Дисертації з теми "Détecteurs actifs"
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Chareyron, Baptiste. "Contribution à la modélisation de paliers magnétiques actifs auto-détecteurs." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015SACLN007.
Анотація:
Les paliers magnétiques actifs auto-détecteurs sont des transducteurs électromécaniques permettant de réaliser deux fonctions simultanées: une fonction puissance assurant le positionnement du rotor et une fonction capteur de position permettant d'estimer la taille de l'entrefer et la position du rotor. Dans cette thèse nous nous sommes intéressés au développement de modèles électromagnétiques de paliers magnétiques actifs auto-détecteurs pour leur conception et leur optimisation. Différents modèles ont ainsi été produits durant ces travaux de thèse:- Un modèle haute fréquence d'un matériau feuilleté et polarisé construit à partir d'une mesure de la perméabilité réversible et d'un modèle formel de diffusion haute fréquence;- Un modèle de simulation des courants induits dans un rotor feuilleté générés par la rotation de celui-ci. Ce modèle permet alors de déterminer les pertes par courants induits ainsi que l'effet de la rotation sur l'estimation de la position;- Enfin, un modèle de l'impédance haute fréquence d'un circuit magnétique feuilleté, saturable et polarisé. Cette modélisation se réalise en 3 étapes : calcul magnétostatique non linéaire, intégration du modèle haute fréquence et calcul magnétodynamique linéaire. Ces différentes approches de modélisation ont été validées expérimentalement au moyen d'un cadre d'Epstein et sur deux types de paliers magnétiques. L'ensemble de ces modèles ont ensuite été exploités dans un outil pour la conception optimale de paliers magnétiques actifs auto-détecteur. Finalement, une optimisation multivariable bi-objective a été réalisée de façon à concevoir un palier magnétique actif auto-détecteur optimal à la fois d'un point de vue capteur et d'un point de vue puissanceActive magnetic bearings with a self-sensing approach are electromechanical transducers. They realize two different functions at the same time: power function for moving the rotor, and sensor function for estimating the size of the air gap and the position of rotor. In this thesis, we developed an electromagnetic model for conception and optimization of these active magnetic bearing. In order to achieve this goal, different models were developed during this thesis:- A high frequency model of a laminated and polarized material builds with a reversible permeability measure and an homogenization model for high frequency;- A simulation model induced currents in a laminated rotor created by its own rotation. This one permits eddy current losses determination and the impact of rotation on the position estimation;- Finally, a high frequency impedance model for a laminated, saturated and polarized magnetic circuit. This model computes in 3 steps: nonlinear magnetostatic calculation, integration of high frequency model and linear magnetodynamic calculation. These different approaches were validated experimentally with an Epstein frame and with two different magnetic bearings. All these models were then exploited in a tool for optimal conception of active magnetic bearings with a self-sensing approach. Finally, a bi-objective multivariable optimization was realized to design an optimal active magnetic bearing to both estimate position and create force
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Germain, Olivier. "Segmentation d'images radar : caractérisation des détecteurs de bord et apport des contours actifs statistiques." Aix-Marseille 3, 2001. http://www.theses.fr/2001AIX30003.
Анотація:
Le Radar à Synthèse d'Ouverture (RSO) permet l'observation de la Terre à haute résolution, par tout temps, de jour comme de nuit. L'inconvénient d'un tel système par rapport aux capteurs optiques classiques est qu'il délivre des images fortement dégradées par le phénomène de speckie, qui en limite considérablement l'interprétation automatique. Cette thèse est consacrée à la segmentation des images RSO, étape fondamentale pour faciliter et améliorer l'analyse de l'image. Le travail s'articule autour de deux axes majeurs. Dans un premier temps, nous caractérisons la précision spatiale d'une famille de détecteurs de bord adaptés au speckie et communément employée en imagerie RSO. Nous montrons en particulier que ces détecteurs fournissent une localisation biaisée des bords dans certaines situations où la forme de la fenêtre d'analyse n'est pas adaptée au bord (bord incliné, bord sinueux, speckie corrélé). .Synthetic Aperture Radar (SAP) allows high resolution Earth observation in any weather condition, both day and night. The drawback of such a system compared to classical optical sensors that it provides images strongly corrupted by the speckle effect, whose automatic interpretation therefore drastically limited. This thesis is devoted to SAR image segmentation, which is a fund mental step to facilitate and improve the analysis of the image. Work is performed according two main lines. Firstly, we characterize the spatial accuracy of a speckle-dedicated family of edge detectors, that commonly used in SAR imagery. We show in particular that these detectors deliver a biased edje location in some situations where the analyzing window is not adapted to the edge (tilted edge, sinuous edge, correlated speckle). A simple phenomenological model is proposed to describe this property and give an approximative expression of the bias. Secondly, we use the technique of Statistical Active Contour (SAC) to improve the location of the contour of one object in a scene. Used in cooperation with the edge detector, the SAC offers notable refinement of the segmentation, by correcting the bias and reducing the variance on the contour location. .
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Guinedor, Pierre. "Etude des bruits basse fréquence et des défauts électriquement actifs dans les détecteurs infrarouge refroidis." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAT120.
Анотація:
Dans le contexte des technologies HOT (High Operating Temperature) visant l’augmentation de la température de fonctionnement, les bruits basse fréquence 1/f et RTS (Random Telegraph Signal) sont les principaux détracteurs dégradant la qualité image des détecteurs infrarouge refroidis à base de HgCdTe. Ce travail est donc consacré à la détermination des défauts qui en sont à l’origine pour, à terme, pouvoir espérer améliorer la qualité image. A cette fin, deux voies d’étude ont été empruntées : la caractérisation électro-optique des bruits basse fréquence et la caractérisation spectroscopique des défauts électriquement actifs dans le matériau. Après avoir décrit les généralités sur la détection infrarouge et présenté les différentes techniques de spectroscopie employées lors de ce travail, les bruits basse fréquence sont étudiés pour affiner la compréhension de leur mécanisme physique. Enfin, des études de DLTS (Deep Level Transient Spectroscopy) sont menées pour deux technologie de fabrication en bande SWIR (Short Wave InfraRed, λc = 2,5 µm) et MWIR bleu (Mid Wave Infrared, λc = 4,2 µm) pour tenter de remonter aux défauts du matériau qui sont à l’origine de ces bruitsThe current trend in the infrared market is to address HOT (High Operating Temperature) applications, which exacerbates the impact of low frequency noises (Random Telegraph Signal (RTS) and 1/f) and then degrades the image quality of cooled HgCdTe detectors. In this work, the focus was laid on the analysis of defects at the root of these noises to, eventually, improve the image quality. Two paths are introduced: the electro-optical characterization of low frequency noises and the spectroscopic characterization of electrically active defects in the material. First generalities on infrared detection and spectroscopic techniques used in this work are described. Then low frequency noises characterizations are realized to refine the comprehension of their physical mechanisms. Finally DLTS (Deep Level Transient Spectroscopy) studies are performed on two technologies for SWIR (Short Wave InfraRed, λc = 2.5 µm) and MWIR blue ((Mid Wave Infrared, λc = 4.2 µm) bands in order to get to the root of low frequency noises
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Bria, Toufiq. "Etude de mécanismes d’hybridation pour les détecteurs d’imagerie Infrarouge." Thesis, Paris 11, 2012. http://www.theses.fr/2012PA112342/document.
Анотація:
L’évolution de la microélectronique suit plusieurs axes notamment la miniaturisation des éléments actifs (réduction de taille des transistors), et l’augmentation de la densité d’interconnexion qui se traduisent par la loi de Gordon Moore qui prédit que la densité d'intégration sur silicium doublerait tous les deux ans. Ces évolutions ont pour conséquence la réduction des prix et du poids des composants. L’hybridation ou flip chip est une technologie qui s’inscrit dans cette évolution, elle consiste en l’assemblage de matériaux hétérogènes. Dans cette étude il s‘agit d’un circuit de lecture Silicium et d’un circuit de détection InP ou GaAs assemblés par l’intermédiaire d’une matrice de billes d’indium. La connexion flip chip est basée sur l’utilisation d’une jonction par plots métalliques de faibles dimensions qui permet de diminuer les pertes électriques (faible inductance et faible bruit), une meilleure dissipation thermique, une bonne tenue mécanique. Enfin elle favorise la miniaturisation avec l’augmentation de la compacité et de la densité d’interconnexion.Les travaux de thèse se concentrent sur deux axes principaux. Le premier concerne l’hybridation par brasure avec la technologie des billes d’indium par refusion, et le second concerne l’hybridation par pression à température ambiante (nano-scratch) par l’intermédiaire des nanostructures (Nano-fils d’or, Nano-fils ZnO). Ces travaux ont permis la réalisation d’un détecteur InGaAs avec extension visible de format TV 640*512 pixels au pas de 15 µm. Ces travaux ont également permis la validation mécanique de l’assemblage d’un composant de format double TV 1280*1024 pixels au pas de 10 µm par cette même méthode de reflow. Pour l’axe hybridation à froid, nos travaux ont permis la validation d’une méthode de croissance de nano-fils ZnO par une voix hydrothermique à basse température (<90°C)Evolution of microelectronics follows several major roads, in particular the size decrease of active elements (reduction of size of transistors), better electrical performances, high I/O density and smaller size. This revolution has been predicted by Gordon Moore who suggested that integrated circuits would double in complexity every 24 months. As a consequence, this evolution induces both the reduction of prices and the weight of components.The term flip chip describes the method of electrically connecting the die to the package substrate. Flip chip microelectronic assembly is the direct electrical connection of face-down (or flipped) integrated circuit (IC) chips onto substrates, circuit boards, or carriers, using conductive bumps on the chip bond pads. Flip chip offers the highest speed electrical performance, reduces the delaying inductance and capacitance of the connection, Smallest Size Greatest I/O Flexibility, Most Rugged, high I/O density and Lowest Cost.This thesis work study concentrates on two main directions. The first one concerns hybridization by means of the technology of Indium bumps associated to a reflow process and the second one is about pressure induced hybridization at low temperature using nanostructures (Nano-scratch). In this work, we have developed a complete process to assemble a focal plane array format of 640 x 512 pixels with a pitch of 15 µm. These studies also allowed the mechanical validation of hybridization of a focal plane arrays 1280*1024 pixels with a pitch of 10 µm. Concerning alternative technologies to flip chip reflow, we introduced and demonstrate the relevance of a method of growth of ZnO nanorods using low temperature wet chemical growth and further hybridization at ambient temperature
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Bria, Toufiq. "Etude de mécanismes d'hybridation pour les détecteurs d'imagerie Infrarouge." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00773021.
Анотація:
L'évolution de la microélectronique suit plusieurs axes notamment la miniaturisation des éléments actifs (réduction de taille des transistors), et l'augmentation de la densité d'interconnexion qui se traduisent par la loi de Gordon Moore qui prédit que la densité d'intégration sur silicium doublerait tous les deux ans. Ces évolutions ont pour conséquence la réduction des prix et du poids des composants. L'hybridation ou flip chip est une technologie qui s'inscrit dans cette évolution, elle consiste en l'assemblage de matériaux hétérogènes. Dans cette étude il s'agit d'un circuit de lecture Silicium et d'un circuit de détection InP ou GaAs assemblés par l'intermédiaire d'une matrice de billes d'indium. La connexion flip chip est basée sur l'utilisation d'une jonction par plots métalliques de faibles dimensions qui permet de diminuer les pertes électriques (faible inductance et faible bruit), une meilleure dissipation thermique, une bonne tenue mécanique. Enfin elle favorise la miniaturisation avec l'augmentation de la compacité et de la densité d'interconnexion.Les travaux de thèse se concentrent sur deux axes principaux. Le premier concerne l'hybridation par brasure avec la technologie des billes d'indium par refusion, et le second concerne l'hybridation par pression à température ambiante (nano-scratch) par l'intermédiaire des nanostructures (Nano-fils d'or, Nano-fils ZnO). Ces travaux ont permis la réalisation d'un détecteur InGaAs avec extension visible de format TV 640*512 pixels au pas de 15 µm. Ces travaux ont également permis la validation mécanique de l'assemblage d'un composant de format double TV 1280*1024 pixels au pas de 10 µm par cette même méthode de reflow. Pour l'axe hybridation à froid, nos travaux ont permis la validation d'une méthode de croissance de nano-fils ZnO par une voix hydrothermique à basse température (<90°C).
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Vanstalle, Marie. "Dosimétrie électronique et métrologie neutrons par capteur CMOS à pixels actifs." Strasbourg, 2010. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2010/VANSTALLE_Marie_2010.pdf.
Анотація:
Ce travail vise à démontrer la faisabilité d’un dosimètre opérationnel neutrons basé sur la technologie CMOS. Le capteur utilisé (MIMOSA-5) doit pour cela être transparent aux γ et pouvoir détecter les neutrons sur une large gamme d’énergie en gardant évidemment une bonne efficacité de détection. La réponse du système de détection, constitué du capteur CMOS adjoint d’un matériau convertisseur (polyéthylène pour les neutrons rapides, 10B pour les neutrons thermiques), a été confrontée à des simulations Monte Carlo effectuées avec MCNPX et GEANT4. Un travail de validation de ces codes a préalablement été effectué pour justifier leur utilisation dans le cadre de notre application. Les expériences nous permettant de caractériser le capteur ont été menées au sein de l’IPHC ainsi qu’à l’IRSN/LMDN (Cadarache). Les résultats de l’exposition du capteur à des sources de photon pures et à un champ mixte n/γ (source 241AmBe) montrent la possibilité d’obtenir un système transparent aux γ par application d’une coupure appropriée sur le dépôt d’énergie (aux alentours de 100 keV). L’efficacité de détection associée est très satisfaisante avec une valeur de 10-3, en très bon accord avec MCNPX et GEANT4. La réponse angulaire du capteur a été étudiée par la suite à l’aide de la même source. La dernière partie de cette étude traite de la détection des neutrons thermiques (de l’ordre de l’eV). Les expériences ont été menées à l’IRSN sur une source de 252Cf modérée à l’eau lourde. Les résultats obtenus ont montré une très bonne efficacité de détection (allant jusqu’à 6×10-3 pour un convertisseur dopé au 10B) en très bon accord avec GEANT4This work aims at demonstrating the possibility to use active pixel sensors as operational neutron dosemeters. To do so, the sensor that has been used has to be γ-transparent and to be able to detect neutrons on a wide energy range with a high detection efficiency. The response of the device, made of the CMOS sensor MIMOSA-5 and a converter in front of the sensor (polyethylen for fast neutron detection and 10B for thermal neutron detection), has been compared with Monte Carlo simulations carried out with MCNPX and GEANT4. These codes have been beforehand validated to check they can be used properly for our application. Experiments to characterize the sensor have been performed at IPHC and at IRSN/LMDN (Cadarache). The results of the sensor irradiation to photon sources and mixed field (241AmBe source) show the γ-transparency of the sensor by applying an appropriate threshold on the deposited energy (around 100 keV). The associated detection efficiency is satisfactory with a value of 10-3, in good agreement with MCNPX and GEANT4. Other features of the device have been tested with the same source, like the angular response. The last part of this work deals with the detection of thermal neutrons (eV-neutrons). Assays have been done in Cadarache (IRSN) with a 252Cf source moderated with heavy water (with and without cadmium shell). Results asserted a very high detection efficiency (up to 6×10-3 for a pure 10B converter) in good agreement with GEANT4
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Gérard, Lucie. "Noyaux actifs de galaxies émetteurs dans le domaine GeV-TeV : observations et étude dans le cadre du modèle d'unification." Paris 7, 2010. http://www.theses.fr/2010PA077237.
Анотація:
L'expérience H. E. S. S. Est composée d'un réseau de quatre télescopes Cherenkov. L'analyse systématique de l'ensemble des AGN observés par cette expérience jusqu'au mois d'avril 2010 a été réalisée. Une vue d'ensemble de ces objets est présentée : de la stratégie d'observation à l'étude des caractéristiques spectrales et variationnelles de chacune des sources détecte��es. Les limites supérieures sur les flux ont également été calculées pour les sources n'atteignant pas le seuil de détection. La majorité de ces AGN, comme ceux détectés par les autre ACT, sont des BL Lac, des blazars très énergétiques dont l'émission est amplifiée par effet Doppler car leur jet est orienté vers la Terre. Dans le cadre du modèle d'unification, ces objets sont associés aux FRI avec lesquels ils partageraient l'ensemble de leurs caractéristiques intrinsèques. Une étude de population a été menée en utilisant la population de BL Lac détectée par les ACT, mais aussi celle détectée par Fermi. En partant d'hypothèses simples, la distribution des luminosités intrinsèques a pu être estimée. L'hypothèse d'un facteur de Lorentz I unique pour l'ensemble de la population a été invalidée, et la distribution de ces facteurs contrainte. Une | population parente dotée de ces caractéristiques intrinsèques a ensuite été simulée et a permis de rendre | compte de la population de BL Lac détectée par les ACT et par Fermi. Il a ensuite été montré qu'en l'absence d'une ouverture géométrique du jet, il semble difficile d'associer cette population parente aux FRI ; sa densité reste toutefois compatible avec celle des galaxies elliptiquesThe H. E. S. S. Experiment consists of an array of four Cherenkov telescopes. The systematic analysis of all AGN observed by the experiment until April 2010 was performed. An overview of these objects is presented: from the strategy of observation to the study of spectral and variational characteristics of each detected source. The flux upper limits were also calculated for sources that do not reach the detection threshold. Most of these AGN, such as those detected by the other ACTs, are BL Lac, highly energetic blazars whose emission is amplified by Doppler boosting because their jet is directed towards Earth. In the framework of the unification model, these objects are associated with FR I with which they share all their intrinsic characteristics. A population study was conducted using the population of BL Lac detected by the ACTs, but also that detected by Fermi. Starting from simple assumptions, the distribution of intrinsic luminosities was estimated. The assumption of a single Lorentz factor for the whole population has been invalidated, and the distribution of these factors was constrained. A parent population with these intrinsic characteristics was then simulated which it was shown could account for the population of BL ,Lac detected by the ACTs and by Fermi. It was then demonstrated that, without a geometric opening of the jet, this parent population can hardly be associated with FRI, its density being nevertheless compatible with that of elliptical galaxies
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Martin, Gisèle. "Étude des filtres actifs pour l'électronique associée à la lecture des signaux provenant des détecteurs soumis à fort taux de particules incidentes." Paris 11, 1987. http://www.theses.fr/1987PA112217.
Анотація:
Les chaînes linéaires de traitement des signaux, provenant des détecteurs de particules, doivent être très rapides dans les cas où le taux de particules incidentes est élevé. Ceci impose que tous les signaux de longue durée soient raccourcis à l'aide de circuits de filtrage que nous rajoutons dans la chaîne linéaire ; c'est le cas pour le signal provenant du détecteur pour la réponse du premier étage d'amplification optimisé en ce qui concerne le rapport signal sur bruit et également pour la réponse du câble de transmission, utilisé pour transmettre des signaux ayant un temps de montée très rapide. En ce qui concerne les signaux ayant une forme exponentielle, la synthèse du filtre est aisément obtenue : le pôle du signal est annulé à l'aide du zéro du filtre et remplacé par le pôle de ce dernier. Le filtre s'appelle alors "pôle-zéro". Pour les autres signaux présentant une longue queue non exponentielle, il n'existe pas de méthode simple pour la synthèse du filtre de raccourcissement. Nous utilisons les circuits "pôle-zéro" ; ceux-ci étant déterminés à l'aide d'une approximation du signal en une partie rapide à laquelle s'ajoute une exponentielle lent. Nous déterminons ainsi les caractéristiques des filtres "pôle-zéro" pour chaque signal à raccourcir en fonction du raccourcissement souhaité ; ce dernier dépend de la largeur du filtre gaussien de mise en forme utiliséIn the case of detectors with high particle rates, the read out electronics has to be fast. The overall response of the chain to the detector signal has to be made short by using appropriate filtering. Hence, shortening filters are used for the detector signal tail, for the preamplifier integration time constant and for the transmission cable tail when used with fast signals. For exponential waveform shortening, the filter synthesis is easy: the signal pole is cancelled by the zero of the filter circuit response and replaced by a new pole. The filter is called a “pole-zero”. For a signal with a non exponential tail, there is no simple way to accomplish the filter synthesis. In this case, the same “pole-zero” filters are used, but the synthesis is done by using an approximation for the signal with: a fast component by a Dirac function and a slow component by an exponential function. We are able in this case to determine the characteristics of the filter as a function of the desired shortening, which depends of the Gaussian filter width desired for the overall response
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Nguyen, Ngoc Hoang. "Etude du comportement électrochimique des charbons actifs à l'aide des électrodes à pâte de carbone : application à la détermination des ions métalliques et des molécules organiques." Lyon 1, 1999. http://www.theses.fr/1999LYO10141.
Анотація:
Ce memoire a pour objectif l'etude du comportement electrochimique des charbons actifs (c. A. ) incorpores dans une electrode a pate de carbone (epc) a liant conducteur, ainsi que l'application de cette electrode a la determination des ions metalliques et des molecules organiques. L'evaluation des c. A. A ete realisee par les methodes : voltamperometrie, desorption a temperature programmee (dtp) et dosage chimique des groupes fonctionnels. Il a ete montre que la plupart de pics observes sur les voltamperogrammes des c. A. Etaient dus aux groupes quinones/hydroquinones qui se decomposent aux temperatures entre 800 et 1100 k. La dtp s'est averee tres utile pour mettre en evidence le role de groupes superficiels dans le comportement electrochimique des c. A. . Dans une seconde partie nous avons decrit l'etude de molecules d'alizarine s et de pyrocatechol adsorbees sur les c. A. . Il a ete trouve que la capacite d'adsorption des c. A. Vis-a-vis des differents solutes etait tres variable, et dependait non seulement de leur surface specifique, mais encore de la nature des sites sur les c. A. , ainsi que des liaisons entre le substrat et les molecules adsorbees. Il a ete observe que les molecules de pyrocatechol adsorbees sur differents sites etaient oxydees a differents potentiels. La troisieme partie a ete consacree a la determination de traces metalliques. La preconcentration des ions metalliques a ete realisee par adsorption sur un c. A. Incorpore ensuite dans une epc. La limite de detection obtenue etait de l'ordre de 10 8 m pour les ions cd 2 +, pb 2 + et cu 2 +. Enfin, dans une quatrieme partie, la reduction des composes aromatiques nitres a ete etudiee. Le nombre d'electrons mis en jeu lors des reductions a ete determine. Le grand domaine de linearite et les limites de detection de l'ordre de 10 7 m permettent de considerer les epc comme des outils fiables pour la determination des especes aromatiques nitres.
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Dahoumane, Mokrane. "Conception, Réalisation et Caractérisation de l'Electronique Intégrée de Lecture et de Codage des Signaux des Détecteurs de Particules Chargées à Pixels Actifs en Technologie CMOS." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00475421.
Анотація:
Les futures grandes expériences de l'exploration des lois fondamentales de la Nature (e.g. ILC) exigent des détecteurs de vertex de résolution spatiale et de granularité poussées, très minces et radio-tolérants, qui sont hors de portée des technologies de détections actuelles. Ce constat est à l'origine du développement des Capteurs CMOS à Pixels Actifs. La résolution spatiale du capteur est une performance clé. Elle résulte de la répartition des charges libérées par une particule chargée traversant, et ionisant, le volume sensible. L'encodage de la charge collectée par chaque pixel repose sur un CAN (Convertisseur Analogique Numérique) intégrable à même le substrat abritant le volume sensible du capteur. Ce CAN doit être précis, compact, rapide et de faible consommation. L'objectif de cette thèse a donc été de concevoir un CAN répondant à ces exigences conflictuelles. D'abord, plusieurs architectures d'un échantillonneur-bloqueur-amplificateur ont été étudiées pour conditionner le faible signal des pixels. Une architecture originale de cet étage a été conçue. L'architecture pipeline du CAN a été choisie. La configuration de base de 1,5 bit/étage a été implémentée pour tester la validité du concept, puisqu'elle permet de minimiser les contraintes sur chaque étage. Nous avons optimisé l'architecture en introduisant le concept du double échantillonnage dans un premier temps sur une configuration de 2,5 bits/étage, ceci a permis de minimiser les dimensions et la puissance. Le double échantillonnage combiné avec la résolution de 1,5 bit/étage a constitué une seconde amélioration. Une nouvelle architecture du CAN adapté à la séquence des commandes des pixels a été proposée.
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Dahoumane, Mokrane. "Conception, réalisation et caractérisation de l’électronique intégrée de lecture et de codage des signaux des détecteurs de particules chargées à pixels actifs en technologie CMOS." Strasbourg, 2009. http://www.theses.fr/2009STRA6236.
Анотація:
Les futures grandes expériences de l’exploration des lois fondamentales de la Nature (e. G. ILC) exigent des détecteurs de vertex de résolution spatiale et de granularité poussées, très minces et radio-tolérants, qui sont hors de portée des technologies de détections actuelles. Ce constat est à l’origine du développement des Capteurs CMOS à Pixels Actifs. La résolution spatiale du capteur est une performance clé. Elle résulte de la répartition des charges libérées par une particule chargée traversant, et ionisant, le volume sensible. L’encodage de la charge collectée par chaque pixel repose sur un CAN (Convertisseur Analogique Numérique) intégrable à même le substrat abritant le volume sensible du capteur. Ce CAN doit être précis, compact, rapide et de faible consommation. L’objectif de cette thèse a donc été de concevoir un CAN répondant à ces exigences conflictuelles. D’abord, plusieurs architectures d’un échantillonneur-bloqueur-amplificateur ont été étudiées pour conditionner le faible signal des pixels. Une architecture originale de cet étage a été conçue. L’architecture pipeline du CAN a été choisie. La configuration de base de 1,5 bit/étage a été implémentée pour tester la validité du concept, puisqu’elle permet de minimiser les contraintes sur chaque étage. Nous avons optimisé l’architecture en introduisant le concept du double échantillonnage dans un premier temps sur une configuration de 2,5 bits/étage, ceci a permis de minimiser les dimensions et la puissance. Le double échantillonnage combiné avec la résolution de 1,5 bit/étage a constitué une seconde amélioration. Une nouvelle architecture du CAN adapté à la séquence des commandes des pixels a été proposéeThe future big experiments for exploring the fundamental laws of the Nature (e. G. International Linear Collider, ILC) require Vertex Detectors of high spatial resolution and granularity, very thin and radio-tolerant, which are out of reach of the current detection technologies. This observation is at the origin of the development of a novel technology, CMOS Active Pixel Sensors. The spatial resolution of the sensor is a major performance. It results from the sharing of the charges created by a charged particle when it crosses -and ionizes- the sensitive volume. The encoding of the charge collected by each pixel bases on an ADC (Analog-to-Digital Converter), which must be integrated on the substrate sheltering the sensitive volume of the sensor. This ADC must be precise, compact, fast and dissipating low power. The objective through this thesis was to design an ADC fulfilling these conflicting requirements. First, several architectures of a sample-hold-amplifier were studied for conditioning the low signal coming from the pixel. An original architecture of this stage was designed. The pipelined architecture was chosen to develop the ADC. The basic configuration 1. 5 bit/stage was implemented to test the validity of the concept, because it allows minimizing the constraints of each single stage. We optimized the ADC pipelined architecture by introducing the double sampling concept on a configuration of 2. 5 bits/stage, this allowed to minimize the dimensions and the power. The double sampling combined with the 1. 5 bit inter-stage resolution constituted a second improvement of the ADC architecture. A new architecture of the ADC adapted to the pixel command sequence was proposed
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Higueret, Stéphane. "Développement d'un dosimètre électronique compact à base de capteurs CMOS pour la mesure du radon." Phd thesis, Université Louis Pasteur - Strasbourg I, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00391848.
Анотація:
L'exposition du public au gaz radon 222Rn fait l'objet d'une attention croissante. Les méthodes traditionnelles de détection de radon étant soit peu flexibles, soit très chères, cette thèse présente le développement d'un dispositif électronique compact et autonome qui s'appuie sur les progrès récents en microélectronique pour la physique des particules. Le coeur du dispositif est un circuit intégré CMOS original (basse tension, faible consommation) qui assure à la fois les fonctions de capteur et de traitement. Les premiers tests, d'efficacité et en sources de particules alpha, s'appuient sur des simulations détaillées (TRIM, GEANT IV). Différents prototypes de cartes électroniques ont été développés pour d'une part la détection passive de radon à différentes concentrations et d'autre part la détection supplémentaire des descendants sur aérosols 218Po et 214Po qui contribuent de façon importante à l'irradiation α interne".Le système final est une carte miniaturisée au format CB, qui comprend quatre circuits pour la détection simultanée de radon et de ses descendants solides. Une excellente linéarité a été obtenue jusqu'à 80 kBq.m-3 sur le banc de test BACCARA au Laboratoire de Mesure des Aérosols de l‘IRSN à Saclay. Un circuit de deuxième génération est également proposé
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Heini, Sébastien. "Conception et intégration d’un capteur à pixels actifs monolithiques et de son circuit de lecture en technologie CMOS submicronique pour les détecteurs de position du futur." Strasbourg, 2009. http://www.theses.fr/2009STRA6045.
Анотація:
Le travail de thèse présenté dans ce mémoire a été réalisé dans le cadre du développement des capteurs CMOS devant équiper le futur détecteur de vertex de l’expérience CBM à FAIR (GSI, Darmstadt). Premièrement, nous présentons de nouveaux circuits de détection de particules ionisantes en mode courant : les PhotoFETs. Ils ont été développés pour améliorer les performances des capteurs CMOS, notamment en termes de sensibilité et de vitesse de lecture. Deuxièmement, nous présentons une nouvelle architecture de Convertisseur Analogique-Numérique de 4 bits à double rampe. Leur intégration dans les capteurs CMOS impose des critères d’encombrement inhabituels et des contraintes sévères sur la consommation et le temps de conversion. Cette contribution a abouti à des résultats expérimentaux satisfaisants qui ouvrent des perspectives intéressantes pour l’intégration des PhotoFETs et des CAN à double rampe dans des capteurs CMOS, notamment en exploitant des technologies profondément submicroniques et la technologie 3DThe thesis work, presented in this manuscript, was carried out for the development of the CMOS sensors which are foreseen to equip future vertex detector of the CBM experiment at FAIR (GSI, Darmstadt). First, we present new ionising particles detection circuits working in current mode: PhotoFETs. They were developed in order to improve the performances of the CMOS sensors, in particular the sensitivity and readout speed. Second, we present a new architecture of Double ramp Analogue-to-Digital Converter (ADC) with 4 bits resolution. Its integration into the CMOS sensors imposes specific constraints on the design of ADC: minimal material budget (layout size), severe limits on the power consumption and the conversion time. This contribution succeeded in good experimental results which open interesting perspectives for the integration of PhotoFETs and Double Ramp ADC in to CMOS sensors, in particular by using Very Deep Submicronic technologies and 3D technology
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Lenain, Jean-Philippe. "Rayonnement γ des noyaux actifs de galaxies observé aux très hautes énergies avec H. E. S. S. : études multi-longueurs d’onde et modélisation de processus radiatifs". Observatoire de Paris (1667-....), 2009. https://theses.hal.science/tel-00431288.
Анотація:
Les Noyaux Actifs de Galaxies (NAG) sont parmi les sources les plus énergétiques dans l’Univers. Certains possèdent un jet relativiste dont l’émission est purement non-thermique. Lorsque le jet est aligné avec notre ligne de visée, ces objets appelés “blazars” voient leur émission amplifiée par effet Doppler relativiste. Depuis l avènement de l’astrophysique aux très hautes énergies (THE; E > 100 GeV), les télescopes Čerenkov comme H. E. S. S. Ont observé près d’une trentaine de NAG, principalement des blazars, depuis le sol. Ils tirent parti du rayonnement Čerenkov issu des gerbes de particules secondaires engendrées par l’arrivée d’un photon dans l’atmosphère terrestre, pour remonter aux propriétés du photon incident et ainsi étudier ces sources extragalactiques. Nous avons étudié l’émission THE rapidement variable du blazar PKS 2155-304, dont deux éruptions majeures ont été détectées en Juillet 2006, grâce à un modèle Synchrotron self-Compton (SSC) dynamique. Cette émission variable présente des propriétés extrêmes excluant certains scénarios d’émission standard des blazars. Nous avons aussi développé un modèle d’émission SSC de jets relativistes non alignés avec la ligne de visée, afin d’interpréter la découverte récente par H. E. S. S. De deux radio galaxies, M87 et CenA, qui prouve l’émergence d’une nouvelle famille d’émetteurs cosmiques au TeV. Nous concluons avec une étude systématique menée sur l’ensemble des NAG actuellement connus au TeV, à l’aide d’un modèle SSC stationnaire. Nous présentons des diagnostics de prédictions de densités de flux dans ces objets, pouvant être confrontés aux observations futures du Čerenkov Telescope Array (CTA)Active Galactic Nuclei (AGN) are among the most energetic sources in the Universe. A subgroup of AGN possesses relativistic jets, the emission of which is purely non-thermal. In the case where the jet is aligned to the line of sight, these objects, called “blazars”, have their emission amplified by the relativistic Doppler effect. Since the advent of very high energy (VHE; E > 100GeV) -ray astrophysics, Čerenkov telescopes like H. E. S. S. Have observed almost thirty AGN, mainly blazars, from the ground. Čerenkov radiation from particle showers created by the interaction of -rays in the terrestrial atmosphere is used to derive the properties of the incident photon and thus to study these extragalactic sources. We have studied the highly variable VHE -ray emission from the blazar PKS 2155- 304, from which two major outbursts were detected in July 2006, within the framework of a dynamic Synchrotron self-Compton (SSC) model. This variable emission presents properties excluding the most standard emission scenarios for blazars. We have also developed an SSCemission model for misaligned relativistic jets, to interpret the recent discovery of VHE -ray emission from two radio galaxies, M87 and CenA, which established the emergence of a new familiy of cosmic TeV emitters. We conclude with a systematic study conducted on all the AGN currently known at TeV with a stationary SSC model. We present tools for predictions of flux densities in these objects, which can be confronted with future observations by the Čerenkov Telescope Array (CTA)
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Belredon, Xavier. "Collection de charges induites par des particules lourdes dans les APS : influence des paramètres de conception." École nationale supérieure de l'aéronautique et de l'espace (Toulouse ; 1972-2007), 2003. http://www.theses.fr/2003ESAE0016.
Анотація:
Nous avons étudié l'influence de la technologie sur la physique de collection de charges induites par des ions lourds dans les APS. L'objectif est de déterminer les paramètres clés de la conception d’un APS «détecteur de particules» de l'environnement spatial. Cette étude a montré que la diffusion est prédominante dans la collection de charges pour toutes les technologies étudiées, avec une influence plus ou moins forte suivant qu’il s’agit d’une technologie épitaxiée ou substrat massif. Après irradiation aux protons, une perte de charges et une collection retardée ont été mises en évidence ; ces effets sont attribués à la combinaison de la diffusion des charges et de l'action des pièges créés dans le composant. Même s’ils sont inévitables dans les applications spatiales, ces effets seront réduits par l'utilisation de couches épitaxiées. Nous avons conçu et réalisé un prototype de APS «détecteur de particules» qui nous a permis d’évaluer la gamme de détection de 0. 03 à 50 MeV. Cm². Mg⁻¹.
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Taforeau, Julien. "Un spectromètre à pixels actifs pour la métrologie des champs neutroniques." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01065781.
Анотація:
La métrologie fondamentale est la garante de la pérennité des systèmes de mesure et est en charge de fournir les étalons de références. En ce qui concerne la métrologie des rayonnements ionisants et, en particulier la métrologie des neutrons, des détecteurs étalons sont utilisés pour caractériser les champs de références, en énergie et en fluence. Les dosimètres ou détecteurs de particules sont étalonnés. Cette thèse présente le développement d'un spectromètre neutron candidat au statut d'étalon primaire pour la caractérisation de champs neutroniques dans la gamme 5-20 MeV. Le spectromètre utilise le principe du télescope à protons de recul comme moyen de détection ; la technologie CMOS, au travers de trois capteurs de positions, est mise à profit pour réaliser la trajectographie du proton de recul. Un détecteur Si(Li) est en charge de la mesure de l'énergie résiduelle du proton. Les simulations des dispositifs, réalisées sous MCNPX, ont permis d'estimer les performances du dispositif et de valider la procédure de reconstruction de l'énergie des champs neutroniques. Une étape essentielle de caractérisation des éléments du télescope et en particulier des capteurs CMOS est également proposée afin de garantir la validité de mesures expérimentales postérieures. Les tests réalisés aussi bien en champs mono-énergétiques qu'en champs étendus témoignent des très bonnes performances du système. La quantification des incertitudes indiquent une mesure de l'énergie avec une précision de plus de 1.5 % pour une résolution de moins de 6 %. La mesure de la fluence neutronique est quand a elle réalisée avec une incertitude de 4 à 6 %.
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Voutsinas, Georgios. "Optimisation of the ILC vertex detector and study of the Higgs couplings." Thesis, Strasbourg, 2012. http://www.theses.fr/2012STRAE053/document.
Анотація:
Cette thèse est une contribution au document intitulé "Detector Baseline Document (DBD)" décrivant le conceptde détecteur ILD envisagé auprès du collisionneur linéaire international électron-positon ILC (acronyme del'anglais International Linear Collider).Les objectifs de physique de l'ILD nécessitent un détecteur de vertex (VXD) particulièrement léger, rapide et trèsgranulaire permettant d'atteindre une résolution sans précédent sur le paramètre d'impact des trajectoiresreconstruites des particules produites dans les interactions étudiées. Le principal objectif de cette thèse est demontrer comment optimiser les paramètres du VXD dans le cas ou il est composé de Capteurs à Pixels Actifsfabriqués en technologie industrielle CMOS (CAPS). Ce travail a été réalisé en étudiant la sensibilité desperformances d'étiquetage des saveurs lourdes et de la précision sur les rapports d'embranchement hadroniquedu boson de Higgs aux différents paramètres du VXD.Le cahier des charges du VXD, particulièrement ambitieux, a nécessité le développement d'une nouvelletechnologie de capteurs de pixels de silicium, les CAPS, dont le groupe PICSEL de l'IPHC est à l'origine. Lavitesse de lecture et l'influence des paramètres qui régissent la fabrication des capteurs en fonderie ont étéétudiées dans cette thèse, et des prototypesde CAPS ont été caractérisés sur faisceau de particules. Enfin, les performances de trajectométrie d'un VXDcomposé de CAPS a été évalué avec des études de simulationThis thesis is a contribution to the " Detector Baseline Document ", describing the ILD detector which is intendedfor the International Linear Collider (ILC).The physics goals of the ILD call for a vertex detector (VXD) particularly light, rapid and very granular allowing toreach an unprecedented resolution on the impact parameter of the tracks that reconstruct the particles producedin the studied interactions. The principle goal of this thesis is to show how to optimise the parameters of the VXDin the case that is composed of Active Pixel Sensors manufactured in industrial CMOS technology (CAPS). Thiswork has been realised by studying the sensitivity of the performance of the heavy flavour tagging and theprecision on the hadronic branching fractions of the Higgs boson as a function of different sets of VXDparameters.The specifications of the VXD, particularly ambitious, call for the development of a novel silicon pixel sensorstechnology, the CAPS, which was pioneered by the PICSEL group of IPHC. The readout speed and the influenceof the fabrication parameters have been studied in this thesis, and CAPS prototypes have been characterised intest beams. Finally, the tracking performance of a CAPS based VXD has been evaluated with simulation studies
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Wenger, Emmanuel. "Installation et mise en oeuvre d'un détecteur de rayons X à pixels hybrides sur un diffractomètre de laboratoire : applications aux études de densité électronique et aux expériences de cristallographie résolues en temps." Thesis, Université de Lorraine, 2015. http://www.theses.fr/2015LORR0050/document.
Анотація:
Par rapport aux détecteurs de rayons X couramment utilisés pour la cristallographie, les détecteurs à pixels hybrides apportent des avantages majeurs qui proviennent principalement de l’utilisation d'une chaîne de comptage propre à chaque pixel permettant de compter les photons individuellement et très rapidement. Les principales innovations de ces détecteurs sont les suivantes : (1) Suppression quasi totale du bruit ; (2) Obturateur électronique ultra rapide (de l'ordre de 100 ns) ; (3) Vitesse d'acquisition de 500 images par seconde. Ces avantages déjà mis à profit depuis une petite dizaine d’années sur les lignes synchrotron, sont également très prometteurs pour les diffractomètres de laboratoire. L’objet de la thèse a été de développer un diffractomètre expérimental de laboratoire équipé d’un détecteur à pixels hybrides, XPAD, et de réaliser les premières mesures de diffraction sur monocristal. Ces mesures ont permis de déterminer les corrections et calibrations du détecteur nécessaires pour les mesures sur monocristaux. Conjointement, les méthodes et techniques de traitement des images pour intégrer les intensités de diffraction ont été étudiées. L’intérêt du très faible bruit du détecteur pour l’étude de modèles de densité électronique a été démontré ; le prototype avec le détecteur XPAD a donné de meilleurs résultats que les diffractomètres usuels. Une deuxième application a consisté à utiliser les qualités de vitesse du détecteur pixel pour la mise en œuvre de mesures résolues en temps à l’échelle de la milliseconde. Des mesures sous champs électrique commuté ont permis de montrer le potentiel de ce type de détecteur dans ce domaine de rechercheCompared to X-ray detectors commonly used for crystallography, hybrid pixels detectors provide major advantages primarily due to the use of a counting system proper to each pixel allowing for very fast and individual photon counting. The main innovations of these detectors are: (1) Almost total suppression of noise ; (2) Ultra-fast electronic shutter (about 100 ns) ; (3) Acquisition rate of 500 images per second. These advantages have already been exploited over the past ten years on synchrotron beam lines and are also very promising for laboratory diffractometers. The thesis work was to realize a prototype laboratory diffractometer equipped with such a detector, XPAD, and to achieve single crystal X-ray diffraction measurements. The necessary corrections and calibrations of the detector required for diffraction measurements on single crystals were determined. The methods and image processing techniques to integrate the diffraction intensities were studied. Benefits of the very low noise of the detector for electron density models study were demonstrated; the prototype diffractometer equipped with an XPAD detector gave better results than conventional diffractometers. A second type of application was to use the pixel detector for the implementation of time-resolved diffraction measurements at millisecond timescale. Measurements under switched electric fields have shown the potential of this type of detector in this area of research
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Ermeneux, Louis. "Dosimétrie des systèmes IRM-LINAC utilisés en radiothérapie externe : caractérisation des faisceaux et évaluation des distributions de dose." Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2024. http://www.theses.fr/2024UPASP005.
Анотація:
L'IRM-LINAC est un appareil de radiothérapie guidée par l'imagerie combinant un accélérateur linéaire (LINAC) et un imageur par résonance magnétique (IRM), permettant un meilleur suivi de la tumeur. Des problématiques dosimétriques, associées à la présence du champ magnétique statique, ont été soulevées dans la littérature. L'objectif de la thèse est de développer des outils dosimétriques et des protocoles robustes utilisables sur les IRM-LINAC afin d'améliorer la connaissance des doses délivrées aux patients traités avec ces appareils. La première partie du travail se concentre sur la détermination des facteurs d'ouverture du collimateur (FOC) en petits champs sur cet appareil et sur l'étude de la réponse des détecteurs. Comme aucune variation significative de réponse n'a été observée pour des films EBT3 exposés à différentes durées en présence du champ magnétique (0,35 T), ce détecteur 2D à haute résolution a été utilisé pour réaliser plusieurs séries de mesures de FOC sur un IRM-LINAC MRidian qui ont ensuite été comparées aux mesures par détecteurs actifs (chambres d'ionisation, diodes, microdiamant) ainsi qu'aux données du TPS. Un bon accord est observé entre les FOC mesurés et ceux calculés par le TPS pour les tailles de champ supérieures ou égales à 2,5x2,5 cm², une sous-estimation du FOC TPS est observée pour les tailles de champ inférieures (champ 0,83x0,83 cm² : 6% pour les films, et 4% en moyenne pour les détecteurs actifs solides). Après application des facteurs correctifs du TRS483, les mesures par détecteurs actifs convergent vers celles obtenues avec les films. Ces écarts avec le TPS tendent à suggérer la nécessité d'un ajustement plus robuste de l'algorithme du TPS pour les petits champs. Les mesures sont complétées par des simulations Monte-Carlo réalisées avec le code Geant4 pour établir des facteurs correctifs en présence d'un champ magnétique pour les détecteurs actifs. La seconde partie porte sur la faisabilité de lecture par IRM de gels dosimétriques TruView (ModusQA), fabriqués au laboratoire, pour évaluer des distributions de dose. Ces gels caractérisés par lecture IRM (mesure du temps de relaxation T2), ont montré une linéarité de la réponse en dose jusqu'à 7 Gy ainsi qu'une sensibilité faible comparativement à la littérature. Une sensibilité thermique importante et une inhomogénéité du gel entre la surface du gel et le gel situé plus en profondeur ont été observées pour des gels non-irradiés, et des protocoles ont été mis en place pour s'en affranchir. La faisabilité d'utilisation de gels dosimétriques pour la réalisation de contrôle qualité patient sur l'IRM-Linac a été démontrée, une amélioration de la sensibilité du gel est nécessaire afin d'obtenir une dosimétrie fiable avec ce protocoleMR-LINAC are radiotherapy devices that combine a linear accelerator (LINAC) and a magnetic resonance imager (MRI), allowing an improved tumor tracking. Dosimetric issues associated with the presence of the static magnetic field have been discussed in the literature. The aim of this thesis is to develop dosimetric tools and robust protocols for use on MRI-LINACs to enhance the knowledge of the doses delivered to patients treated with these devices. The first part of the work focuses on determining output factors (OF) in small fields on this device and studying detectors' responses. No significant variation in response was observed for EBT3 films exposed to different durations in the presence of the magnetic field (0.35 T). This high-resolution 2D detector was then used to perform several series of OF measurements on an MRidian MR-LINAC, which were then compared with measurements using active detectors (ionization chambers, diodes, microdiamond) as well as with data from the treatment planning system (TPS). A good agreement was observed between the measured OF and those calculated by the TPS for field sizes larger than or equal to 2.5x2.5 cm²; an underestimation of the TPS OF was observed for smaller field sizes (0.83x0.83 cm²: 6% for films and f 4% on average for solid active detectors). After applying TRS483 correction factors, measurements with active detectors converge with those obtained with films. These discrepancies with the TPS suggest the need for a more robust adjustment of the TPS algorithm for small fields. Measurements were complemented by Monte Carlo simulations using the Geant4 code to establish correction factors in the presence of a magnetic field for active detectors. The second part focuses on the feasibility of MRI reading of TruView dosimetric gels (ModusQA) manufactured in the laboratory to evaluate dose distributions. These gels, characterized by MRI reading (measuring T2 relaxation time), exhibited a dose-response linearity up to 7 Gy, along with relatively low sensitivity compared to the literature. Significant thermal sensitivity and gel inhomogeneity between the gel surface and deeper layers were observed in non-irradiated gels, and protocols were implemented to address these issues. The feasibility of using dosimetric gels for patient quality control in MR-Linac has been demonstrated, but an enhancement of gel sensitivity is required to achieve reliable dosimetry with this protocol
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Zhang, Zhan. "Optimisation de la performance thermique du détecteur Pixel Alpine." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAY071/document.
Анотація:
Le détecteur ATLAS est le plus grand détecteur après du Grand Collisionneur de hadrons (LHC) du CERN. L'un des objectifs les plus importants de ATLAS était la recherche de la pièce manquante du Modèle Standard, le boson, de Higgs, qui a été trouvé en 2012. Afin de continuer à chercher les inconnues, il est prévu d'améliorer le LHC. La haute luminosité pour le LHC est un projet, visant à augmenter la luminosité d'un facteur cinq ou plus au-dessus de la conception nominale. En parallèle à l'amélioration de l'accélérateur aussi ATLAS sera amélioré pour faire face au vieillissement des détecteurs et parvenir à la même ou meilleure performance avec un taux d'événements augmenté et une dose de rayonnement plus important.Cette thèse discute un nouveau design pour le détecteur pixel d'ATLAS , appelé “détecteur Alpine“ , pour la phase de haute luminosité du LHC. La structure du support local du détecteur Alpine est proposé, optimisé et testé avec un système avancé de refroidissement à deux phases qui utilise le dioxide de carbone ( CO2).Un programme de simulation du transfert de chaleur par évaporation du CO2 est mis au point au utilisant les modelés le plus récent de transfert de chaleur du CO2 pour caractériser le fonctionnement d'un évaporateur. Ce programme peut être utilisé pour analyser les aspects concernant les paramètres du système de refroidissement à l'intérieur et à l'extérieur du détecteur. Dans cette thèse, ce programme est principalement utilisé pour vérifier que un système à deux phases avec le CO2 peut être employé pour refroidir le détecteur Alpine. Plusieurs fonctions de calcule sont intégrées dans le programme dans une interface utilisateur graphique (GUI) afin d'avoir une large utilisation à l'intérieur de la communauté ATLAS.Pour faciliter l'analyse de la performance thermique du prototype, le modèle de la structure de support local est construit et analysé par analyse par éléments finis (FEA). Des nouveaux matériaux sont étudiés afin de faire face à la plus forte densité de puissance dégagée pour les modules au cours de la prise de donnée du HL-LHC.Les deux simulations par le programme numérique et par FEA sont combinées a fin de caractériser la performance thermique des deux prototypes: prototype Proof-of-Concept (PoC) et prototype Démonstration Fonctionnelle (FD). Ils sont produits par une société et un laboratoire de recherche respectivement et sont analysées et testées. Des études préliminaires des incertitudes les résultats ont été effectués. Les mesures du prototype PoC montrent que le refroidissement par évaporation du CO2 est efficace pour le détecteur Alpine.Par contre le premier prototype FD produit sur la base de la géométrie alpin avec une amélioration limitée de la matière n'aboutit pas à un résultat satisfaisant. Effets possibles pendant la production sont identifiés. Afin d'obtenir la performance thermique attendue, les futurs prototypes FD seront produits avec une procédure de production améliorée et de nouveaux matériauxThe ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS) detector is the largest detector of the Large Hadron Collider (LHC). One of the most important goals of ATLAS was to search for the missing piece of the Standard Model, the Higgs boson that had been found in 2012. In order to keep looking for the unknowns, it is planned to upgrade the LHC. The High Luminosity Large Hadron Collider (HL-LHC) is a novel configuration of the accelerator, aiming at increasing the luminosity by a factor five or more above the nominal LHC design. In parallel with the accelerator upgrade also the ATLAS will be upgraded to cope with detector aging and to achieve the same or better performance under increased event rate and radiation dose expected at the HL-LHC.This thesis discusses a novel design for the ATLAS Pixel Detector called the Alpine layout for the high luminosity of the LHC. To support the Alpine Pixel Detector, a local support structure is proposed, optimized and tested with an advanced CO2 two-phase cooling system.A numerical program simulating the CO2 evaporative heat transfer flowing through a pipe is developed by the author of this thesis using the most up to date CO2 heat transfer models to characterize the heat transfer properties of an evaporator. This program can be used to analyze the aspects concerning the parameters of the cooling system inside and outside the detector. In this thesis, the program is mainly used to verify that a CO2 two-phase system can be used to efficiently cool down the Alpine Detector. Several functions in the program are built into a Graphic User Interface (GUI) in order to facilitate a wide use inside the ATLAS community.A model of the local support structure is built and analyzed by Finite Element Analysis (FEA) in order to facilitate the analysis of the thermal performance of the prototype. Candidate new materials are investigated in order to cope with the high power density from the detector modules during HL-LHC. The two simulations (the CO2 evaporative numerical program and the FEA ) are combined to characterize the thermal performance of two prototypes: Proof-of-Concept (PoC) prototype and Functional-Demonstration (FD) prototype. They are produced by a company and an institute respectively and are analyzed and tested. Studies of the systematic uncertainty affecting the result are present. The PoC prototype measurement shows that the Alpine design can be effectively cooled down. The measurements agree with the predictions within the considered systematic uncertainties. The first FD prototype produced based on the Alpine geometry with limited improvement on materials yet show a less satisfactory behavior. Possible effects occurring during the production that can be improved are identified. The future FD prototypes will be produced with an improved production procedure and using new materials in order to obtain the expected thermal performance
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Fu, Yunan. "Développement de capteurs à pixels CMOS pour un détecteur de vertex adapté au collisionneur ILC." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00869940.
Анотація:
Le travail de thèse a consisté, en priorité, à s'approprier les technologies d'intégration verticale en usage dans l'industrie pour réaliser des mémoires à plusieurs étages, et à en évaluer l'apport pour les capteurs à pixel CMOS (CPS). Cette approche s'appuie sur la capacité de l'industrie à interconnecter des puces amincies empilées les unes sur les autres. Elle ouvre la perspective d'associer plusieurs microcircuits superposés à un même pixel, en dépits de sa taille réduite. L'interconnexion est donc réalisée au niveau du pixel. Ce saut technologique permet de lever la majorité des obstacles à l'obtention de performances optimales des CPS. On peut en particulier combiner des puces réalisées dans des technologies CMOS très différentes, chacune optimale pour une fonctionnalité précise. La collection des charges du signal peut ainsi être réalisée dans une couche dédiée, les microcircuits de conditionnement analogique des signaux peuvent être concentrés dans une autre couche, une troisième couche pouvant héberger les parties numériques assurant la compression puis la transmission des signaux, etc. Ce progrès se traduit notamment par la possibilité de combiner haute résolution spatiale et lecture rapide, avec une amélioration probable de la tolérance aux rayonnements intenses.On s'affranchit de cette manière des limitations provenant des paramètres de fabrication des fondeurs, qui ne permettent pas à l'heure actuelle, de pleinement exploiter le potentiel des CPS à l'aide d'une technologie CMOS unique.
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Deptuch, Grzegorz. "New Generation of Monolithic Active Pixel Sensors for Charged Particle Detection." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2002. http://www.theses.fr/2002STR13115.
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Nachab, Abdellatif. "Etudes expérimentales et modélisations Monte Carlo de l'auto-absorption gamma et de la dosimétrie active par capteurs CMOS." Phd thesis, Université Louis Pasteur - Strasbourg I, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/in2p3-00023644.
Анотація:
Les travaux de recherche de cette thèse portent sur deux parties: l'évaluation de l'auto-absorption des rayonnements gamma et l'étude de la fonction de réponse des capteurs à pixels actifs pour la dosimétrie en temps réel. Dans le processus d'analyse quantitative de la radioactivité par spectrométrie gamma, l'étalonnage en rendement de détection de la chaîne est une étape essentielle. Outre le problème des interférences, l'atténuation des photons dans l'échantillon et l'effet de sommation en cas de cascade de transitions gamma sont les deux principaux facteurs déterminants dans ce type d'analyse. Dans ce contexte des mesures expérimentales et des calculs de simulation Monte Carlo, ont été réalisés pour étudier le phénomène de la self-absorption et évaluer les effets de matrice dans le cas des échantillons volumineux. Cette étude a permis de corriger les analyses par spectrométrie gamma des phosphates marocains. La deuxième partie de la thèse consiste à appliquer des capteurs CMOS de type MIMOSA, dérivés de ceux développés par l'IReS et le LEPSI pour la physique des particules, à la détection de rayonnements de neutrons et alpha, pour en faire des dosimètres léectroniques impulsionnels personnels. Ces appareils doivent permettre de suivre en temps réel les concentations du radon dans des environnements variés. Des codes ont été élaborés pour l'acquisition et l'analyse des données enregistrées par un système conçu pour cette application. Des tests ont été effectués pour la détection du radon et descendants émanant d'une source de Radium. Les résultats de ces tests ont été comparés aux mesures obtenues par d'autres techniques passives et actives. Des calculs de simulation Monte Carlo de la fonction de réponse du système aux neutrons rapides à l'aide du code MCNP ont été effectués.
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Zhang, Liang. "Development of a CMOS pixel sensor for the outer layers of the ILC vertex detector." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01068494.
Анотація:
This work deals with the design of a CMOS pixel sensor prototype (called MIMOSA 31) for the outer layers of the International Linear Collider (ILC) vertex detector. CMOS pixel sensors (CPS) also called monolithic active pixel sensors (MAPS) have demonstrated attractive performance towards the requirements of the vertex detector of the future linear collider. MIMOSA 31developed at IPHC-Strasbourg is the first pixel sensor integrated with 4-bit column-level ADC for the outer layers. It is composed of a matrix of 64 rows and 48 columns. The pixel concept combines in-pixel amplification with a correlated double sampling (CDS) operation in order to reduce the temporal and fixed pattern noise (FPN). At the bottom of the pixel array, each column is terminated with an analog to digital converter (ADC). The self-triggered ADC accommodating the pixel readout in a rolling shutter mode completes the conversion by performing a multi-bit/step approximation. The ADC design was optimized for power saving at sampling frequency. Accounting the fact that in the outer layers of the ILC vertex detector, the hit density is inthe order of a few per thousand, this ADC works in two modes: active mode and inactive mode. This thesis presents the details of the prototype chip and its laboratory test results.
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Vayre, Sylvain. "Développement et caractérisation d’une cible active scintillante pour l’étude de la fission et étude des possibilités de calorimétrie de la fission avec le détecteur CARMEN." Thesis, Paris 11, 2015. http://www.theses.fr/2015PA112037/document.
Анотація:
La désexcitation des fragments de fission reste mal comprise et les modèles théoriques ne permettent pas de prédire et d’expliquer toutes les corrélations observées dans le processus de fission. Il y a un besoin important de données simultanées sur les émissions de neutrons et de rayonnements gamma et sur l’énergie cinétique des fragments de fission. Dans ce contexte, l’utilisation d’un détecteur de fragments de fission avec le détecteur CARMEN permettrait de fournir des données contraignantes pour les modèles grâce à la mesure simultanée de la multiplicité neutronique, de l’énergie totale gamma rayonnée, de l’énergie cinétique totale des fragments et potentiellement de l’énergie totale neutron. L’objectif de ce travail de thèse a consisté à développer un détecteur de fragments de fission et à l’utiliser en association avec CARMEN pour réaliser des mesures calorimétriques de la fission. Dans un premier temps, nous avons développé un nouveau détecteur pour l’étude de la fission dont le principe est de mettre un actinide en solution dans un scintillateur organique. Des simulations Monte Carlo et différentes expériences sous faisceau de neutrons ont permis de caractériser et d’optimiser les performances de ce détecteur qui peut être utilisé comme trigger fission pour différentes mesures de sections efficaces de fission, de taux de fission spontanée ou encore comme veto fission. Dans un second temps, nous avons étudié les possibilités de mesure de l’énergie totale gamma et neutron rayonnée dans la fission avec CARMEN grâce à la caractérisation expérimentale de ses performances et à la simulation Monte Carlo et l’analyse de sa réponse « prompte » aux neutrons et aux rayonnements gammaStill, the nuclear fission process and the de-excitation of the fission fragments is not fully understood. Current theoretical models can not predict and explain correctly every experimentally observed correlations, and new correlated data upon neutron emission, gamma-ray emission and kinetic energy of the fission fragments are needed. In this context, coincident use of a fission fragment detector and the CARMEN detector would provide compelling data for these models by measuring both neutron multiplicity, total gamma-ray energy, total kinetic energy and possibly total neutron energy. The work presented here consists in developing a fission fragment detector and using it together with CARMEN in order to perform fission calorimetry measurements. Initially, we developed a new detector for fission studies whose principle is dissolving the actinide of choice into an organic liquid scintillator. Monte Carlo simulations and neutron induced experiments were used to fully characterize its performances and shown it can be used as a fission trigger for various measurements, such as fission cross section or spontaneous fission rate measurements, and used as a fission veto. The second part of this work was dedicated to the study of CARMEN’s ability to measure the total gamma-ray energy and total neutron energy released in fission. For this purpose, lab characterization of the detector’s performances and Monte Carlo simulation and analysis of its “prompt” response to neutrons and gamma-rays were performed
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Paradis, Nicolas. "Segmentation d'un patron de lumière structurée : vision 3D active et codée utilisant la lumière blanche." Thesis, Université Laval, 2011. http://www.theses.ulaval.ca/2011/27778/27778.pdf.
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Solhusvik, Johannes. "Étude et conception de capteurs d'images à pixels actifs et de l'électronique de traitement associée en vue d'applications faible flux." Toulouse, ENSAE, 1996. http://www.theses.fr/1996ESAE0008.
Анотація:
Ce travail porte sur l'optimisation d'un système d'imagerie (capteur d'images silicium + chaîne électronique de lecture) en vue d'applications à haute sensibilité, dans le visible et le proche infrarouge. Le faible flux reçu par le capteur se traduit par un bruit statistique Poissonien important. A ce bruit se rajoutent les bruits propres, blancs et colorés de la chaîne électronique d'acquisition qui fait suite au capteur. Le rôle de cette chaîne est d'extraire du signal à la sortie du capteur l'information utile en filtrant au mieux le bruit. Différentes chaînes d'acquisition ont été étudiées et comparées expérimentalement. On a pu mettre en évidence la nécessité de choisir la chaîne, suivant les caractéristiques spécifiques de bruit du capteur. Une nouvelle chaîne de lecture basée sur l'utilisation d'un filtre passe-bande commutable est proposée. Le rapport S/B à la sortie de cette chaîne est comparé théoriquement et expérimentalement avec celui des autres chaînes existantes (double intégrateur et multiple échantillonage), elle s'avère plus avantageuse dans certains cas. Le modèle théorique de cette chaîne tient compte de l'évolution temporelle du rapport S/B à la sortie du filtre passe-bande, qui travaille en régime non stationnaire. La deuxième partie de la thèse est consacrée à l'étude et la conception de capteurs d'images àpixels actifs (APS). Deux structures photosensibles sont étudiées : la photodiode et le photoMOS. Une réalisation de trois matrices photodiode et photoMOS (32x32 éléments photosensibles, CMOS 1. 2 microns) et une caractérisation complète de ces matrices a été effectuée. Les mesures (rendement quantique spectral, facteur de conversion, bruit spatial et temporel, linéarité,. . . ) ont permis de confirmer qu'il est possible d'utiliser la technologie CMOS pour réaliser des capteurs d'images performants destinés à l'imagerie faible flux. En particulier, il ressort de notre étude que la structure photoMOS est la mieux adaptée pour cette application.
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Mrad, Imed. "La méthode du recuit simulé pour la synthèse automatique de schéma électrique équivalent : Application à la modélisation de composant et à l'adaptation à large bande." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1997. http://www.theses.fr/1997ECAP0588.
Анотація:
Les méthodes stochastiques d'optimisation globale ont fait preuve d'une plus grande performance sur certains problèmes que sur d'autres. La méthode que nous avons choisie comme outil d'optimisation est la méthode du recuit simule : c'est une méthode issue de la thermodynamique statistique, qui a montré son efficacité sur des fonctions analytiques complexes, comme les fonctions de Rosenbrock à 100 variables, Shekel à 4 variables et Zakharov à 100 variables. Grâce à un couplage entre un simulateur de circuits linéaires et le recuit simulé, nous avons pu résoudre non seulement les problèmes d'optimisation combinatoire mais aussi ceux d'optimisation à variables continues, notamment la caractérisation des modèles de composants électroniques. Il s'agit de déterminer, à partir de données expérimentales caractérisant le composant, les valeurs des paramètres d'un modèle de composant électronique et aussi sa topologie. Nous avons d'abord effectué la caractérisation de modèle de composant passifs, notamment un modèle d'inductance MMIC de THOMSON-CSF. Puis, nous nous sommes intéressés aux modèles de composants actifs, en particulier un modèle de transistor bipolaire. Nous avons ensuite procédé à la recherche de la topologie des modèles de composant par simplification d'une structure complexe jusqu'a l'aboutissement d'une structure simple. Cette simplification est basée sur deux méthodes, soit la comparaison des impédances, soit la technique des moyennes glissantes. Elle a nécessité la mise au point d'une variante du recuit simulé, permettant la recherche des paramètres dans un domaine de grande amplitude (plus de 10 décades) : le recuit simulé logarithmique. La recherche de la topologie a permis l'ouverture sur un autre domaine d'application : celui de l'adaptation à large bande. Dans ce cas, la connaissance de la topologie du correcteur à insérer entre le générateur et la charge est nécessaire afin de maximiser le gain de transfert en puissance.
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Demur, Romain. "Apport de l'optique non linéaire à l'imagerie infrarouge pour la détection de cibles à longue distance." Thesis, Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS166/document.
Анотація:
Les applications de détection infrarouge active sont nombreuses dans le domaine de la défense et la sécurité. Cependant ces systèmes sont actuellement peu utilisés en pratique à cause de leur portée limitée. Un moyen d’augmenter cette portée est d’améliorer la sensibilité des détecteurs infrarouges qui possèdent des bruits bien plus élevés que leurs équivalents dans le visible. L’idée principale de cette thèse est d’utiliser l’optique non linéaire pour effectuer une conversion de fréquence du signal infrarouge à détecter vers de plus basses longueurs d’ondes et ainsi bénéficier des performances des détecteurs fonctionnants à ces longueurs d’ondes. Les développements récents en cristaux donnent un intérêt nouveau à ces techniques pour certains cas applicatifs identifiés au cours de cette thèse. L’étude détaillée de la conversion multimode à la fois temporelle et spatiale, a permis de proposer une méthode simple et originale pour dépasser l’état de l’art en terme de nombre d’éléments résolus convertis. Pour quantifier précisément les avantages de ces conversions, une étude théorique et numérique de la conversion multimode a été menée et deux séries d’expériences ont été conduites. La première concerne la détection ponctuelle de signaux moyen-infrarouge pour des applications de spectroscopie par conversion dans un cristal d’OP-GaAs. La deuxième concerne la détection de cibles par imagerie active dans le proche infrarouge par conversion dans un cristal de PPLN vers une caméra CMOS. Les performances en sensibilité obtenues sont dans les deux expériences meilleures d’un ordre de grandeur que les détections directes avec les détecteurs habituellement utilisésThere is a wide range of applications in active infrared detection technologies in defense and security. However, the limited range available by these systems limits their developments. Increasing sensors sensitivity is a key milestone to improve this range. Indeed, noise in infrared detectors is much higher than for visible detectors due to some physical and technological issues. The key idea of this manuscript is to use nonlinear optical technologies to convert the infrared signal to detect into the visible spectrum and use all the benefits of silicon based sensors. Recent advances in optical crystals and in pump laser regimes bring renewed interest to upconversion detection for some specific application cases identified in this thesis. A novel and easy method to improve the number of converted modes has been proposed after a careful study of multimode conversion both temporally and spatially. In order to give figures on detection improvement using upconversion, we conducted a theoretical and numerical study of the multimode conversion as well as two sets of experiments. The first one, using conversion in an OP-GaAs crystal and a monodetector addresses mid-infrared spectroscopy applications. The second one addresses active imaging applications for target recognition and identification in the near-infrared. By using a PPLN crystal, the near-infrared image is detected on a low noise CMOS camera. A key milestone of this work is the sensitivity improvement of such a detection. Sensitivities obtained in each experiment are one order of magnitude better than with direct detection using common infrared sensors
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Bachaalany, Mario. "Utilisation de capteurs CMOS rapides pour l'imagerie X à très haute sensibilité." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00955895.
Анотація:
Cette étude évalue le potentiel, comme détecteur de rayons X, des capteurs à pixel CMOS conçus pour la trajectométrie des particules chargée. Nous démontrons l'intérêt de la construction d'une image par comptage de photons uniques pour la définition de celle-ci. Un dispositif exploitant une source X est développé pour mesurer la résolution spatiale sur l'impact des photons. Une simulation complète sous GEANT4 montre que le système permet d'estimer cette résolution avec une incertitude de 2 µm. L'application du protocole caractérise la détection directe des rayons X de basse énergie (< 10 keV) par un capteur CMOS avec une résolution de 52 lp/mm. Une méthode de détection indirecte, couplant un cristal de CsI(Tl) finement segmenté au capteur CMOS, est employée pour les énergies supérieures à 10 keV. La résolution spatiale dans ces conditions atteint 15 lp/mm. Une simulation détaillée explique cette performance limitée par les caractéristiques d'émission de lumière du cristal employé.
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Wei, Xiaomin. "Study and improvement of radiation hard monolithic active pixel sensors of charged particle tracking." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00953382.
Анотація:
Monolithic Active Pixel Sensors (MAPS) are good candidates to be used in High Energy Physics (HEP) experiments for charged particle detection. In the HEP applications, MAPS chips are placed very close to the interaction point and are directly exposed to harsh environmental radiation. This thesis focuses on the study and improvement of the MAPS radiation hardness. The main radiation effects and the research progress of MAPS are studied firstly. During the study, the SRAM IP cores built in MAPS are found limiting the radiation hardness of the whole MAPS chips. Consequently, in order to improve the radiation hardness of MAPS, three radiation hard memories are designed and evaluated for the HEP experiments. In order to replace the SRAM IP cores, a radiation hard SRAM is developed on a very limited area. For smaller feature size processes, in which the single event upset (SEU) effects get significant, a radiation hard SRAM with enhanced SEU tolerance is implemented by an error detection and correction algorithm and a bit-interleaving storage. In order to obtain higher radiation tolerance and higher circuitry density, a dual-port memory with an original 2-transistor cell is developed and evaluated for future MAPS chips. Finally, the radiation hardness of the MAPS chips using new available processes is studied, and the future works are prospected.
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Mauss, Benoit. "Réactions élastiques et inélastiques résonantes pour la caractérisation expérimentale de la cible active ACTAR TPC." Thesis, Normandie, 2018. http://www.theses.fr/2018NORMC226/document.
Анотація:
ACTAR TPC (ACtive TARget and Time Projection Chamber) est une cible active de nouvelle génération construite au GANIL (Grand Accélérateur d'Ions Lourds). Les cibles actives sont des cibles gazeuses où le gaz permet de détecter le passage de particules chargées selon le principe des chambres à projection temporelle (TPC). La TPC d'ACTAR est formée d'une anode segmentée de 16384 pixels carrés de 2 mm de côté. La haute densité de voies est gérée par le système électronique GET (General Electronics for TPCs). Ce système digitalise également les signaux sur un intervalle de temps donné, pour une reconstruction 3D complète des évènements. Un démonstrateur huit fois plus petit a d'abord été construit pour vérifier le fonctionnement de l’électronique et la conception mécanique. La finalisation d’ACTAR TPC s’est basée sur les résultats du démonstrateur, qui a été testé avec des faisceaux de 6Li, de 24Mg et de 58Ni. Le commissioning d'ACTAR TPC a été effectué dans le cas de la diffusion résonante sur cible de protons avec des faisceaux de 18O et de 20Ne.Un algorithme de reconstruction des traces mesurées dans la TPC permet d'en extraire les angles et les énergies des ions impliqués dans les réactions. Les résultats sont comparés à des données connues pour déterminer les performances du système de détection. Les résolutions obtenues sur le commissioning à partir de calculs en matrice R valident l'utilisation d'ACTAR TPC pour de futures expériences. Par ailleurs, la diffusion résonante 6Li + 4He réalisée avec le démonstrateur a permis d'étudier les états d’agrégat alpha dans le 10B. Deux résonances à 8.58 MeV et 9.52 MeV sont observées pour la première fois en diffusion élastique dans cette voie de réactionACTAR TPC (ACtive TARget and Time Projection Chamber) is a next generation active target that was designed and built at GANIL (Grand Accélérateur d'Ions Lourds). Active targets are gaseous targets in which the gas is also used to track charged particles following the principles of time projection chambers (TPC). The TPC of ACTAR has a segmented anode of 16384 2 mm side square pixels. The high density of pixels is processed using the GET (General Electronics for TPCs) electronic system. This system also digitizes the signals over a time interval, enabling a full 3D event reconstruction. An eight time smaller demonstrator was first built to verify the electronics operation and the mechanical design. ACTAR TPC's final design was based on results obtained with the demonstrator which was tested using 6Li, 24Mg and 58Ni beams. The commissioning of ACTAR TPC was then carried out for the case of resonant scattering on a proton target using 18O and 20Ne beams. A track reconstruction algorithm is used to extract the angles and energies of the ions involved in the reactions. Results are compared to previous data to determine the detection system performances. Comparing the commissioning data with R matrix calculations, excitation functions resolutions in different cases are obtained. The use of ACTAR TPC is validated for future experiments. Furthermore, alpha clustering was studied in 10B through the resonant scattering 6Li + 4He, carried out with the demonstrator. Two resonances at 8.58 MeV and 9.52 MeV are observed for the first time in elastic scattering with this reaction channel
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DEMONCHY, Charles-Edouard. "étude de réactions et d'états isobariques analogues dans le système 8He+p, à basse énergie, à l'aide de la cible active MAYA." Phd thesis, Université de Caen, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00004117.
Анотація:
Les dévellopements récents des faisceaux exotiques, et en particulier avec le dispositif SPIRAL du GANIL, nous ont permis d'initier l'étude, dans l'9He, de l'inversion de couches déjà observée dans les isotone N=7, pour le 11Be et le 10Li. Une partie du travail est consacré à l'étude et au développement d'un détecteur servant aussi de cible (cible active) appelé MAYA, ainsi qu'au développement des outils informatiques nécessaires à son exploitation. l'9He a été étudier par la détermination des propriétés de ses états isobariques analogues (IAS) dans le 9Li. Les caractéristiques de ces états IAS sont obtenues par l'analyse des résonances dans les sections efficaces de diffusion élastique, du système 8He+p entre 2 et 3.9 MeV/n. Une étude rapide des réaction (p,d) et (p,t) est aussi présenté. Cette étude a permis, par la comparaison des résultats expérimentaux et des calculs de diffusion potentielle avec résonances, une assignation de spin et parité pour deux états de l'9He.
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Ouamara, Hamid. "Comparaison de la micro-tomodensitométrie par comptage de photons et par intégration de charges avec le dispositif d'irradiation PIXSCAN." Thesis, Aix-Marseille, 2013. http://www.theses.fr/2013AIXM4004/document.
Анотація:
L'approche développée par l'équipe imXgam du CPPM a consisté à adapter la technologie des pixels hybrides XPAD à l'imagerie biomédicale. C'est dans cette optique qu'un micro-tomodensitomètre PIXSCAN II basé sur la nouvelle génération de détecteurs à pixels hybrides appelés XPAD3 a été développé. Ce travail de thèse décrit la démarche engagée pour évaluer l'apport de la technologie à pixels hybrides en tomodensitométrie par rayons X en termes de contraste et de dose et pour explorer de nouvelles possibilités d'imagerie biomédicale à faible dose. L'évaluation des performances ainsi que la validation des résultats obtenus avec les données acquises avec le détecteur XPAD3 ont été comparées aux résultats obtenus avec la caméra CCD DALSA XR-4 similaire aux détecteurs utilisés dans la plupart des micro-TDM usuels. Le détecteur XPAD3 permet d'obtenir des images reconstruites d'une qualité satisfaisante et proche de celle des images de la caméra DALSA XR-4, mais avec une meilleure résolution spatiale. A faible dose, les images du détecteur XPAD3 sont de meilleure qualité que celles de la caméra CCD. Du point de vue de l'instrumentation, ce projet a prouvé le bon fonctionnement du dispositif PIXSCAN II pour la souris. Nous avons pu reproduire une qualité d'image semblable à celle obtenue avec un détecteur à intégration de charges de type caméra CCD. Pour améliorer les performances du détecteur XPAD3, il va falloir optimiser la stabilité des seuils et avoir des courbes de réponses des pixels en fonction de l'énergie assez homogènes en utilisant un capteur plus dense comme le CdTe par exempleThe pathway that has been followed by the imXgam team at CPPM was to adapt the hybrid pixel technology XPAD to biomedical imaging. It is in this context that the micro-CT PIXSCAN II based on the new generation of hybrid pixel detectors called XPAD3 has been developed. This thesis describes the process undertaken to assess the contribution of the hybrid pixel technology in X-ray computed tomography in terms of contrast and dose and to explore new opportunities for biomedical imaging at low doses. Performance evaluation as well as the validation of the results obtained with data acquired with the detector XPAD3 were compared to results obtained with the CCD camera DALSA XR-4 similar to detectors used in most conventional micro-CT systems. The detector XPAD3 allows to obtain reconstruced images of satisfactory quality close to that of images from the DALSA XR-4 camera, but with a better spatial resolution. At low doses, the images from the detector XPAD3 have a better quality that is those from CCD camera. From an instrumentation point of view, this project demonstrated the proper erations of the device PIXSCAN II for mouse imaging. We were able to reproduce an image quality similar to that obtained with a charge integration detector such as a CCD camera. To improve the performance of the detector XPAD3, we will have to optimize the stability of the thresholds and in order to obtain more homogeneous response curves of the pixels as a function as energy by using a denser sensor such as CdTe
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Giebels, Berrie. "A contribution to gamma-ray astronomy of GeV-TeV Active Galaxies with Fermi and H.E.S.S." Habilitation à diriger des recherches, Ecole Polytechnique X, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00672596.
Анотація:
L'astronomie des rayons g de haute (E > 100MeV, HE) et de très haute énergie (E 100GeV, VHE) ont effectué des progrès considérables en moins d'une décennie. Le nombre de sources émettrices dans ce régime d'énergie a augmenté de plus d'un ordre de grandeur, de nouvelles classes d'émetteurs ont été découvertes et des nouvelles sous-classes ont été établies basées sur l'émission gamma, et les sources connues sont à présent résolues à des échelles spatiales ou temporelles sans précédent révélant de nouvelles propriétés. Les noyaux actifs de galaxie (AGN) sont l'une des classes d'émetteurs les plus énergétiques, dont le pic de puissance émis dans le spectre électromagnétique peut dans certains cas dépasser la capacité de mesure des instruments actuels, et dont l'investigation requiert la maîtrise simultanée du ciel g HE et VHE qu'apportent les expériences Cerenkov au sol (atmospheric Cerenkov telescope, ou ACT) et le satellite Fermi.
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Wilmsen, Dennis. "Nuclear structure studies with neutron-induced reactions : fission fragments in the N=50-60 region, a fission tagger for FIPPS, and production of the isomer Pt-195m." Thesis, Normandie, 2017. http://www.theses.fr/2017NORMC269/document.
Анотація:
Ce travail s'inscrit dans le cadre d'études de structures nucléaires réalisées en utilisant des réactions de fission induites par neutrons froids. Il décrit successivement les résultats d'une étude sur des noyaux ayant un nombre de neutrons N=50-60, sur le développement d'un marqueur d'événements de fission et enfin sur la production de l'isomère Pt-195m. Chacun des différents sous-thèmes trouve son origine dans la campagne EXILL qui s'est déroulée en 2012-2013 et durant laquelle un spectromètre de grande efficacité pour la détection des rayonnements γ (EXOGAM) a été utilisé auprès du réacteur à haut flux de neutrons de l'Institut Laue-Langevin (ILL). Dans la première partie de cette thèse, les noyaux d'intérêt ont été produits par fission induites par des neutrons sur les cibles fissiles U-235 et Pu-241. Des méthodes de spectroscopie γ ont été appliquées pour l'identification des fragments de fission, l'attribution des transitions γ à un noyau et l'analyse des durées de vie moyenne des états excités. L'analyse des durées de vie moyenne des états excités dans la plage de quelques picosecondes à quelques nanosecondes a été réalisée en utilisant deux méthodes complémentaires. Dans les deux cas, il s'agit de réaliser un spectre en temps construit à partir de la coincidence entre une transition qui alimente le niveau mesuré et une transition qui le désexcite. Les durées de vie moyenne pour les noyaux Kr-92, Kr-93 et Zr-101 sont présentées. Dans la seconde partie, les premiers résultats du développement d'un nouveau détecteur pour la discrimination des fragments de fission sont présentés. Ce marqueur d'événements de fission est destiné à être utilisé sur le spectromètre FIssion Prompt Product γ-ray Spectrometer (FIPPS) de l'ILL. Dans le cadre de cette étude, deux conceptions de détecteurs différentes, basées sur un scintillateur en plastique solide et un scintillateur liquide organique, ont été testées. Dans la troisième partie, la possibilité de la population spécifique de l'isomère de spin dans Pt-195 est examinée au regard particulièrement de son utilisation en tant que radio-isotope en médecine nucléaire. Une telle activation spécifique pourrait être réalisée grâce à l'existence d'états excités dont la structure permettrait une population ciblée dans le cas de l'utilisation de réactions de photo-excitation. La recherche de tels états a été initiée lors d'une expérience de capture de neutrons à EXILL dans laquelle des états potentiels ont été identifiés. L'activation de l'isomère par ces états a ensuite été testée avec des réactions photonucléaires à l'aide du faisceau haute intensité disponible auprès de l'installation γ HIGS de TUNL (Triangle Universities Nuclear Laboratory, Duke, USA)Within the scope of atomic nuclear structure studies with neutron-induced reactions, this work presents the results of a fission fragment study in the N=50-60 region, the development of a fission event tagger, and the production of the isomer Pt-195m. Each of the different sub-topics has its origin in the 2012/13 EXILL campaign, where nuclear structure studies were carried out with neutron-induced reactions, and explored with a γ-efficient detector array. In the first part of this thesis, the neutron-rich region around neutron number N=50-60 was investigated with neutron-induced fission reactions on the fissile targets U-235 and Pu-241. Gamma spectroscopy methods were applied for the identification of the respective fission fragments, the assignment of γ transitions, and the analysis of lifetimes of excited states. The slope fit method as well as the recently developed generalized centroid difference method were used for the analysis of lifetimes in the low picoseconds to sub-nanoseconds range. Lifetimes for the nuclei Kr-92, Kr-93 and Zr-101 are presented. In the second part, first results of the development of a new detector for the discrimination of fission fragments are presented. This fission event tagger is intended to be used at the FIssion Product Prompt γ-ray Spectrometer (FIPPS) at the Institut Laue-Langevin. Within the scope of this study, two different detector designs, based on a solid plastic scintillator and an organic liquid scintillator, respectively, were tested. In the third part the possibility of the specific population of the spin-isomer in Pt-195 is discussed with special regard to its use as radioisotope in nuclear medicine. Such a specific activation could be realized via certain “doorway states” in photo-excitation reactions. The search for these doorway states was initiated within a neutron capture experiment at EXILL where potential states were found. The activation of the isomer via these states was tested afterwards with photonuclear reactions using the high intense γ-beam HIGS of the TUNL facility
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Zhao, Wei. "Development of CMOS sensor with digital pixels for ILD vertex detector." Thesis, Strasbourg, 2015. http://www.theses.fr/2015STRAE004/document.
Анотація:
La thèse présente le développement de CPS (CMOS Pixel Sensors) intégré avec CAN au niveau du pixel pour les couches externes du détecteur de vertex de l’ILD (International Large Detector). Motivé par la physique dans l’ILC (International Linear Collider), une précision élevée est nécessaire pour les détecteurs. La priorité des capteurs qui montre sur les couches externes est une faible consommation d’énergie en raison du rapport élevé de couverture de la surface sensible (~90%) dans le détecteur de vertex. Le CPS intégré avec CAN est un choix approprié pour cette application. L’architecture de CAN de niveau colonne ne fournit pas une performance optimisée en termes de bruit et la consommation d’énergie. La conception de CAN au niveau du pixel a été proposée. Bénéficiant des sorties de pixels tout-numérique, CAN au niveau des pixels présentent les mérites évidents sur le bruit, la vitesse, la zone sensible et la consommation d’énergie. Un prototype de capteur, appelé MIMADC, a été implémenté par un processus de 0.18 μm CIS (CMOS Image Sensor). L’objectif de ce capteur est de vérifier la faisabilité du CPS intégré avec les CAN au niveau des pixels. Trois matrices sont incluses dans ce prototype, mais avec deux types différents de CAN au niveau de pixel: une avec des CAN à registre à approximations successives (SAR), et les deux autres avec des CAN à une seule pente (Single-Slope, SS) CAN. Toutes les trois possédant les pixels de la même taille de 35×35 μm2 et une résolution de 3-bit. Dans ce texte, des analyses théoriques et le prototype sont présentés, ainsi que la conception détaille des circuitsThis thesis presents the development of CMOS pixel sensors (CPS) integrated with pixel-level ADCs for the outer layers of the ILD (International Large Detector) vertex detector. Driven by physics in the ILC (International Linear Collider), an unprecedented precision is required for the detectors. The priority of the sensors mounted on the outer layers is low power consumption due to the large coverage ratio of the sensitive area (~90%) in the vertex detector. The CPS integrated with ADCs is a promising candidate for this application. The architecture of column-level ADCs, exists but do not provide an optimized performance in terms of noise and power consumption. The concept of pixel-level ADCs has been proposed. Benefiting from the all-digital pixel outputs, pixel-level ADCs exhibit the obvious merits on noise, speed, insensitive area, and power consumption. In this thesis, a prototype sensor, called MIMADC, has been implemented by a 0.18 μm CIS (CMOS Image Sensor) process. The target of this sensor is to verify the feasibility of the CPS integrated with pixel-level ADCs. Three matrices are included in this prototype but with two different types of pixel-level ADCs: one with successive approximation register (SAR) ADCs, and the other two with single-slope (SS) ADCs. All of them feature a same pixel size of 35×35 μm2 and a resolution of 3-bit. In this thesis, the prototype is presented for both theoretical analyses and circuit designs. The test results of the prototype are also presented
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El, Sabahy Julien. "Couches minces organo-siliciées déposées par PECVD pour la fonctionnalisation de capteurs de gaz." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAI115/document.
Анотація:
La détection de gaz est un enjeu de plus en plus important, aussi bien dans le domaine de la surveillance de la qualité de l’air -intérieur et extérieur- que dans le suivi de procédés. Cet enjeu est d’autant plus critique dans le cas des composés organiques volatiles (COVs) que leur impact sur la santé publique est avéré. Détecter et quantifier leur présence devient une problématique majeure et différentes solutions existent. L’une d’elles, basée sur le couplage d’une nano-poutre résonnante et d’une micro colonne de chromatographie, s’avère être une solution prometteuse. Ces deux dispositifs alliant sélectivité et grande sensibilité nécessitent cependant une fonctionnalisation à l’aide d’une couche sensible. Ces travaux se sont focalisés sur le développement de matériaux sensibles de la famille des SiOCH déposés en couche mince par dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (PECVD). L’étude de la réponse sous gaz des différents matériaux synthétisés au cours de cette thèse a été réalisée à l’aide de microbalances à cristal de quartz (QCM). Les mesures obtenues ont ensuite été corrélées à un modèle simple permettant de proposer une interprétation de l’interaction entre les SiOCH et le gaz d’intérêt, à l’équilibre mais aussi en régime dépendant du temps. La première partie de l’étude montre l’impact de la composition chimique de ces matériaux sur leur affinité envers un gaz représentatif des COVs aromatiques : le toluène. En s’appuyant sur des caractérisations physico-chimiques, le rôle de différentes liaisons chimiques ainsi que celui de l’hydrophobie des couches minces sur l’interaction avec le gaz d’intérêt a été analysé. Ces travaux montrent qu’un compromis entre composition chimique et hydrophobie doit être trouvé afin de préserver affinité et temps de réponse des SiOCH. L’étude de l’influence de la porosité sur la sensibilité a ensuite été abordée dans un second temps. Pour cela, des procédés originaux de réalisation de couches minces poreuses ont été développés afin de proposer de nouveaux matériaux poreux et d’accroître leur sensibilité vis-à-vis du toluène. Les limites de l’approche soustractive généralement utilisée pour ce type de matériau (i.e. l’approche porogène) ont pu ainsi être dépassées en termes de porosité et de tailles de pores. Concernant la détection de gaz, il s’avère difficile de décorréler l’impact de la chimie de celui de la porosité. Quoi qu’il en soit, l’augmentation de la porosité ouverte n’apparait pas comme le seul paramètre pertinent pour accroître la sensibilité de ces matériaux aux faibles concentrationsGas detection is a growing field, both for indoor and outdoor air quality monitoring and for process monitoring. It is indeed particularly critical in the case of volatile organic compounds (VOC) whose impact on public health is proven. Detecting and quantifying their presence becomes a major problem and various solutions are available. One of them, based on the coupling of a resonant beam and a chromatography micro column, appears to be a promising solution. Those two devices combine selectivity and high sensitivity; however, they require functionalization with a sensitive layer. This work focused on SiOCH thin films deposited by PECVD. The gas interaction of the sensitive layers deposited during this work was studied using quartz crystal microbalances (QCM). The obtained measurements were then correlated to a simple model, providing an interpretation of the interaction – for steady-state but also kinetic regime - between the SiOCH and the gas of interest. The first part of the study shows the impact of the chemical composition of those materials on their affinity for toluene, representative for aromatic VOCs. Relying on physico-chemical characterization techniques, the role of various chemical bonds on the solid/gas interaction was investigated. This work shows that a compromise between chemical composition and hydrophobicity has to be reached to preserve SiOCH affinity and temporal response. The influence of porosity was then explored in a second step to further increase the sensitivity of those materials. Original deposition processes were developed in order to propose new porous materials with higher toluene affinity. The limits of the subtractive approach generally used for these PECVD materials (i.e. the porogen approach) were then overcome in terms of porosity and pore size. Concerning gas detection, it is difficult to decorrelate between the impact of chemistry and porosity. Whatever, increasing porosity does not appear to be the only relevant parameter in order to increase these materials affinity at low concentrations
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Piro, Marie-Cécile. "Fabrication et caractérisation de détecteurs à gouttelettes en surchauffe à bas bruit de fond au sein du projet PICASSO." Thèse, 2008. http://hdl.handle.net/1866/8020.