromagnétique sur lequel est bobiné un fil de cuivre. De récentes améliorations ont été apportées aux searchcoils en travaillant sur la forme de leur noyau magnétique : des instruments plus petits et plus légers, à sensibilité égale, ont pu être réalisés pour la mission multisatellite THEMIS par exemple. Par principe, le searchcoil ne permet pas de mesurer les champs magnétiques continus. Dans les expériences spatiales, cette mesure est confiée au magnétomètre fluxgate. Les capteurs de champs magnétiques issus des technologies employées pour la microélectronique (dépôts en couches minces, semi-conducteurs), tels que les capteurs à effet Hall ou les magnétorésistances, n'ont pas des sensibilités comparables à celles des fluuxgates, et ce, à au moins trois ordres de grandeur près ! Le point de départ de notre travail est d'ajoindre au searchcoil un capteur de champ magnétique continu issu de la microélectronique en utilisant le noyau magnétique pour améliorer sa sensibilité et tenter d'atteindre les performances des fluxgates. Ce nouvel instrument aurait pour intérêt de proposer une mesure redondante sur le champ magnétique continu, en utilisant une technologie différente du fluxgate, sans augmentation de l'encombrement puisque le searchcoil est peu modifié par l'introduction du microcapteur.

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Rojatkar, Ashish. "Développement d'une méthodologie pour l'évaluation de l'exposition réelle des personnes aux champs électromagnétiques." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLC028/document.

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Le travail présenté dans cette thèse a pour objectif l’étude des conditions nécessaires pour évaluer l'exposition radio fréquence (RF) due aux téléphones mobiles dans un scenario d’utilisation réelle et le développement d’une méthodologie permettant de prédire et de comparer les téléphones mobiles en fonction de leurs expositions RF réelles. Les téléphones mobiles sont caractérisés par leur débit d'absorption spécifique (DAS) et leur performance en émission et en réception (over-the-air, OTA). En utilisant le DAS et la puissance totale rayonnée (PTR), un indice d'exposition appelée l'indice SAROTA a été proposé précédemment afin de prévoir l'exposition réelle des téléphones mobiles. L’indice SAROTA sert ainsi de métrique permettant de comparer les téléphones mobiles. Afin de déterminer expérimentalement l’exposition réelle aux RF, plusieurs téléphones avec des modifications logicielles permettant d’enregistrer les paramètres du réseau, sont utilisés pour l’étude qui est menée comme suit : (a) caractérisation des outils et des ressources disponibles pour effectuer des mesures ciblées, (b) identification des ressources radio et des paramètres importants pour effectuer ces mesures, (c) étude de la mise en œuvre effective du mécanisme de contrôle de puissance observé dans un réseau mobile réel pour différents niveaux et de qualités du signal reçus, (d) étude de la corrélation entre la performance OTA des téléphones mobiles et l’étendue effective du contrôle de puissance appliquée par le réseau, (e) comparaison entre la valeur réelle de l’exposition et la valeur prédite en utilisant l’indice SAROTA. Comme les défis logistiques et techniques sont plus difficiles à surmonter pour les mesures dans un environnement multi-trajets extérieur, les expériences ont été limitées à des environnements intérieurs pour assurer une meilleure répétabilité des mesures. Lors d’une première phase de l’étude, la stabilité de l’environnement intérieur a été évaluée. Lors d’une deuxième phase, l’influence de la main sur le DAS et la PTR des téléphones mobiles ainsi que sur l’évaluation de l’exposition réelle prédite par l’indice SAROTA a été étudiée. Lors d’une troisième phase, un ensemble de téléphones mobiles identiques ont été modifiés et des mesures effectuées pour vérifier que l’indice SAROTA permet bien de prédire l’exposition réelle des personnes
The work presented in the thesis is directed towards addressing the requirement for determining the radio frequency (RF) exposure due to mobile phones under typical usage/ real-life scenarios and also to develop a method to predict and compare mobile phones for their real-life RF exposure. The mobile phones are characterized for their specific absorption rate (SAR) and for transmit and receive performance given by the over-the-air (OTA) characterization. Using the SAR and the total radiated power (TRP) characterization, an exposure index referred to as the SAROTA index was previously proposed to predict the real-life exposure due to mobile phones which would also serve as a metric to compare individual phones. In order to experimentally determine the real-life RF exposure, various software modified phones (SMP) are utilized for the study. These phones contain an embedded software capable of recording the network parameters. The study is undertaken in the following order: (a) Characterization of the available tools and resources for performing targeted measurements/experiments, (b) identifying the important radio resource parameters and metrics to perform the targeted measurements, (c) investigation of the actual implementation of the power control mechanism in a live network for various received signal level and received quality environments, (d) investigating the correlation of the over-the-air performance of the mobile phones and the extent of actual power control realization, (e) comparing the actual exposure and the real-life exposure as predicted by the SAROTA index. Based on the logistical and technical challenges encountered, the experiments were restricted to indoor environments to enable repeatability. During the first phase of the study, the stability of the indoor environment was evaluated. During the second phase, the influence of hand phantom on the SAR and TRP of the mobile phones and the capability of the SAROTA index to predict the exposure was investigated. Further developing on the insights from the hand phantom experiments, in the third phase, a set of identical software modified phones were externally modified to alter the TRP performance and the methodology to determine the real-life exposure and also verify the capability of the SAROTA index to predict the exposure levels was investigated. The experiments demonstrate that the SAROTA index is capable of predicting the real-life exposure and comparing the mobile phones

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Nguyen, Thi Ngoc. "Caractérisation et modélisation d'un micro-capteur magnétoélectrique." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLS203/document.

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Les capteurs magnéto-électrique (ME) sont une alternative prometteuse pour mesurer de faibles signaux magnétiques. Précédemment le choix était généralement de déposer des couches minces magnétostrictives sur un matériau piézoélectrique massif conduisant à des systèmes macroscopiques de taille milllimétrique. L’intégration de ces systèmes dans des MEMS (micro-electro-mechanical systems) requiertà la fois de résoudre les problèmes d’intégration de matériaux actif sur silicium, et de mesurer des petits signaux étant donné l’importante réduction de la réponse du système lorsqu’il est miniaturisé.Dans cette optique, le premier objectif de ce travail de thèse a été d’intégrer un matériau piézoélectrique sur un substrat de silicium tout en conservant une excellente qualité cristalline. Pb(Zr ₀ , ₅ ₂Ti ₀ ,₄₈)O₃ (PZT) a été retenu pour ces excellente propriétés piézoélectriques. L’intégration de la couche mince ce fait sur silicium qui est le substrat de prédilection pour la fabrication de microsystèmes avec les procédés microélectroniques standards. La qualité cristalline des matériaux actifs est directement corrélée aux couches d'adaptation utilisées pour obtenir une bonne qualité cristalline sur silicium. Pour cel l'intégration d'une tricouche composée de zircone stabilisée à l'yttrium (YSZ), d'oxyde de cérium (CeO₂) et de SrTiO₃ permet ensuitela croissance des pérovskites d'intérêt pour le dispositif. Le choix de l’électrode conductrice inférieure (SrRuO₃ ou La ₀ ,₆₆Sr₀₃₃MnO₃ dans le cas présent) permet de contrôler l’orientation de la maille de PZT.Une première étude des propriétés piézoélectriques de la couche mince de PZT sous la forme d’une poutre libre pour son intégration dans un système magnétoélectrique a été réalisé. La mesure de la déformation de la poutre induite par l'application d'une tension électrique permet d'extraire un coefficient d₃₁ de -53pmV⁻¹, valeur inférieure au matériau massif mais à l'état de l'art dans ce type de dispositif. Dans une seconde étape, l’utilisation de la poutre comme résonateur à été étudiée. L’étude dynamique du système a permis d'obtenir la fréquence de résonance et le facteur de qualité. Le déplacement de la fréquence caractéristique du système en fonction d'une contrainte induite par une tension DC a été investigué. Enfin, l'ajout d'une couche de matériau magnétostrictif (TbFeCo) sur la poutre a finalisé la structure du capteur. Le capteur ainsi obtenu a été caractérisé et une sensibilité d’une dizaine de micro Tesla a été obtenue
Magneto-electric (ME) sensors have been demonstrated as a promising alternative for the detection of weak magnetic signals with high sensitivity. To date, most applications focused on the use of bulk piezoelectric materials on which magnetostrictive thin films are deposited leading to millimeter-sized devices. The integration of such devices into micro-electro-mechanical systems (MEMS), bringing smaller size and lower power consumption, involves addressing several scientific issues ranging from the integration of active materials on silicon to the strong reduction in amplitude of generated signals related to the size reduction of the sensor.In this context, the first goal of this thesis work was to integrate high crystalline quality piezoelectric thin films on silicon.Pb(Zr ₓTi ₁ ₋₁)O₃ (PZT) with a morphotropic composition (x=0.52) having high electromechanical coupling factor was chosen. Silicon is a necessary template as it allows for the use of conventional clean room processes for the realization of the microsystem. The crystalline quality of the active films is directly linked to the buffer layers that promote the crystalline growth on silicon. For this purpose, Yttria-stabilized Zirconia (YSZ) was used in combination with CeO₂ and SrTiO₃ to allow further growth of epitaxial perovskites. The choice of the bottom electrode material (SrRuO₃ or La ₀ ,₆₆Sr₀₃₃MnO₃ in this work) further tunes the crystalline orientation of the PZT layer.To probe the potential of such PZT thin films for ME devices, the first step was to characterize the electromechanical properties of this material in a free standing cantilever structure. Under an applied electric field, the measured displacement of the epitaxial PZT-based cantilevers is characterized by a coefficient d₃₁ =-53pmV⁻¹ , a reduced value with respect to the bulk material but that can be enhanced by further optimizing the film growth. The second step consists in ascertaining the ability of the cantilever to be used as resonator. For that purpose, first characterizations of oscillators have been performed to extract the resonant frequencies and the associated quality factors. Then, the resonant frequency shift with DC bias-induced stress was measured. Finally, a magnetostrictive layer of TbFeCo was added on the PZT cantilevers to sense magnetic field based on the ME effect. The resulting resonant frequency shift with external applied magnetic field was characterized with a typical sensitivity of 10’s of µT

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Wang, Yu. "Développement d'un capteur magnéto acoustique on-chip pour la caractérisation des matériaux complexes." Thesis, Cergy-Pontoise, 2014. http://www.theses.fr/2014CERG0717/document.

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Les ondes acoustiques et électromagnétiques offrent des méthodes de caractérisation des matériaux très peu invasives. Souvent utilisées à l'aide de capteurs indépendants, l'approche développée ici est de proposer un résonateur multimodal acoustique et électromagnétique. Afin de répondre à une grande variété d'applications, le choix de l'élément actif piézo-électrique s'est porté sur un disque de quartz de coupe AT. L'étude s'articule autour des étapes aboutissant in fine à un capteur magnéto acoustique on-chip à excitation sans contact.L'étude théorique d'un capteur magnéto-acoustique à excitation inductive est tout d'abord réalisée pour un capteur chargé par un fluide visqueux. Ce capteur est constitué de trois éléments : une sonde radiofréquence (RF), un résonateur RF à fort facteur de qualité et le quartz sur lequel ont été déposées deux électrodes en anneau. Cette étude montre comment déduire la viscosité complexe du matériau étudié à partir de l'impédance électrique du système complet. Les mesures effectuées sur des mélanges étalons montrent une très bonne correspondance avec les résultats théoriques.L'intégration du résonateur RF sur l'élément piézo-électrique s'effectuant via des électrodes circulaires, une étude préliminaire est menée sur les ondes acoustiques pouvant être générées sur le quartz et leur interaction avec les électrodes. Les mesures de vibration par vibrométrie laser montrent que des ondes de Lamb sont générées dans une large gamme de fréquence (de 100 kHz à 20 MHz). L'analyse de la réponse impulsionnelle spatiale par transformée de Gabor 3D localise la source de ces ondes sur le bord des électrodes. Par ailleurs, l'étude du disque au fondamental montre une grande non-linéarité mécanique du quartz.Le modèle de résonateur RF plan multi-tour puis son intégration sur le disque de quartz du capteur magnéto-acoustique on-chip sont ensuite étudiés. Les résultats expérimentaux par mesure d'impédance et vibrométrie laser valident le modèle. La gamme de fréquence sélectionnée (entre 5 et 20 MHz) permet d'envisager des mesures micro-rhéologiques
Acoustic and electromagnetic waves are key probing candidates for characterizing their propagation media with minimum perturbation. Often used with independent sensors based on specialized transducing materials, the approach developed here provides an on-ship multimodal sensor using the same sensing material for probing the acoustic and electromagnetic properties of the material. To meet a wide range of applications, the choice of the active piezoelectric element is carried out on an AT cut quartz. The study focuses on the steps leading in fine to an on-chip magneto-acoustic sensor with a contactless excitation.The theoretical study of a magneto-acoustic sensor inductively excited and loaded by a viscous fluid is first carried out. This sensor consists of three elements: a radio frequency (RF) sensor, a high quality factor RF resonator and a quartz on which two ring electrodes have been deposited. The complex viscosity of the studied material is derived from the electrical impedance of the complete system. The measurements carried on etalon viscoelastic materials show a good agreement with the theoretical results.The integration of the RF resonator on the piezoelectric element being via circular electrodes, a preliminary study is performed for determining the acoustic waves that can be generated in the quartz and their interaction with the electrodes. The laser vibrometry measurements indicate that Lamb waves are generated in a wide frequency range, from 100 kHz to 20 MHz. The analysis of the spatial pulse response of the sensor surface by 3D Gabor transform locates the source of these waves on the edge of the electrodes. Furthermore, the study of the disk at it fundamental frequency points out the high nonlinear mechanical behavior of the quartz.The plane RF multi-turn resonator and its integration on the quartz disk of the magneto-acoustic on-chip sensor are then studied. The experimental results of impedance and laser vibrometry measurements validate the proposed theoretical model. The selected frequency range (between 5 and 20 MHz) allows one to consider micro rheological measurements

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Bui, Do Hanh Ngan. "Antennes souples imprimables pour la récupération de champs électromagnétiques ambiants." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAT062/document.

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L’Internet-of-Things désigne un développement en plein essor d’objets interconnectés et qui sont susceptibles de modifier nombre de services au sein de l’industrie comme pour la personne. Les développements actuels buttent sur plusieurs verrous dont celui de l’autonomie énergétique des objets ou encore des procédés de fabrication économiquement acceptables et respectueux de la planète. Dans ce contexte, la récupération d'énergie est une thématique largement répandue faisant appel à des sources très variées (mécanique, thermique, électromagnétique...). Cette thèse est notamment orientée vers la récupération d'énergie électromagnétique ambiante. Le second point caractéristique de cette thèse est de s'intéresser à des substrats souples et si possible recyclables. Le défi consiste à récupérer l’énergie provenant d’un champ électromagnétique ambiant extrêmement faible : ceci concerne l’antenne, qui doit par ailleurs répondre à une exigence de flexibilité pour son intégration future à un objet souple et déformable, et l’électronique de traitement de l’énergie.Le travail de thèse est articulé autour de trois phases principales :Dans la première phase, il s’agissait de l’étude des structures d’antennes compatibles en fréquence et en puissance reçue avec l’application de récupération d’énergie et une réalisation physique sur base souple (papier, tissu...). Cette phase a permis de présenter les différentes approches pour combiner les sources RF.Dans la deuxième phase, il s’agit de l’étude sur le rôle de circuits redresseurs dans le système de récupérer d’énergie. Les méthodes d'extraction des paramètres sont discutées en dissociant chaque élément et leurs rôles. De nombreuses mesures ont été réalisées afin de comparer différents modèles de la diode utilisée pour le redressement, en tenant compte également de l'impact réel du processus de fabrication et du processus de mesure.Une troisième phase permet l’optimisation de l’ensemble antenne et électronique (rectenna) pour divers scenarii et le suivi de la variabilité pour maintenir les pertes du système a minima. La réalisation de démonstrateurs pertinents, testés et caractérisés est présentée
Internet-of-Things means a growing development of interconnected objects that are likely to change many services within the industry as well as for the individual. Several barriers, including the energy autonomy of objects or production processes that are economically acceptable and respectful of the planet, hamper current developments. In this context, energy recovery is a widespread theme using a wide range of sources (mechanical, thermal, electromagnetic, etc.). This thesis is oriented towards the recovery of ambient electromagnetic energy. The second characteristic point of this thesis is to focus on flexible and, if possible, recyclable substrates. The challenge is to recover energy from an extremely low ambient electromagnetic field: this concerns the antenna, which must also meet a requirement for flexibility for its future integration with a flexible and deformable object, and the electronics of energy processing.The work of this thesis conducted in three phases.In the first phase, it was the study of the antenna structures compatible with frequency and power received with the energy harvesting application and a physical realization on flexible base (paper, textile, etc.). This phase allowed presenting the different approaches to combining the RF sources.In the second phase, the study on the role of rectifying circuit in the system of recovering wireless energy was presented. Methods for extracting parameters were discussed by separating each element and its roles. Numerous measurements have been conducted to compare different models of the diode, taking into account also the actual impact of the manufacturing process and the measurement process.A third phase allows the optimization of the antenna and electronic assembly (rectenna) for various scenarios and the monitoring of variability to keep the losses of the system at minima. The production of relevant demonstrators, test and characterization were presented

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Jacob, Dominique R. "Principe de la mesure simultanée de distance et d'épaisseur de dépôts métalliques par capteur à courants de Foucault : conception et réalisation d'un dispositif." Paris 11, 1988. http://www.theses.fr/1988PA112148.

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Cette thèse présente l'étude d'un dispositif, utilisant un capteur à courants de Foucault, pour la mesure d'épaisseur, métalliques déposés sur un substrat métallique. Le capteur permet la mesure, je l'épaisseur de revêtement sans positionnement précis, du capteur par rapport à la tôle. Une modélisation prenant en compte la répartition du champ dans l’espace ainsi que les caractéristiques physiques des matériaux (résistivité, perméabilité) a été effectuée. Ce modèle a été validé expérimentalement. Il permet le dimensionnement du capteur que la prise en compte, de la température, des matériaux. Une application concernant la mesure d épaisseur des revêtements; de zinc sur un rôle d'acier est exposée. Les informations du capteur sont numérisées et traitée par un micro-ordinateur pour déduire simultanément la, distance du capteur à la tôle revêtue et l'épaisseur du revêtement
This thesis presents the design of a system, using an eddy current sensor, for measuring the thickness of metallic deposits on metallic sheets. The sensor, allows the thickness measurement without an accurate position of sensor and the sheet. A model which take account of the distribution of the flux in the space and of the physical properties (resistivity, permeability) of the materials has been developed. This model has been experimentally validated. It allows to take account of the temperature and to calculate the dimensions of the sensor. An application concerning the thickness measurement of zinc deposit on a steel sheet is exposed. The informations of the sensor are digitalised and processed by a microcomputer for calculating simultaneously the distance, between the sensor and the covered sheet, and the thickness of the deposit

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Guigue, Sébastien. "Développement, intégration et prototypage d'un noeud-capteur autonome à récupération d’énergie pour réseaux de capteurs sans fil." Electronic Thesis or Diss., Bordeaux, 2024. http://www.theses.fr/2024BORD0082.

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Il y a eu une recrudescence du nombre de dispositifs connectés dans le contexte de l’Internet des objets. La multiplication des réseaux de capteurs sans fil a conduit à une augmentation du nombre de batteries et de déchets générés. Dans un contexte d’électronique verte, le développement de circuits autonomes alimentés par la récupération d’énergie doit être géré. Le premier chapitre donnera un aperçu des réseaux de capteurs sans fil, y compris une brève histoire de ces systèmes, les différents domaines d’application, les défis et quelques solutions possibles pour surmonter ces problèmes. Le second chapitre présentera la conception d’un microcontrôleur sur mesure pour l’application qui contrôle le noeud capteur avec une consommation minimale d’énergie. L’architecture du microcontrôleur, le jeu d’instructions, l’interfaçage et tous les choix de conception seront présentés. Le troisième chapitre décrit la conception d’une radio de réveil, un circuit toujours actif qui active le noeud capteur lorsqu’une requête est envoyée. Le choix de l’architecture de chaque bloc sera expliqué, en détaillant les différents aspects de chaque bloc. Les blocs sont les suivants : Un détecteur d’enveloppe pour la réception des données ; Un comparateur pour la démodulation des données ; Un oscillateur pour fournir une horloge pour le système, ; Un corrélateur pour comparer le message reçu avec une référence ; Une source de courant pour assurer la robustesse thermique.Le dernier chapitre fournit une analyse de l’ensemble du noeud de capteur sans fil. Une estimation de l’autonomie du noeud est présentée et une comparaison avec un noeud conçu avec des composants du marché est également présentée. Des perspectives d’amélioration pour les travaux futurs seront également exposées
There has been an upsurge in the number of connected devices in the IoT(Internetof Things) context. The multiplication of Wireless Sensor Networks (WSNs) lead toan increase of the number of batteries and of waste generated. In a context of green electronics, the development of self-sustained circuits supplied with energy harvesting has to be managed.Chapter I will give an overview of wireless sensor networks, including a brief history these systems, the different fields of application, the challenges and some possible solutions to overcome these issues.Chapter II will present the design of a custom Microcontroller Unit (MCU) which runs the WSN with a minimum power consumption. The architecture of the microcontroller,the instruction set, the interfacing and all the design choices will be presented.Chapter III describes the design of a Wake-Up Radio (WuRx), an always-on circuit which switches on the WSN when a request is sent. The choice for the architecture of each block Will be explained, while detailing the different aspects of each block.The blocks areas follows : An envelope detector for data reception ;A comparator for data demodulation ; An oscillator to provide a clock for the system ; A correlator to compare the received message with a reference,; A current source to provide temperature robustness.Chapter IV provides an analysis of the entire wireless sensor node. An estimation of the node autonomy is presented and a comparison with a node designed with market components is presented. Perspectives of improvement for future works will also be presented

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Claverie-Rospide, Rémy. "Conception et mise en oeuvre d'un capteur électro-optique en vue de la mesure de grandeurs diverses : (température, champ électrique, etc.)." Metz, 2006. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/2006/Claverie_Rospide.Remy.SMZ0635.pdf.

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Nous présentons dans cette thèse, une nouvelle architecture de capteur électro-optique permettant la mesure de grandeurs diverses telles que la température ou le champ électrique. L'instrumentation optique est basée sur un montage de Sénarmont adaptée en réflexion dans lequel, un modulateur électro-optique fixe le point de fonctionnement et permet une compensation du retard de phase introduit la variation d'un mesurande. Le conditionneur de capteur est principalement composée d'un système de détection synchrone, d'un correcteur PID et d'un amplificateur haute tension à modulation de largeur d'impulsions. Cette instrumentation possède un temps de réponse de 50 ms et une stabilité de 2,3 % mesurée en 8 heures. Nous présentons des résultats sur des mesures de variations de températures (sensibilités de 0,91V/K, résolution de 4,4 mK et précision de 11 mk) et de champs électriques (sensibilités de 2,7 V/K/cm et temps de réponse de 50 ms)
In this thesis, we introduce a new architecture of an electro-optic sensor allowing the measurement of various parameters such as temperature or electric field. The optical instrumentation is based upon an Sénarmont setup adapted for a reflection use in which, an electro-optic modulator set the operating point and allow a compensation of the shifted phase introduced by the variation of the physical parameter. The sensor mainly consists of a synchronous detector, a PID controller and of a PWN based high voltage amplifier. This electronic part have a settling time of 50 ms and a stability of 2,3 %. The measurement have been made over 8 hours. We show some resultats on temperature variations measurements (sensitivity of 0,91 V/K, resolution of 4. 4 mK, precision of 11 mK) and on electric field measurements ( sensitivity of 2,7 V/V/cm, resolution of 1,5 V/cm, settling time about 50 ms

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Coulot, Thomas. "Stratégie d'alimentation pour les SoCs RF très faible consommation." Phd thesis, Université de Grenoble, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00951423.

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Les réseaux de capteurs sans fil nécessitent des fonctions de calcul et de transmissionradio associées à chaque capteur. Les SoCs RF intégrant ces fonctions doivent avoir uneautonomie la plus grande possible et donc une très faible consommation. Aujourd'hui, leursperformances énergétiques pourraient être fortement améliorées par des systèmes d'alimentationinnovants. En effet, les circuits d'alimentation remplissent leur fonction classique de conversiond'énergie mais aussi des fonctions d'isolation des blocs RF et digitaux. Leurs performancess'évaluent donc en termes d'efficacité énergétique et de réponse transitoire mais aussi d'isolationentre blocs et de réjection de bruit.Ce travail de thèse concerne l'intégration du système de gestion et de distribution del'énergie aux différents blocs RF d'un émetteur/récepteur en élaborant une méthodologie " topdown" pour déterminer la sensibilité de chaque bloc à son alimentation et en construisant unearchitecture innovante et dynamique de gestion/distribution de l'énergie sur le SoC. Cetteméthodologie repose sur la disponibilité de régulateurs de tension présentant des performancesadaptées. Un deuxième volet du travail de thèse a donc été de réaliser un régulateur linéaire detype LDO à forte réjection sur une bande passante relativement large et bien adapté àl'alimentation de blocs RF très sensibles aux bruits de l'alimentation.

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Pinon, Stéphane. "Étude de la reconfigurabilité de circuits RF par des réseaux fluidiques : conception et fabrication de microsystèmes intégrés sur substrat souple." Toulouse 3, 2012. http://thesesups.ups-tlse.fr/1871/.

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La microfluidique est un domaine relativement récent, elle est réellement apparue qu'au début des années 90. Mais ce domaine a connu une très forte progression et a atteint une certaine maturité qui lui permet d'intervenir dans un large spectre d'applications, chimiques, biologiques, génomiques, optiques. . . Cet essor a été permis par le développement de technologiques spécifiques et particulièrement par les technologies polymères. Le travail de thèse présenté ici s'appuie donc sur le savoir-faire technologique du laboratoire en microfabrication pour réaliser un couplage entre la microfluidique et les hyperfréquences et ainsi élargir encore un peu plus son spectre d'application. Un des challenges actuels pour les circuits d'émissions-réceptions est la miniaturisation des éléments passifs reconfigurables. Des filtres accordables grâce à des moyens microfluidique ont donc été étudiés de la conception à la caractérisation, en passant par un important travail de fabrication. Celui-ci est basé sur la technique de laminage de film sec de SU-8 et a permis d'intégrer des canaux microfluidiques aux substrats de filtres micro-rubans. La circulation d'eau distillée a montré de très bons résultats en termes de décalages de la fréquence centrale. D'autres pistes d'interactions liquides-micro-ondes sont également présentées telles qu'une utilisation de filtres comme capteur d'élément chimiques ou biologiques
Microfluidics is a relatively new field, it really appeared in the early 90s. But this area has experienced strong growth and has reached maturity that allows it to intervene in a wide range of applications, chemical, biological, genomic, optical. . . This growth was made possible by the development of specific technology and particularly technologies by polymers. The thesis presented here is therefore based on the technological expertise of the laboratory in microfabrication to achieve a coupling between microfluidics and microwave and thus expand even further its range of application. One of the current challenges for emission-reception circuitry is reconfigurable miniaturization of passive components. Tunable filters by means microfluidics have been studied to characterize the design, through manufacturing an important work. This is based on the technique of laminating dry film SU-8 and helped integrate microfluidic channels for substrates microstrip filters. Circulation of distilled water showed very good results in terms of shifts in the center frequency. Other lines of liquid-interactions microwaves are also presented using filters such as a sensor element as chemical or biological

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Monteil, François. "Étude d'une structure multicapteur à courants de Foucault : utilisation en capteur proximétrique pour un système de suivi de profil." Paris 11, 1987. http://www.theses.fr/1987PA112315.

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Un système de perception de l'environnement d'un robot est nécessaire si l'on désire que ce dernier soit suffisamment adaptatif, c'est à dire puisse réaliser un ensemble assez vaste de tâches différentes. Cette adaptation peut se réaliser à l'aide de capteurs proximétriques ou de capteurs globaux de vision. Le choix entre les différents types de capteurs est discuté dans ce mémoire. Nous avons choisi d'étudier un capteur proximétrique à courants de Foucault. En effet, l'association de plusieurs capteurs élémentaires de ce type, permet de relever le profil d'une surface métallique. Ce type de capteur est donc a priori intéressant pour des applications telles que le soudage robotise, l'ébavurage. Compte tenu des contraintes de l'environnement, nous dégageons la structure que doit avoir un tel capteur. Le système électronique associé au capteur est alors décrit. Nous donnons aussi les différentes causes de dérives de ce capteur, en indiquant les moyens de les corriger. Afin de pouvoir retrouver les paramètres du profil, il est nécessaire de connaître la relation environnement-capteur. Une modélisation dipôlaire du capteur permet de déterminer cette relation d'une part, et d'autre part de tirer des enseignements sur les paramètres de construction. Le modèle physique obtenu permet, à partir des relations générales qu'il fournit, d'obtenir un modèle fonctionnel du capteur. Nous l'établissons dans le cas particulier de profils d'entrée avec de faibles variations autour d'une hauteur moyenne puis dans le cas général. Les algorithmes d'identification des paramètres de ce modèle sont également présentés. Enfin, suivant le type d'application envisagée pour ce capteur, nous donnons les algorithmes de déconvolution permettant de recréer l'image réelle ou de fournir les paramètres nécessaires à la commande du robot et du procédé de soudage.

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Malinowski, Grégory. "Transport dépendant du spin et couplage d'échange : de la jonction tunnel au capteur magnétique intégré." Phd thesis, Université Henri Poincaré - Nancy I, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00008797.

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Dans une première partie, les propriétés cristallographiques et magnétiques de couches minces X/IrMn et X/IrMn/Y (X,Y= Co et/ou Py) sont présentées. Le magnétisme est expliqué à l'aide de modèles micromagnétiques. La différence de couplage d'échange aux interfaces X/IrMn et IrMn/Y est indépendante de la microstructure et uniquement liée à l'ordre d'empilement des couches. Il est démontré que déposer une couche antiferromagnétique sur une couche ferromagnétique est totalement différent d'un point de vue magnétique de l'opération inverse. Dans une seconde partie, la bicouche IrMn/Co est utilisée comme couche de détection dans une jonction tunnel magnétique pour réaliser un capteur de champ magnétique linéaire et réversible dans la gamme –50 et 50 Oe. Un choix judicieux des paramètres de la jonction tunnel a permis de rendre la sensibilité du capteur indépendante de la température. Sur cette base, un démonstrateur de capteur magnétique avec son électronique de traitement est réalisé.

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Benyoucef, Djilali. "Modélisation particulaire et multidimensionnelle des décharges hors équilibre à basse pression excitées par champs électromagnétiques." Toulouse 3, 2011. http://thesesups.ups-tlse.fr/1241/.

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L'objectif est de développer un modèle particulaire en géométrie multidimensionnelle pour l'étude énergétique et cinétique des plasmas froids réactifs formés dans les décharges excitées par un champ électrique RF et confinés par un champ magnétique croisé. Une meilleure compréhension des propriétés de ces plasmas en fonction des paramètres opératoires est indispensable aux nouvelles applications en nanoélectronique utilisant les dépôts de couches minces par pulvérisation cathodique. Le modèle est basé sur la méthode de Monte Carlo pour le traitement des collisions en optimisant notamment la technique de calcul du libre parcours. Le couplage de la cinétique des particules chargées avec le calcul du champ de charges d'espace a également fait l'objet d'optimisations spécifiques. La validation du modèle particulaire a été d'abord effectuée par comparaison avec les mesures de densités électroniques de la littérature dans les décharges RF dans l'argon. Le modèle est appliqué à un réacteur cylindrique avec des électrodes planes et parallèles dans une configuration symétrique puis asymétrique en tenant compte de la tension d’auto-polarisation. Dans le cas du mélange Ar-O2 étudié, les sections efficaces de collision notamment ion-gaz ont été complétées par des calculs basés sur les potentiels d'interaction et validées par des comparaisons avec des mesures de coefficient de transport en fonction du champ réduit. Ensuite, les propriétés énergétiques et électriques de la décharges RF à 13,56 MHz ont été analysées en fonction de la pression partielle de O2 dans Ar pour des pressions du mélange entre 50 et 100 mTorr et surtout en fonction de l'amplitude du champ magnétique croisé allant de 0 à 50 Gauss. Le confinement au centre de la décharge et l'augmentation de la densité plasma qui est 10 fois plus grande à 50 Gauss ont été clairement montrés. Les distributions en énergie des différents ions à proximité de la cathode a également fait l'objet d'analyses spécifiques en raison de leurs rôles dans les processus de pulvérisation
The aim is to develop a particle model in the case of a multidimensional geometry to analyse the kinetic and energetic behaviours of the reactive plasma generated by low pressure RF discharges excited by electric field and confined by a crossed magnetic field. A better understanding of the properties of such plasmas as a function of operating parameters is essential for new nano-electronic applications using thin film deposition from cathode sputtering. The particle model is based on Monte Carlo simulation for the treatment of collisions including the optimization of the free path calculations and comparisons with the free time of flight calculations. The coupling of the kinetics of charged particles with the calculation of the space charge electric field has also been also optimized. The validation of the particle model was first performed from the coherent results obtained in Ar RF discharge and from comparisons with literature measurements of electron densities in Ar RF discharges. The model is then applied to a cylindrical configuration with plate parallel electrodes in asymmetrical geometry taking into account the self-bias voltage. In the case of Ar/O2 mixtures, the ion-gas collision cross sections have been supplemented by calculations based on interaction potentials and validated from comparisons with measurements of transport coefficient as a function of reduced electric field. Then, the energetic and electrical properties of RF discharges at 13. 56 MHz were analyzed according to the partial pressure of O2 in Ar for pressures between 50 and 100 mTorr and also for various amplitudes of the crossed magnetic field from 0 to 50 Gauss. The confinement at the center of discharge and the increasing of the plasma density which is 10 times greater at 50 Gauss were clearly shown. The energy distribution of different ions near the cathode was also analyzed due to their specific roles in the sputtering process

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Nohava, Lena. "Concepts for Wearable Technology in MR : Lightweight Flexible Radio Frequency Coils and Optical Wireless Communication Flexible multi-turn multi-gap coaxial RF coils: design concept and implementation for Magnetic Resonance Imaging at 3 and 7 Tesla Perspectives in Wireless Radio Frequency Coil Development for Magnetic Resonance Imaging." Thesis, université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPAST069.

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Ce projet doctoral a été réalisé au laboratoire BioMaps de l'Université Paris-Saclay et au CMPBME de l'Université Médicale de Vienne. Afin d’améliorer la valeur diagnostique de l'IRM, il est souhaitable de réduire les durées d’acquisition, d’avoir une prise en charge plus efficace des patients et une meilleure qualité des images. Dans ce but, une instrumentation portable avec un matériel optimisé permettrait de réduire le poids, d’augmenter la flexibilité et de transmettre sans fil les signaux RMN, améliorant ainsi la sensibilité, le confort, la sécurité et la facilité d'utilisation de ces dispositifs.Dans ce contexte, nous avons étudié des antennes RF souples à câbles coaxiaux basées sur le principe des résonateurs à lignes à transmission. Ces résonateurs, pouvant posséder plusieurs tours et/ou plusieurs fentes, permettent d'optimiser la taille de l’antenne RF en fonction de l'application visée. Le concept a d'abord été étudiée in silico. De nombreux prototypes ont été construits et leurs performances ont été testées sur table et en IRM à 3 et 7 T. Les antennes coaxiales ont révélé avoir des performances robustes à la déformation, ne dégradent pas le TAS et peuvent améliorer le RSB et l'efficacité de transmission lorsqu'elles sont conformées au relief de la zone imagée. En parallèle, nous avons mené une étude approfondie des technologies de transmission sans fil en IRM. Un premier prototype de communication optique sans fil pour la transmission de données de capteurs de mouvements a été réalisé et testé. Les antennes coaxiales portables que nous avons étudiées offrent une alternative intéressante aux antennes standard en raison de leur faible poids et de leur flexibilité
This PhD thesis work was conducted at the BioMaps laboratory at the Université Paris-Saclay and the Center for Medical Physics and Biomedical Engineering (CMPBME) at the Medical University of Vienna.To improve diagnostic value in MRI, shorter acquisitions, more efficient patient handling and improved image quality are needed. Wearable technology with optimized hardware reduces weight, increases flexibility, and could be wireless, thereby improving sensitivity, comfort, safety, and usability.In this work, flexible self-resonant coaxial transmission line resonators were investigated. Coaxial coils with multiple turns and gaps enable size optimization depending on the target application. The design was first studied in silico. Numerous prototypes were constructed and their performance was tested on the bench and in 3 and 7 T MRI. Coaxial coils were shown to be robust against bending, have no SAR penalty and improve SNR and transmit efficiency when form-fitted.A review of wireless MR, associated hardware developments and data transmission technology is given.An optical wireless communication module for sensor data transmission was demonstrated experimentally.Wearable coaxial coils offer an attractive alternative to standard coils due to low weight and flexibility. With wireless motion sensors diagnostic value in e.g. breast, knee, or cardiac MRI could be increased

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Chipaux, Mayeul. "Ensembles de centres azote-lacune du diamant pour la cartographie de champs magnétiques à l'échelle microscopique et l'analyse de spectres de signaux dans le domaine hyperfréquence." Thesis, Cachan, Ecole normale supérieure, 2014. http://www.theses.fr/2014DENS0057/document.

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Le centre coloré azote-lacune du diamant, appelé centre NV, est comparable à un atome piégé à l’état solide. Ses propriétés de spin, conservées à température ambiante, permettent la détection de résonances magnétiques par voie purement optique. Le travail décrit dans cette thèse est centré sur l’utilisation d’ensembles de centres NV pour répondre à des problématiques à la fois scientifiques et industrielles. Nous avons réalisé un microscope de photoluminescence permettant d’exploiter les propriétés d’une couche nanométrique de centres NV. Les images obtenues ont une résolution spatiale de 500 nm et les fluctuations du signal sont limitées par le bruit de photons. En soumettant les centres NV à un signal hyperfréquence connu, nous pouvons reconstituer la cartographie à l’échelle microscopique des trois composantes d’espace d’un champ magnétique : par exemple, celui produit par un conducteur parcouru par un courant. La sensibilité associée à une surface d’intégration de 1 µm² de la couche de centres NV est de l’ordre du microtesla par racine de hertz. Notre dispositif d’imagerie permet également d’analyser le spectre d’un signal hyperfréquence. En soumettant les centres NV à un gradient de champ magnétique connu, l’information spectrale est transformée en information spatiale. Des résultats préliminaires montrent l’analyse simultanée d’une bande de fréquences de 700 MHz associée à une résolution de 7 MHz et à un taux de rafraîchissement de 4 ms. Ces travaux illustrent les perspectives prometteuses du centre NV du diamant, notamment pour le contrôle de circuits électroniques et l’analyse en temps réel de spectres hyperfréquences pris dans leur ensemble
The nitrogen-vacancy color center of diamond, called NV center, is an atom like system trapped in a solid lattice. Its spin properties, kept at room temperature, allow the detection of magnetic resonances by purely optical means. The work described in this thesis is focused on the use of NV centers’ ensembles targeting both scientific and industrial issues. We realized a photoluminescence microscope that exploits the properties of a nanoscale layer of NV centers. The spatial resolution of the resulting image is around 500 nm and the fluctuations of the signal is limited by the shot-noise. When the NV centers are submitted to a microwave signal witch frequency is known, the cartography of the three spatial components of the magnetic field, the one produced by a conductor carrying a current for example, can be determined at the microscopic scale. The sensitivity associated to an integration surface on the NV center layer of 1 µm² is in the order of the microtesla per square root of hertz. Our imaging device also leads to the spectral analysis of a microwave signal. When the NV centers are submitted to a known magnetic field gradient, the spectral information is transformed into spatial information. Preliminary results show the simultaneous analysis of a 700 MHz frequency band associated to a resolution of 7 MHz and a refresh rate of 4 ms. These works illustrate promising perspectives for the NV center of diamond, especially for the control of electronic circuits and the real time analysis of a whole microwave spectrum

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Mansour, Malik. "Étude et mise en oeuvre de magnétorésistances anisotropes et à effet tunnel pour la mesure des champs magnétiques faibles dans les plasmas spatiaux." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2012. https://pastel.hal.science/pastel-00835740.

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L'étude in situ des relations Soleil-Terre et plus généralement des environnements ionisés du système solaire, nécessite la mesure d'ondes qui se propagent dans un plasma magnétisé. A bord des observatoires spatiaux, la composante magnétique de ces ondes est obtenue à l'aide de magnétomètres à induction. La mesure des hautes fréquences (de quelques Hz à quelques 100 kHz) est réalisée par des magnétomètres Searchcoil tandis que celles des basses fréquences (de quelques 10 mHz à quelques Hz) et de la composante continue sont confiées aux magnétomètres Fluxgate. Cette thèse porte sur le développement d'un magnétomètre dont la bande de mesure s'étend du continu à plusieurs kiloHertz. On y présente un concept instrumental innovant reposant sur la mise en œuvre simultanée d'une mesure inductive et magnétorésistive du champ magnétique. Nous nous intéressons d'abord à la conception et à l'étude de capteurs à magnétorésistance anisotrope (AMR) et à magnétorésistance tunnel (TMR) dont les propriétés d'anisotropie sont contrôlées par couplage d'échange. Nous montrons ensuite comment ces magnétorésistances peuvent être intégrées à un magnétomètre Searchcoil dont le noyau ferromagnétique est mis à profit pour réaliser un concentrateur magnétique performant. Nous détaillons alors les différents aspects de la conception d'un magnétomètre hybride Searchcoil/Magnétorésistance répondant aux contraintes environnementales associées aux expériences spatiales ainsi que d'un outil original d'optimisation des performances, alliant un modèle par éléments finis à un algorithme de type génétique. Nous prouvons enfin la faisabilité du concept proposé en réalisant un premier prototype de magnétomètre hybride Searchcoil/Capteur PHE tri-axes et de son électronique de préamplification faible bruit. La sensibilité de ce prototype, testé en conditions réelles lors d'un tir de fusée scientifique, avoisine les 200 fT/sqrt (Hz) à 1 kHz et les 400 pT/sqrt (Hz) à 1 Hz
In situ study of Sun-Earth relations and ionized environments of our solar system needs for the measurement of waves propagated in magnetized plasma. Aboard space observatories, wave's magnetic components are measured by inductive magnetometers. High frequencies measurement (a few Hz up to a few 100 kHz) is made by Searchcoil magnetometers whereas low frequencies (a few Hz down to a few 10 mHz) and dc field measurement are leaved to Fluxgate magnetometers. In this thesis we deal with the design of a broadband magnetometer able to measure magnetic fields from dc to a few kiloHertz. We present an innovative instrumental concept based on the implementation, in a unique instrument, of both an inductive and a magnetoresistive measurement of the magnetic field. We address both the design and the study of anisotropic (AMR) and tunneling (TMR) magnetoresistive sensors whose magnetic properties are controlled by exchange anisotropy. We show how those sensors can be associated to a Searchcoil magnetometer whose ferromagnetic rode is used to achieve an efficient magnetic concentrator. We then detail the design of a hybrid Searchcoil/Magnetoresistor magnetometer meeting the environmental constraints associated to space experiments as well as an original optimization tool based on finite element modeling and a genetic algorithm. We finally prove the feasibility of the concept making a fist prototype of a hybrid tri-axes Searchcoil/PHE sensor magnetometer and its low noise conditioning electronics. This prototype reaching a detectivity around 200 fT/sqrt (Hz) at 1 kHz and 400 pT/sqrt (Hz) at 1 Hz has been tested in real conditions during a scientific rocket experimen

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Pradier, Aline. "Evaluation des champs électromagnétiques induits dans les tissus biologiques pour les nouveaux usages et les nouvelles technologies sans fil." Paris 6, 2006. http://www.theses.fr/2006PA066545.

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Ce manuscrit présente une analyse des champs électromagnétiques induits dans les tissus biologiques par les nouveaux usages en télécommunication ainsi que les nouvelles technologies du type UWB. Pour les nouveaux usages, les terminaux se trouvent de plus en plus proches du buste. Ce positionnement doit être pris en compte par les normes. La composition du buste est différente d'une personne à l'autre. Pour cela une étude sur l'influence de la puissance absorbée en fonction de la composition de la personne est menée. Cette étude servira à déterminer un facteur correctif pour valider l'utilisation du liquide équivalent de la tête pour l'étude de la conformité des terminaux près du buste. De plus une nouvelle approche basée sur de l'homogénéisation de tissus et destinée à réduire le volume et le temps de calculs dans les problèmes de dosimétrie numérique sera présentée pour la méthode de la FDTD. Avec les nouvelles technologies comme l'UWB pour des applications dites BAN, les études sont plus en relation avec l'influence du corps sur la propagation du signal. D'un point de vue numérique, il a été nécessaire de trouver des méthodes numériques comme la FDTD pour des signaux UWB. Des mesures dans le cas d'un réseau BAN ont été réalisées.

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Pinon, Stéphane. "Etude de la reconfigurabilite de circuits RF par des réseaux fluidiques. Conception et fabrication de microsystèmes, intégrés sur substrat souple." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00781783.

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La microfluidique est un domaine relativement récent, elle est réellement apparue qu'au début des années 90. Mais ce domaine a connu une très forte progression et a atteint une certaine maturité qui lui permet d'intervenir dans un large spectre d'applications, chimiques, biologiques, génomiques, optiques... Cet essor a été permis par le développement de technologiques spécifiques et particulièrement par les technologies polymères. Le travail de thèse présenté ici s'appuie donc sur le savoir-faire technologique du laboratoire en microfabrication pour réaliser un couplage entre la microfluidique et les hyperfréquences et ainsi élargir encore un peu plus son spectre d'application. Un des challenges actuels pour les circuits d'émissions-réceptions est la miniaturisation des éléments passifs reconfigurables. Des filtres accordables grâce à des moyens microfluidique ont donc été étudiés de la conception à la caractérisation, en passant par un important travail de fabrication. Celui-ci est basé sur la technique de laminage de film sec de SU-8 et a permis d'intégrer des canaux microfluidiques aux substrats de filtres micro-rubans. La circulation d'eau distillée a montré de très bons résultats en termes de décalages de la fréquence centrale. D'autres pistes d'interactions liquides-micro-ondes sont également présentées telles qu'une utilisation de filtres comme capteur d'élément chimiques ou biologiques.La microfluidique est un domaine relativement récent, elle est réellement apparue qu'au début des années 90. Mais ce domaine a connu une très forte progression et a atteint une certaine maturité qui lui permet d'intervenir dans un large spectre d'applications, chimiques, biologiques, génomiques, optiques... Cet essor a été permis par le développement de technologiques spécifiques et particulièrement par les technologies polymères. Le travail de thèse présenté ici s'appuie donc sur le savoir-faire technologique du laboratoire en microfabrication pour réaliser un couplage entre la microfluidique et les hyperfréquences et ainsi élargir encore un peu plus son spectre d'application. Un des challenges actuels pour les circuits d'émissions-réceptions est la miniaturisation des éléments passifs reconfigurables. Des filtres accordables grâce à des moyens microfluidique ont donc été étudiés de la conception à la caractérisation, en passant par un important travail de fabrication. Celui-ci est basé sur la technique de laminage de film sec de SU-8 et a permis d'intégrer des canaux microfluidiques aux substrats de filtres micro-rubans. La circulation d'eau distillée a montré de très bons résultats en termes de décalages de la fréquence centrale. D'autres pistes d'interactions liquides-micro-ondes sont également présentées telles qu'une utilisation de filtres comme capteur d'élément chimiques ou biologiques.

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El, Younsi Imane. "Elaboration et caractérisation de nouvelles couches sensibles pour la réalisation de capteurs de CO2." Thesis, Toulouse 3, 2015. http://www.theses.fr/2015TOU30344/document.

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La mesure du taux de CO2 est un besoin relativement récent. Les travaux sur l'utilisation de nouveaux matériaux pour la réalisation de capteurs de gaz, efficaces et peu chers, suscitent des intérêts scientifique et technologique croissants. L'objectif de ces travaux de thèse est l'élaboration et la caractérisation de nouvelles couches sensibles obtenues par pulvérisation cathodique radiofréquence pour la réalisation de capteurs de CO2. Les films minces ont été déposés à partir d'une cible céramique de CuO, dans diverses conditions de dépôt, en variant la pression d'argon dans l'enceinte et la puissance RF appliquée. Dans un premier temps, nous avons caractérisé la structure et la microstructure des films bruts et recuits sous air par DRX, MEB, AFM et spectroscopie Raman. Nous avons également étudié les propriétés physiques des films minces ainsi que leur surface accessible par adsorption de gaz krypton (méthode de Brunauer, Emmett et Teller). Le traitement thermique à 450°C n'affecte pas la structure cristalline des couches, en revanche il tend à faire chuter fortement la surface accessible entre les colonnes. Après l'optimisation des paramètres de fonctionnement de la cellule de mesure, nous avons caractérisé les performances des films de CuO pour la détection du CO2. La meilleure réponse (?R/R=51 %) a été obtenue pour une couche élaborée à 2 Pa avec une puissance RF de 30W. De plus, la température optimale de mesure est relativement basse (T= 250°C). Le contrôle de la microstructure et plus particulièrement de la taille des grains s'est avéré être le paramètre principal qui impacte la réponse sous CO2. Les meilleurs résultats ont été obtenus avec des tailles de grains proches d'une vingtaine de nanomètres de diamètre. Une bonne modélisation de la réponse électrique en fonction de la taille des grains a pu être réalisée en prenant en compte un circuit électrique équivalent comportant une zone enrichie en porteur de type trous à la surface des grains et dont l'épaisseur est de l'ordre de la longueur de Debye
The measure of the rate of CO2 is a recent need. The works on the use of new materials for the conception of gas sensors based semiconductor oxides, effective and not expensive; arouse a huge interest in our society. The objective of this thesis is the elaboration and the characterization of new sensitive layers obtained by RF sputtering for the realization of the sensors of CO2. Thin films were deposited using two targets: CuFeO2 and CuO, under three conditions by varying argon pressure and RF power. First of all, the structure and the microstructure were studied for the as-deposited samples. Surface investigations carried out by Atomic Force Microscopy (AFM), X-ray Diffraction (XRD), Raman spectroscopy, BET measurements and MEB-FEG images have shown a strong influence of deposition technique parameters on film surface topography and morphology. In a second step, the thin films were annealed in air in order to oxidize the phase. For the composite CuO/CuFe2O4, Glow discharge optical emission spectrometry technique showed a structure in two layers stacked on top of each other for the thinner films. For the cupric films, no changes on both structure and microstructure have been revealed. Our films have then been evaluated for CO2 detection. The sensitive layers with different thicknesses were sensitive to 5000 ppm of CO2. The deposition parameters are optimized to obtain microstructure features which can enhance the sensitivity of the thin films as gas sensors. Best response was obtained for a cupric sample deposited in P2 30W conditions and was close to 50% at T = 250°C. We have demonstrates that cupric oxide alone can detect the CO2 gas and that the growth conditions determine the film surface characteristics. The gas sensing characteristics of these films are strongly influenced by both surface morphology and microstructure

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Chebila, Franck. "Lecteur radar pour capteurs passifs à transduction radio fréquence." Phd thesis, Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00595578.

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Un nouvel axe de recherche sur les réseaux de capteurs a été initié au LAAS par la réalisation de nouveaux capteurs sans fil passifs utilisant une transduction électromagnétique dans la détection de pression et de gaz. Ces capteurs fortement intégrés ne nécessitent aucune alimentation embarquée et leur fréquence de fonctionnement se situe dans la bande de fréquence Ka (26 à 40 GHz). Cette thèse s'inscrit donc dans la conception et la réalisation d'un lecteur adapté à l'interrogation à distance de capteurs à transduction électromagnétique. Son principe de fonctionnement est basé sur une technologie radar de type FMCW. L'avantage principal de la lecture radar des données issues de ce type de capteurs passifs réside dans la possibilité d'avoir des portées de plusieurs dizaines de mètres, bien supérieures à celles classiquement obtenues dans les technologies SAW ou RFID. Dans une première étape est présenté le principe de fonctionnement du lecteur radar et la réalisation de deux prototypes centrés sur les fréquences de 3GHz et 30GHz. Une étude du spectre de la sortie radar, appelé signal de battement radar, est abordée afin de montrer comment les positions et les mesures des capteurs sont lues à distance par ce type de lecteur. Par la suite, un travail d'analyse de la communication sans fil permet de déterminer les paramètres de rétrodiffusion électromagnétique à prendre en compte, tels que les impédances et les fréquences de fonctionnement des capteurs. Ces paramètres sont la base d'une optimisation du système global en termes de sensibilité, de portée radar et des niveaux minimaux de Surface Equivalente Radar (SER) des cibles interrogées. La validation de cette analyse se borne à la mesure de la portée maximale associée à ce type de lecteur et aux différentes mesures de SER de plusieurs types de capteurs dans les bandes de fréquence de 3GHz et 30GHz. Deux principes d'identification de cellules passives sont ensuite présentés. Le premier est basé s ur l'utilisation des deux modes de rétrodiffusion de la SER d'un capteur (mode de structure et mode d'antenne) favorisant dans le même temps l'identification sur un mode et la mesure de la grandeur physique sur l'autre, a distance du lecteur. Le deuxième principe utilise le spectre d'un diffuseur multi-bande dont sa SER reconfigurable permet d'associer l'identification de chaque capteur dans un réseau, à la manière d'un code barre. En conclusion, les résultats obtenus dans cette étude valident le principe d'interrogation à longue distance de réseau de capteurs passifs et ouvrent de nouvelles perspectives sur la conception de nouvelles cellules de mesures pour de nouvelles applications dans les secteurs de l'aéronautique, du nucléaire, et de l'environnement.

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Jomaa, Kassem. "Caractérisation du champ proche électromagnétique et exposition professionnelle aux ondes RF en milieu industriel." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAT111/document.

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L'étude des émissions rayonnées d'une source dans tout l'espace, est essentielle pour l'analyse dosimétriques et l’analyse des interférences électromagnétiques. L'importance du dernier augmentent en raison de la nécessité d'avoir une prédiction de la fiabilité des circuits électroniques. De plus, l'utilisation quotidienne des dispositifs et des systèmes émettant des champs électromagnétiques radiofréquences ne cesse d'augmenter. Certains de ces dispositifs fonctionnent à proximité du corps humain, et les opérateurs se trouvent dans la région des champs proches de la source rayonnante, et ils sont exposés à des niveaux de champs électromagnétiques pouvant être élevés. Pour cette raison, l'analyse dosimétrique, qui passe par une cartographie tridimensionnelle (3D) au voisinage de la source rayonnante, doit être effectuée. Pour ce type d'applications, plusieurs scans des champs proches doivent être effectués dans différents plans afin de construire la cartographie de champs 3D. Étant un processus difficile dans les études de compatibilité électromagnétique, la caractérisation en champ proche est traitée par plusieurs algorithmes qui proposent différentes approches pour réaliser le scanning requis au voisinage de la source rayonnante.Dans ce travail, nous introduisons un système de scanning 3D avec des sondes de champ magnétique à trois axes à faible coût. Le fait de disposer de telles sondes permet la mesure simultanée des trois composantes du champ magnétique sur la base d'un seul scan au voisinage du dispositif testé. Les sondes conçues se composent de trois boucles orthogonales combinées ensemble; la première sonde contient trois boucles conventionnelles réunies dans un cube en plastique d'une dimension totale de 10 × 12 × 13 mm3, tandis que la deuxième sonde est une sonde PCB imprimée sur un substrat FR4 de 3,2 mm avec une dimension réduite de 9 × 9 × 3,2 mm3. Les sondes conçues ont été étalonnées avec une cellule TEM et les facteurs d'antenne correspondants ont été extraits. Le système de scanning présenté utilise comme un instrument de mesure un oscilloscope RF- 4 canaux, qui donne la possibilité de mesurer à la fois dans le domaine temporel et dans le domaine fréquentiel.La deuxième partie de cette thèse présente un algorithme de reconstruction basé sur la méthode du spectre d'ondes planes. Afin de réduire le nombre des scans et donc les exigences de temps, l'algorithme présenté nécessite juste un scan en champ proche 2D des composantes de champ, pour reconstruire la distribution du champ magnétique 3D au-dessus du dispositif rayonnant.La troisième partie de la thèse est consacrée à l'analyse dosimétrique des champs électromagnétiques rayonnés à proximité des systèmes RFID et des machines de soudage RF. L'évaluation de l'exposition en champ proche des champs rayonnés des antennes de lecture RFID, fonctionnant à 13,56 MHz et utilisées dans les bibliothèques, a été réalisée. Les mesures du champ magnétique près de l'antenne ont été établies à l'aide des sondes conçues. Les résultats sont ensuite analysés et comparés aux réglementations des normes européennes et des lignes directrices de l'ICNIRP. En outre, l'exposition aux champs électromagnétiques RF des travailleurs à proximité de machines de soudage RF dans un environnement industriel est étudiée. Ces machines, fonctionnant à 27 MHz, émettent de forts rayonnements et l'exposition a eu lieu dans la région de champ proche. La distribution spatiale des champs électromagnétiques dans cette région est étudiée à la fois dans des simulations numériques et des mesures réelles
The analysis of radiated emissions from a source throughout the space, is very essential for both dosimetric and electromagnetic interference analysis. The concerns about the latter are growing because of the need to have prediction of the system reliability of the electronic circuits. Moreover the everyday use of devices and systems emitting radio frequency electromagnetic fields is continuously increasing. Some of these devices are operating in the vicinity of human body, and operators are in the near-field region of the radiating source, and they are exposed to electromagnetic fields. For this reason, dosimetric analysis, that shows the necessity of having three dimensional (3D) field mapping in the vicinity of the radiating source, should be performed. For this kind of applications, several scans of the near fields should be done within different planes in order to build the 3D field mapping. Being a challenging process in electromagnetic compatibility studies, near field characterization is being treated by several algorithms that propose different approaches to achieve the required scanning on the radiating source.In this work, we introduce a 3D scanning system with a low cost three axis magnetic field probes. Having such probes allow the simultaneous measure of the three components of the magnetic field based on a single planner scan above the device under test. The designed probes consist of three orthogonal loops combined together; the first probe contains three conventional loops joined in a plastic cube with a total dimension of 10×12×13 mm3, whereas the second probe is a PCB probe printed on an FR4 substrate of 3.2 mm with a reduced dimension of 9×9×3.2 mm3. The designed probes were calibrated with a TEM cell and the corresponding antenna factors were extracted. The presented scanning system uses an oscilloscope as a measuring instrument that gives the possibility of both time and frequency domain measurements. The second part of this thesis presents a reconstruction algorithm based on plane wave spectrum method. In order to reduce the number of scans and hence the time requirements, the presented algorithm requires just a 2D near field scan of the field components, to reconstruct the 3D magnetic field distribution above the radiating device.The third part of the thesis is devoted for the dosimetric analysis of the radiated electromagnetic fields near RFID systems and RF-welding machines. The near-field exposure assessment of the radiated fields from RFID reader antennas operating at 13.56 MHz and used in Libraries was performed. The measurements of the magnetic field near the antenna were established using the designed probes. The results are then analyzed and compared to the regulations in European Directives and ICNIRP Guidelines. Moreover, the exposure to RF electromagnetic fields of workers near RF-welding machines in industrial environment is studied. These machines, operating at 27 MHz, emit strong radiation and the exposure takes place in the near-field region. The spatial distribution of the electromagnetic fields in this region is studied in both numerical simulations and measurements

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Chapelle, Audrey. "Élaboration et caractérisation de films minces nanocomposites obtenus par pulvérisation cathodique radiofréquence en vue de leur application dans le domaine des capteurs de CO2." Toulouse 3, 2012. http://thesesups.ups-tlse.fr/1858/.

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Les travaux sur l'utilisation de nouveaux matériaux pour la conception de systèmes de mesure de la qualité de l'air, efficaces et peu chers, suscitent un intérêt croissant dans notre société. L'objectif de ces travaux de thèse est l'élaboration et la caractérisation de couches minces nanocomposites obtenues par pulvérisation cathodique RF à partir d'une cible de CuFeO2, en vue de leur utilisation comme couche sensible pour la détection du CO2. Les films minces ont été déposés dans quatre conditions différentes en variant la pression d'argon dans l'enceinte et la distance cible-substrat. Dans un premier temps, nous avons caractérisé la structure et la microstructure des films bruts de dépôt par DRX, MEB et MET, EPMA, XPS, AFM et spectroscopie Raman. Ces analyses ont permis de révéler la présence de cuivre métallique dans les dépôts, dont les teneurs sont dépendantes des conditions d'élaboration, mais également de déterminer la nature de la matrice oxyde. Cette dernière est constituée d'une phase spinelle CuxFe3-xO4 (avec x proche de zéro) et de cuprite Cu2O. Elles ont ainsi pu mettre en évidence le caractère réducteur de la technique de pulvérisation. L'étude des couches minces traitées thermiquement sous air a ensuite montré une nanostructuration en deux couches superposées. La composition, l'épaisseur et la porosité de chacune des couches ont été déterminées par analyses couplées XPS, EPMA, MEB. La couche de surface s'avère être du CuO et la couche de cœur du CuFe2O4. La couche de CuO présente des épaisseurs et des porosités différentes suivant les conditions de dépôt utilisées pour les échantillons bruts : les plus grandes épaisseurs et porosités sont obtenues pour les films bruts possédant la plus grande teneur en cuivre métallique. Enfin, après la mise en œuvre et l'optimisation d'une cellule de mesure, nos matériaux originaux associant, avec différentes microstructures, des oxydes de type p (CuO) et n (CuFe2O4) ont été testés en vue de la détection du CO2. La meilleure réponse a été obtenue pour une couche élaborée dans les conditions les plus réductrices et est proche de 50%. Les temps de réponse et de recouvrement sont de 65 et 8 min, respectivement. Les réponses de ces matériaux ont également été testées avec succès pour d'autres gaz tels que NO2, H2 et C2H5OH
This work involves the deposition and the characterization of nanocomposites thin films by rf-sputtering method from a delafossite (CuFeO2) target for use as sensing materials for CO2 gas sensors. Thin films were deposited using four conditions by varying argon pressure and target-to-substrate distance. First of all, the structure and the microstructure were studied for the as-deposited samples. The presence of metallic copper showed the reducing feature of the technique. Spherical copper particles were found to be within the layer, as well as rod-shape particles were localized at the interface with the substrate. Metallic copper content was dependant of the deposition conditions. Indeed, incident particles are very energetic at low pressure and small target-to-substrate distance, leading to a partial reduction of the growing layer. In this case, metallic copper content is important. In a second step, the thin films were annealed in air in order to oxidize the phases and to obtain the composite CuO/CuFe2O4. Scanning electron microscopy images showed a structure in two layers stacked on top of each other. Analysis by photoelectron spectroscopy revealed that the surface layer is composed by CuO and the heart layer by CuFe2O4. Finally, the original material associating a p-type oxide (CuO) and a n-type oxide (CuFe2O4) showed a p-type semiconductor behavior to CO2 gas. Best response was obtained for a sample deposited in the most reducing conditions and was close to 50%. Response and recovery time were 65 and 8 min, respectively

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Mansour, Malik. "ETUDE ET MISE EN OEUVRE DE MAGNETORESISTANCES ANISOTROPES ET A EFFET TUNNEL POUR LA MESURE DES CHAMPS MAGNETIQUES FAIBLES DANS LES PLASMAS SPATIAUX." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2012. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00835740.

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L'étude in situ des relations Soleil-Terre et plus généralement des environnements ionisés du système solaire, nécessite la mesure d'ondes qui se propagent dans un plasma magnétisé. A bord des observatoires spatiaux, la composante magnétique de ces ondes est obtenue à l'aide de magnétomètres à induction. La mesure des hautes fréquences (de quelques Hz à quelques 100 kHz) est réalisée par des magnétomètres Searchcoil tandis que celles des basses fréquences (de quelques 10 mHz à quelques Hz) et de la composante continue sont confiées aux magnétomètres Fluxgate. Cette thèse porte sur le développement d'un magnétomètre dont la bande de mesure s'étend du continu à plusieurs kiloHertz. On y présente un concept instrumental innovant reposant sur la mise en œuvre simultanée d'une mesure inductive et magnétorésistive du champ magnétique. Nous nous intéressons d'abord à la conception et à l'étude de capteurs à magnétorésistance anisotrope (AMR) et à magnétorésistance tunnel (TMR) dont les propriétés d'anisotropie sont contrôlées par couplage d'échange. Nous montrons ensuite comment ces magnétorésistances peuvent être intégrées à un magnétomètre Searchcoil dont le noyau ferromagnétique est mis à profit pour réaliser un concentrateur magnétique performant. Nous détaillons alors les différents aspects de la conception d'un magnétomètre hybride Searchcoil/Magnétorésistance répondant aux contraintes environnementales associées aux expériences spatiales ainsi que d'un outil original d'optimisation des performances, alliant un modèle par éléments finis à un algorithme de type génétique. Nous prouvons enfin la faisabilité du concept proposé en réalisant un premier prototype de magnétomètre hybride Searchcoil/Capteur PHE tri-axes et de son électronique de préamplification faible bruit. La sensibilité de ce prototype, testé en conditions réelles lors d'un tir de fusée scientifique, avoisine les 200 fT/sqrt (Hz) à 1 kHz et les 400 pT/sqrt (Hz) à 1 Hz.

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Hedhli, Ihsen. "Modèles de classification hiérarchiques d'images satellitaires multi-résolutions, multi-temporelles et multi-capteurs. Application aux désastres naturels." Thesis, Nice, 2016. http://www.theses.fr/2016NICE4006/document.

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Les moyens mis en œuvre pour surveiller la surface de la Terre, notamment les zones urbaines, en cas de catastrophes naturelles telles que les inondations ou les tremblements de terre, et pour évaluer l’impact de ces événements, jouent un rôle primordial du point de vue sociétal, économique et humain. Dans ce cadre, des méthodes de classification précises et efficaces sont des outils particulièrement importants pour aider à l’évaluation rapide et fiable des changements au sol et des dommages provoqués. Étant données l’énorme quantité et la variété des données Haute Résolution (HR) disponibles grâce aux missions satellitaires de dernière génération et de différents types, telles que Pléiades, COSMO-SkyMed ou RadarSat-2 la principale difficulté est de trouver un classifieur qui puisse prendre en compte des données multi-bande, multi-résolution, multi-date et éventuellement multi-capteur tout en gardant un temps de calcul acceptable. Les approches de classification multi-date/multi-capteur et multi-résolution sont fondées sur une modélisation statistique explicite. En fait, le modèle développé consiste en un classifieur bayésien supervisé qui combine un modèle statistique conditionnel par classe intégrant des informations pixel par pixel à la même résolution et un champ de Markov hiérarchique fusionnant l’information spatio-temporelle et multi-résolution, en se basant sur le critère des Modes Marginales a Posteriori (MPM en anglais), qui vise à affecter à chaque pixel l’étiquette optimale en maximisant récursivement la probabilité marginale a posteriori, étant donné l’ensemble des observations multi-temporelles ou multi-capteur
The capabilities to monitor the Earth's surface, notably in urban and built-up areas, for example in the framework of the protection from environmental disasters such as floods or earthquakes, play important roles in multiple social, economic, and human viewpoints. In this framework, accurate and time-efficient classification methods are important tools required to support the rapid and reliable assessment of ground changes and damages induced by a disaster, in particular when an extensive area has been affected. Given the substantial amount and variety of data available currently from last generation very-high resolution (VHR) satellite missions such as Pléiades, COSMO-SkyMed, or RadarSat-2, the main methodological difficulty is to develop classifiers that are powerful and flexible enough to utilize the benefits of multiband, multiresolution, multi-date, and possibly multi-sensor input imagery. With the proposed approaches, multi-date/multi-sensor and multi-resolution fusion are based on explicit statistical modeling. The method combines a joint statistical model of multi-sensor and multi-temporal images through hierarchical Markov random field (MRF) modeling, leading to statistical supervised classification approaches. We have developed novel hierarchical Markov random field models, based on the marginal posterior modes (MPM) criterion, that support information extraction from multi-temporal and/or multi-sensor information and allow the joint supervised classification of multiple images taken over the same area at different times, from different sensors, and/or at different spatial resolutions. The developed methods have been experimentally validated with complex optical multispectral (Pléiades), X-band SAR (COSMO-Skymed), and C-band SAR (RadarSat-2) imagery taken from the Haiti site

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Yang, May tia. "Etude des performances en bruit de capteurs magneto(élasto)électriques en mode non-linéaire." Thesis, Normandie, 2017. http://www.theses.fr/2017NORMC266/document.

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L'effet MagnétoElectrique (ME) traduit la polarisation d'un élément diélectrique et l'aimantation d'un diélectrique lorsqu’il est soumis, respectivement, à un champ magnétique et à un champ électrique. Cette propriété a permis de mettre en œuvre des capteurs Magnéto(Elasto)Electrique pour la mesure du champ magnétique ou électrique. De nombreuses études sur les couplages de matériaux (forme, taille, dimension…) ont été effectuées afin d’améliorer les performances en terme de sensibilité et de bruit de ces capteurs. Les meilleurs niveaux de bruit (en termes de densité spectrale) mesurés pour ce type de dispositif en mode passif sont, respectivement, de 5 pT/sqrt(Hz), 0,2 pT/sqrt(Hz) et environ une cinquantaine de 50 fT/sqrt(Hz), respectivement à 1 Hz, en zone de bruit blanc et à la résonance.Certains laboratoires, dont le GREYC, s’intéressent plus particulièrement à l’étude des performances ultimes de capteurs magnétiques en optimisant, notamment, l’électronique de conditionnements et en utilisant leurs propriétés non linéaires. Cette thèse s’inscrit dans ce cadre. Elle avait pour objectif l’étude des performances de capteur Magnéto(Elasto)Electrique en mode non linéaire et aux basses fréquences. Pour cela, des structures originales de conditionnent ont été développées en termes de polarisation, d’excitation et d’asservissement. L’étude théorique des performances montre que le bruit du capteur peut atteindre des niveaux bien inférieurs au pT/sqrt(Hz) à 1 Hz pour les capteurs étudiés, si les performances obtenues ne sont pas limitées par le bruit de l’électronique de conditionnement et leur sensibilité. Cette étude a été l’objet de ce travail de thèse
The MagnetoElectric effect traduces the polarization of a dielectric element and the magnetization of a dielectric under respectively a magnetic field and an electric field. This property allows the development of Magneto(Elasto)Electric sensors for measuring a magnetic or an electric field. Several analyses regarding the material coupling (shape, size, dimensions…) have been made in order to increase the performances in terms of sensibility and in terms of noise of these sensors. The best noise levels (in term of spectral density) measured for these types of sensors are respectively 5 pT/sqrt(Hz), 0.2 pT/sqrt(Hz) and around 50 fT/sqrt(Hz) at 1 Hz, at white noise zone and at resonant frequency.Some laboratories, including the GREYC, are interested more specifically on the studies of the ultimate performances of magnetic sensor by optimizing the conditioning electronics and by using their nonlinear properties. This thesis lies in this framework. It had for objective, to study the performances of the Magneto(Elasto)Electric sensor in nonlinear mode and at low frequencies. For these, some original conditioning structures have been developed in terms of polarization, excitation and servo system. The theoretical study of these performances show the sensor intrinsic noise can reach lower than pT/sqrt(Hz) at 1 Hz for the studied sensor if the obtained performances are not limited by the conditioning electronics and their sensitivity. This study has been the object of this thesis work

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Mariette, Christophe. "Caractérisation de l'intensité d'un faisceau d'ions lourds par mesure de sa composante électromagnétique haute fréquence." Phd thesis, Conservatoire national des arts et metiers - CNAM, 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00002977.

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Comme tout accélérateur de particules, le GANIL (Grand Accélérateur National d'Ions
Lourds) doit être réglé et surtout surveillé en temps réel.

Cette surveillance du faisceau est obtenue par mesure de son intensité. Cette mesure
est assurée par des transformateurs d'intensité basses fréquences (TI-BF). Le mode de
fonctionnement de ces capteurs génère une perte de 9% de faisceau. De plus, ces capteurs
mesurent difficilement les faibles intensités.

De plus en plus à le recherche d'évènements rares, les physiciens réclament plus
d'intensités faisceau augmentant ainsi la probabilité d'apparition de ces évènements. Le projet
T.H.I. (Transport des Hautes Intensités) et le projet S.P.I.R.A.L. (Source de Production d'Ions
Radioactifs Accélérés en Ligne) prévoient des puissances de faisceau de 6KW, limitées à
400W en mode normal. A haute énergie de faisceau, de telles puissances peuvent engendrer
une détérioration matérielle. Les systèmes de sécurité doivent se déclencher instantanément.
Les TI-BF sensibles aux chocs mécaniques (basses fréquences) ne répondent pas à ces
exigences.

Les transformateurs d'intensité hautes fréquences (TI-HF) sont capables de mesurer les
paquets d'ions. Cette caractéristique permet de supprimer la perte de 9% de faisceau. De
même, leur temps de réponse répond aux exigences de déclenchement des sécurités. Enfin, les
TI-HF ont une dynamique supérieure aux TI-BF.

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Phua, Chee Teck. "Développement d’une nouvelle méthode de mesure du rythme cardiaque et du débit sanguin fondée sur les perturbations localisées d’un champ magnétique." Thesis, Paris Est, 2012. http://www.theses.fr/2012PEST1099/document.

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La mesure et le contrôle du pouls et du flux sanguin en continu sont d'importants paramètres pour l'évaluation de signes essentiels physiologiques sur la condition de santé d'un individu. Les dispositifs commerciaux existants, ainsi que les méthodes de recherche ou utilisées dans le milieu médical exigent un bon contact électrique ou optique pour obtenir cette mesure en continu. Pendant ces travaux de recherche, une méthode originale non invasive de mesure du rythme cardiaque fondée sur la perturbation localisée d'un champ magnétique au passage du flux sanguin a été développée, permettant l'acquisition des signaux à travers les vêtements, la transpiration, les salissures ou autres polluants dans l'environnement proche du capteur. Cette méthode est appelée la Signature Sanguine par Modulation Magnétique (MMSB) et les mesures ont été accomplies sur de multiples individus. Le système a été modélisé mathématiquement et simulé dans un environnement multiphysique, puis validé par l'utilisation des données expérimentales. Les résultats de mesure, en utilisant la méthode MMSB, pour le pouls et le flux sanguin ont été comparés et se trouvent bien corrélés, avec les résultats obtenus grâce à d'autres instruments. De plus, deux dispositifs ont été développés et sont en cours de commercialisation, pour des applications de vie quotidienne
Continuous pulse rate, blood pressure and blood flow monitoring are important for the assessment of physiological vital signs as these are able to provide continuous feedback on the health condition of an individual. Existing commercial, medical and research methods to continuously acquire such these physiological vital signs require good electrical or optical contact. During this research, a magnetic based sensing method, at room temperature, for blood pulse, flow and pressure is developed to achieve data acquisition through fabric, environmental contaminants and body-fluids. This method is named Modulated Magnetic Signature of Blood (MMSB) and physical measurements were conducted on multiple subjects, mathematically modelled and simulated in a multi-physics environment with verification through use of measurement data. Measurement results, using MMSB, for blood pressure and blood flow were compared, and found to be well correlated, with lifestyle device and medical research instruments respectively. In addition, two devices are developed, and are in the midst of commercialization, to support lifestyle applications

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Mazzamurro, Aurélien. "Étude du couplage piézo-magnétique dans les guides d’ondes électro-acoustiques hyperfréquences : application aux capteurs de champ magnétique." Thesis, Ecole centrale de Lille, 2020. http://www.theses.fr/2020ECLI0008.

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Les hétérostructures piézo-électro-magnéto-élastiques en couches minces se dressent comme des candidats prometteurs dans le domaine de la détection de champ magnétique de faible intensité et spatialement résolu, à température ambiante. Cette thèse porte donc sur l’étude du couplage piézo-magnétique dans les guides d’ondes électro-acoustiques hyperfréquences basés sur des couches minces nanostructurées à anisotropie uniaxiale, déposées sur substrats piézoélectriques. Premièrement, les structures investiguées sont constituées d’un empilement multicouche TbCo2/FeCo déposé sur un substrat de Quartz ST-X90°. Celles-ci permettent d’exploiter le mode transverse horizontal présentant la plus grande sensibilité. La possibilité d’induire, par le champ magnétique, une conversion de mode acoustique, pouvant potentiellement être utilisé dans la conception de capteurs de champ magnétique ultra-sensibles, est également démontrée. Cette étude permet aussi de valider le modèle théorique piézo-magnétique développé, par la mesure des variations de vitesse de phase des ondes élastiques guidées en fonction de l’intensité et de la direction du champ magnétique. Ensuite, deux concepts de mesure sont proposés afin d’améliorer la résolution de la mesure des capteurs, dépendante essentiellement du temps de transit de l’onde élastique dans la couche magnéto-élastique : la réflectométrie temporelle acoustique et l’exploitation d’un mode de cavité localisé dans la couche magnéto-élastique. Enfin, l’optimisation du couple anisotropie uniaxiale/magnétostriction de l’empilement multicouche TbCo2/FeCo est abordée, celui-ci jouant un rôle majeur dans la sensibilité et la dynamique des capteurs étudiés
Thin-film piezo-electro-magneto-elastic heterostructures stand out as promising candidates in the field of spatially resolved, low-intensity magnetic field detection at room temperature. Thus, this thesis focuses on the study of piezomagnetic coupling in microwave electro-acoustic waveguides based on nanostructured thin films with uniaxial anisotropy, deposited on piezoelectric substrates. Firstly, the investigated structures consist in a TbCo2/FeCo multilayer stack deposited on a ST-X90° Quartz substrate, to exploit the horizontal transverse mode presenting the highest sensitivity. The possibility to induce, via the magnetic field, an acoustic mode conversion, potentially usable in the design of ultra-sensitive magnetic field sensors, is also demonstrated. In addition, this study validated the developed theoretical piezo-magnetic model, by measuring the phase velocity variations of the guided elastic waves as a function of the intensity and direction of the applied magnetic field. Then, two measurement concepts are proposed in order to improve the resolution of the sensor measurement, which depends essentially on the transit time of the elastic wave in the magneto-elastic layer: the acoustic time domain reflectometry and the exploitation of a cavity mode located in the magneto-elastic layer. Finally, the optimization of the uniaxial anisotropy/magnetostriction couple of the TbCo2/FeCo multilayer stack is addressed, as it plays a major role in the sensitivity and dynamics of the studied sensors

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Hadadeh, Fawaz. "3D Probe for Magnetic Imaging and Non-destructive Testing." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLS421/document.

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La thèse est dédiée au développement des sondes à base de capteurs magnétorésistifs capable de détecter les trois composantes du champ simultanément pour le contrôle non destructif par courants de Foucault et pour l’imagerie magnétique. Une première partie donne un aperçu de l’état de l’art des capteurs et des méthodes d’imagerie et du contrôle. Dans une seconde partie, la réalisation des sondes trois axes est donnée. Cela a inclus la micro fabrication, la réalisation de l’électronique de lecture, la conception et la réalisation de la partie mécanique et d’émission. Pour cela un travail important de simulation a été nécessaire. L’application de ces sondes sur des cas modèle pour l’imagerie magnétique avec une résolution submillimétrique est ensuite décrite. La sonde proposée dans cette thèse a été aussi utilisée avec succès pour détecter des défauts dans des échantillons d'aluminium et de titane avec un bon rapport signal sur bruit
The thesis is dedicated to the development of probes based on magnetoresistive sensors capable of detecting the three components of the field simultaneously for eddy current non-destructive testing and for magnetic imaging. A first part provides an overview of the state of the art of sensors, and imaging and control methods. In a second part, the realization of the three-axis probes is given. This included the micro-fabrication, the realization of the reading electronics, the design and realization of the mechanical part and emission. For this, an important simulation work was necessary. The application of these probes to model cases for magnetic imaging with submillimeter resolution is then described. The probe proposed in this thesis has also been used successfully to detect defects in aluminum and titanium samples with a good signal-to-noise ratio

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Mazzamurro, Aurélien. "Étude du couplage piézo-magnétique dans les guides d’ondes électro-acoustiques hyperfréquences : application aux capteurs de champ magnétique." Thesis, Centrale Lille Institut, 2020. http://www.theses.fr/2020CLIL0008.

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Les hétérostructures piézo-électro-magnéto-élastiques en couches minces se dressent comme des candidats prometteurs dans le domaine de la détection de champ magnétique de faible intensité et spatialement résolu, à température ambiante. Cette thèse porte donc sur l’étude du couplage piézo-magnétique dans les guides d’ondes électro-acoustiques hyperfréquences basés sur des couches minces nanostructurées à anisotropie uniaxiale, déposées sur substrats piézoélectriques. Premièrement, les structures investiguées sont constituées d’un empilement multicouche TbCo2/FeCo déposé sur un substrat de Quartz ST-X90°. Celles-ci permettent d’exploiter le mode transverse horizontal présentant la plus grande sensibilité. La possibilité d’induire, par le champ magnétique, une conversion de mode acoustique, pouvant potentiellement être utilisé dans la conception de capteurs de champ magnétique ultra-sensibles, est également démontrée. Cette étude permet aussi de valider le modèle théorique piézo-magnétique développé, par la mesure des variations de vitesse de phase des ondes élastiques guidées en fonction de l’intensité et de la direction du champ magnétique. Ensuite, deux concepts de mesure sont proposés afin d’améliorer la résolution de la mesure des capteurs, dépendante essentiellement du temps de transit de l’onde élastique dans la couche magnéto-élastique : la réflectométrie temporelle acoustique et l’exploitation d’un mode de cavité localisé dans la couche magnéto-élastique. Enfin, l’optimisation du couple anisotropie uniaxiale/magnétostriction de l’empilement multicouche TbCo2/FeCo est abordée, celui-ci jouant un rôle majeur dans la sensibilité et la dynamique des capteurs étudiés
Thin-film piezo-electro-magneto-elastic heterostructures stand out as promising candidates in the field of spatially resolved, low-intensity magnetic field detection at room temperature. Thus, this thesis focuses on the study of piezomagnetic coupling in microwave electro-acoustic waveguides based on nanostructured thin films with uniaxial anisotropy, deposited on piezoelectric substrates. Firstly, the investigated structures consist in a TbCo2/FeCo multilayer stack deposited on a ST-X90° Quartz substrate, to exploit the horizontal transverse mode presenting the highest sensitivity. The possibility to induce, via the magnetic field, an acoustic mode conversion, potentially usable in the design of ultra-sensitive magnetic field sensors, is also demonstrated. In addition, this study validated the developed theoretical piezo-magnetic model, by measuring the phase velocity variations of the guided elastic waves as a function of the intensity and direction of the applied magnetic field. Then, two measurement concepts are proposed in order to improve the resolution of the sensor measurement, which depends essentially on the transit time of the elastic wave in the magneto-elastic layer: the acoustic time domain reflectometry and the exploitation of a cavity mode located in the magneto-elastic layer. Finally, the optimization of the uniaxial anisotropy/magnetostriction couple of the TbCo2/FeCo multilayer stack is addressed, as it plays a major role in the sensitivity and dynamics of the studied sensors

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Herreros, Quentin. "Very low field magnetic resonance imaging." Phd thesis, Université René Descartes - Paris V, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01064053.

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The aim of this thesis is to perform Magnetic Resonance Imaging at very low field (from 1 mT to 10 mT). A new kind of sensor called "mixed sensor" has been used to achieve a good detectivity at low frequencies. Combining a superconducting loop and a giant magnetoresistance, those detectors have a competitive equivalent field noise compared to existing devices (Tuned coils, SQUIDs and Atomic Magnetometers). They have been combined with flux transformers to increase the coupling between the sample and the sensor. A complete study has been performed to adapt it to mixed sensors and then maximize the gain. This set has been incorporated in an existing small MRI device to test its robustness in real conditions. In parallel, several MRI sequences (GE, SE, FLASH, EPI, ...) have been integrated and adapted to very low field requirements. They have been used to perform in-vivo three dimensional imaging and relaxometry studies on well known products to test their reliability. Finally, a larger setup adapted for full-head imaging has been designed and built to perform images on a larger working volume.

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Afsharnia, Saeed. "Contrôle vectoriel des machines synchrones à aimants permanents : identification des paramètres et minimisation des ondulations de couple." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1995. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL_T_1995_AFSHARNIA_S.pdf.

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Le présent travail apporte des solutions aux problèmes que pose le contrôle du couple des machines synchrones à aimants permanents alimentées par un onduleur triphasé. La première contribution concerne l'identification en ligne des constantes de temps électriques des machines synchrones à répartition sinusoïdales des conducteurs: celle-ci améliore l'efficacité de l'algorithme de découplage du contrôle des courants direct et en quadrature et permet d'imposer des courants optimaux même en régime transitoire. La seconde partie traite des machines synchrones à rotor lisse et à répartition non sinusoïdale des conducteurs, dans lesquelles on annule les ondulations du couple par une modulation appropriée des courants. Une méthode simple et efficace consiste à annuler le courant direct et à imposer un courant en quadrature inversement proportionnel à la F. E. M. Correspondante. Enfin une troisième partie est consacrée à l'autopilotage des machines synchrones à aimants sans capteur de position mécanique. Cet autopilotage est effectué simplement à partir des grandeurs externes de la machine en utilisant le fait que la composante directe de la F. E. M. Induite est nulle

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Mishra, Harshad. "Magnetic field sensor based on micro-structured magnetoelastic surface acoustic waves devices." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2019. http://www.theses.fr/2019LORR0147.

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Au cours des dernières décennies, on a assisté à une croissance considérable dans le domaine des technologies des capteurs magnétiques. Le domaine est passé de simples dispositifs micro-usinés à base de silicium à des microsystèmes intégrés plus complexes combinant des transducteurs de haute performance ainsi que des interfaces sans fil. Cependant, presque tous ces appareils fonctionnent avec un mécanisme complexe tout en étant alimentés simultanément de l'extérieur et coûteux. Il y a donc un besoin profond de développer un capteur magnétique qui surmonte ces défis. Ces travaux de recherche ont porté sur le développement de capteurs à ondes élastiques de surface (SAW) pour la détection des champs magnétiques. La configuration résonateur a été considérée dans cette étude afin de permettre une interrogation sans fil. La première partie de notre travail est consacrée à l’étude de la physique et à l'interaction entre les ondes élastiques et les couches magnétostrictives lorsqu'elles sont soumises à un champ magnétique. Nous avons donc étudié des résonateurs SAW en utilisant le niobate de lithium comme substrat et un empilement multicouches [TbCo2/FeCo] comme électrode et matériau sensible. Nous avons étudié et montré le rôle de l'effet de forme dans le magnétisme résultant de la géométrie de l'électrode. Un banc de mesure expérimental a été mis au point pour démontrer l’utilisation d’un capteur magnétique SAW pour la mesure du courant électrique le long d’une lignes hautes tension. Par la suite, nous avons développé un capteur auto-compensé en température rendant sa fréquence de résonance uniquement sensible à l’intensité du champ magnétique. Ce capteur à structure multicouche utilise la coupe ST du quartz comme substrat avec comme direction de propagation des ondes X+90°C. Cette direction de la coupe ST présente un coefficient de température positif (TCF) qui a été compensé par le les couches de ZnO et du CoFeB qui présentent un TCF négatif. Enfin, en combinant nos connaissances sur les effets de forme magnétiques et sur le comportement des structure SAW multicouche pour développer un dispositif qui non seulement annule les effets de la température sur la fréquence de résonance mais également sur l'anisotropie magnétique. De plus, cette structure présente également la possibilité de réaliser un dispositif multisensoriel puisque dans le même dispositif, plusieurs modes sont générés. En plus du mode compensé en température qui permet de mesurer l’intensité du champ magnétique, un autre peu sensible au champ magnétique, permettra de mesurer la température de l’environnement de fonctionnement
The last few decades have seen tremendous growth in the area of magnetic sensor technologies. The field has grown from simple micro-machined silicon based devices to more complex integrated microsystems combining high performance transducers as well as wireless interfaces. However, almost all of these devices operate with a complex mechanism while simultaneously being externally powered as well as expensive. Thus, there arises a deep need to develop a magnetic sensor that overcomes the challenges. This research work focused on the development of surface acoustic wave (SAW) sensors for the detection of magnetic field. Owing to the possibility of wireless interrogation, SAW devices of the resonator configuration have been considered in this study. The first part of our work aims to address the physics and interaction between the acoustic waves and magnetostrictive layers when subjected to a magnetic field. We investigated SAW resonators using LiNbO3 as the substrate and multi-layered [TbCo2/FeCo] as the electrode and sensitive material. We studied and showed the role of the shape effect in magnetism arising from the electrode geometry. A model experimental set-up was developed to demonstrate an application of the fabricated device as a sensor for detection of current along a cable. Subsequently, we developed a device that is self-compensated for the effects of temperature on the resonance frequency. The multi-layered sensor was based on ST-cut Quartz as the substrate whose positive temperature coefficient of frequency (TCF) was compensated for by the negative TCF of ZnO and CoFeB. Finally, we combine our understandings of the shape effects in magnetism and the multi-layered TCF compensated SAW structure to develop a device that is not only compensated for the effects of temperature on the resonance frequency but also on the magnetic anisotropy. In addition, this structure also presents the possibility of a proof-of-concept multi-sensory device because along with the temperature compensated resonance peak, there exist other resonances which are highly sensitive to any change in the temperature while at the same time immune to magnetic field

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Voisin, Aurélie. "Classification supervisée d'images d'observation de la Terre à haute résolution par utilisation de méthodes markoviennes." Phd thesis, Université de Nice Sophia-Antipolis, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00747906.

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La classification d'images de télédétection incluant des zones urbaines permet d'établir des cartes d'utilisation du sol et/ou de couverture du sol, ou de zones endommagées par des phénomènes naturels (tremblements de terre, inondations...). Les méthodes de classification développées au cours de cette thèse sont des méthodes supervisées fondées sur des modèles markoviens. Une première approche a porté sur la classification d'images d'amplitudes issues de capteurs RSO (radar à synthèse d'ouverture) à simple polarisation et mono-résolution. La méthode choisie consiste à modéliser les statistiques de chacune des classes par des modèles de mélanges finis, puis à intégrer cette modélisation dans un champ de Markov. Afin d'améliorer la classification au niveau des zones urbaines, non seulement affectées par le bruit de chatoiement, mais aussi par l'hétérogénéité des matériaux qui s'y trouvent, nous avons extrait de l'image RSO un attribut de texture qui met en valeur les zones urbaines (typiquement, variance d'Haralick). Les statistiques de cette information texturelle sont combinées à celles de l'image initiale via des copules bivariées. Par la suite, nous avons cherché à améliorer la méthode de classification par l'utilisation d'un modèle de Markov hiérarchique sur quad-arbre. Nous avons intégré, dans ce modèle, une mise à jour de l'a priori qui permet, en pratique, d'aboutir à des résultats moins sensibles bruit de chatoiement. Les données mono-résolution sont décomposées hiérarchiquement en ayant recours à des ondelettes. Le principal avantage d'un tel modèle est de pouvoir utiliser des images multi-résolution et/ou multi-capteur et de pouvoir les intégrer directement dans l'arbre. En particulier, nous avons travaillé sur des données optiques (type GeoEye) et RSO (type COSMO-SkyMed) recalées. Les statistiques à chacun des niveaux de l'arbre sont modélisées par des mélanges finis de lois normales pour les images optiques et de lois gamma généralisées pour les images RSO. Ces statistiques sont ensuite combinées via des copules multivariées et intégrées dans le modèle hiérarchique. Les méthodes ont été testées et validées sur divers jeux de données mono-/multi-résolution RSO et/ou optiques.

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Laggoun, Ali. "Etude structurale et magnétique de films pulvérisés Fe-Zn par diffraction de rayons X et spectrométrie Mössbauer. Effet du recuit." Rouen, 1992. http://www.theses.fr/1992ROUES023.

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Les propriétés structurales et magnétiques de films métastables Fe(1x)Zn(x) (0

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Berrebi, Johanna. "Contribution à l'intégration d'une liaison avionique sans fil. L'ingénierie système appliquée à une problématique industrielle." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2013. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00800141.

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Анотація:

Dans un avion, un hélicoptère ou un lanceur actuel, des milliers de capteurs, pour la plupart non critiques sont utilisés pour la mesure de divers paramètres (températures, pressions, positions...) Les résultats sont ensuite acheminés par des fils vers les calculateurs de bord qui les traitent. Ceci implique la mise en place de centaines de kilomètres de câbles (500 km pour un avion de ligne) dont le volume est considérable. Il en résulte une grande complexité de conception et de fabrication, des problèmes de fiabilité, notamment au niveau des connexions, et une masse importante. Par ailleurs l'instrumentation de certaines zones est impossible car leur câblage est difficilement envisageable par manque d'espace. En outre, s'il est souvent intéressant d'installer de nouveaux capteurs pour faire évoluer un aéronef ancien, l'installation des câbles nécessaires implique un démantèlement partiel, problématique et coûteux, de l'appareil. Pour résoudre ces problèmes, une idée innovante a émergé chez les industriels de l'aéronautique : commencer à remplacer les réseaux filaires reliant les capteurs d'un aéronef et leur centre de décision par des réseaux sans fil. Les technologies de communication sans fil sont aujourd'hui largement utilisées dans les marchés de l'électronique de grande consommation. Elles commencent également à être déployées pour des applications industrielles comme l'automobile ou le relevé à distance de compteurs domestiques. Cependant, remplacer des câbles par des ondes représente un défi technologique considérable comme la propagation en milieu confiné, la sécurité, la sureté de fonctionnement, la fiabilité ou la compatibilité électromagnétique. Cette thèse est motivée d'une part par l'avancée non négligeable dans le milieu aérospatial que pourrait être l'établissement d'un réseau sans fil à bord d'aéronefs dans la résolution de problématique classiques comme l'allégement et l'instrumentation. Il en résulterait donc : * Une meilleure connaissance de l'environnement et de la santé de l'aéronef * Un gain sur le poids. * Un gain en flexibilité. * Un gain en malléabilité et en évolutivité. * Un gain sur la complexité. * Un gain sur la fiabilité D'autre part, étant donnée la complexité de la conception de ce réseau de capteur sans fil, il a été nécessaire d'appliquer une méthodologie évolutive et adaptée mais inspirée de l'ingénierie système. Il est envisageable, vu le nombre de sous-systèmes à considérer, que cette méthodologie soit réutilisable pour d'autre cas pratiques. Une étude aussi complète que possible a été réalisée autour de l'existant déjà établi sur le sujet. En effet, on peut en lisant ce mémoire de thèse avoir une idée assez précise de ce qui a été fait. Une liste a été dressée de toutes les technologies sans fil en indiquant leur état de maturité, leurs avantages et leurs inconvénients afin de préciser les choix possibles et les raisons de ces choix. Des projets de capteurs sans fil ont été réalisés, des technologies sans fil performantes et personnalisables ont été développées et arrivent à maturité dans des secteurs variés tels que la domotique, la santé, l'automobile ou même l'aéronautique. Cependant aucun capteur sans fil n'a été véritablement installé en milieu aérospatial car de nombreux verrous technologiques n'ont pas été levés. Fort des expériences passées, et de la maturité qu'ont prise certaines technologies, des conclusions ont été tirées des projets antérieurs afin de tendre vers des solutions plus viables. Une fois identifiés, les verrous technologiques ont été isolés. Une personnalisation de notre solution a été à envisager afin de remédier tant que faire se peut à ces points bloquants avec les moyens mis à disposition. La méthodologie appliquée nous a permis d'identifier un maximum de contraintes, besoins et exigences pour mieux focaliser les efforts d'innovation sur les plus importantes et choisir ainsi les technologies les plus indiquées.

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Bernier, Maxime. "Mesure vectorielle de champs électriques microondes et de température par transducteurs électro-optiques." Phd thesis, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00374590.

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Анотація:

Les cristaux électro-optiques (EO) comme le LiTaO3, présentent un indice de réfraction qui dépend linéairement, via l'effet Pockels, de l'amplitude d'une composante unique du champ électrique qui lui est appliqué, propriété qui permet de les utiliser comme détecteurs entièrement diélectriques, dédiés à la mesure vectorielle et non perturbative de champs électriques. Comme cette propriété est due à des effets non-linéaires, ces sondes EO possèdent des sensibilités (champ minimum mesurable) intrinsèquement faibles. Des sondes EO basées sur la modulation d'amplitude, utilisant une cavité Fabry-Pérot, permettent néanmoins d'améliorer cette sensibilité de plusieurs ordres de grandeur. Malheureusement les propriétés optiques de ces cristaux dépendent également de la température, engendrant une instabilité temporelle de la réponse EO de la sonde pour des mesures dites de «terrain».
Le système développé au sein de l'IMEP-LAHC, en collaboration avec le centre d'étude de Gramat, et presenté dans ce manuscrit, a permis d'aboutir à la première mesure simultanée d'une composante du champ électrique et de la température avec une précision de l'ordre de 40 mK, et ce pendant plusieurs minutes dans des conditions expérimentales drastiques. Ce transducteur EO présente une réponse plate sur une bande spectrale allant du quasi DC à 16 GHz, une résolution spatiale d'une centaine de micron et une sélectivité supérieure à 25 dB.

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Дисертації з теми "Capteur de champs RF"

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