Добірка наукової літератури з теми "Diagnostic micro-ondes"

Les tumeurs hépatobiliaires représentent approximativement 2 % de l’ensemble des néoplasies chez le chien et le chat, et peuvent être primitives (adénomes, hépatocarcinomes, cholangiocarcinomes, hémangiosarcomes, lymphomes, tumeurs neuroendocrines…) ou secondaires à une maladie métastatique. Les signes cliniques d’appel sont généralement non spécifiques, bien qu’une hypoglycémie paranéoplasique soit rarement identifiée en pratique. Les examens d’imagerie, et notamment l’échographie et la tomodensitométrie, permettent d’identifier une masse, des nodules ou une modification de l’aspect du parenchyme hépatique compatible avec une infiltration diffuse. Le diagnostic de certitude repose sur un examen histopathologique. Les stratégies thérapeutiques demeurent dépendantes de la nature primitive de la tumeur, et peuvent inclure la chirurgie (notamment lors de forme massique), la chimiothérapie (notamment dans les lymphomes et mastocytomes), les thérapies ciblées, et la radiothérapie. L’oncologie interventionnelle (ablation micro-ondes, chimio-embolisation) tend à offrir de nouvelles perspectives dans la prise en charge future de ces tumeurs.

La capacité de pénétration des ondes électromagnétiques (OEM), généralement non destructive, dans les matériaux ou tissus permet de sonder les milieux étudiés. En termes de santé publique, améliorer la qualité de vie est devenu un objectif majeur de la société actuelle. Des applications de sondage par OEM de divers milieux ou tissus dans le domaine biologique présentent un intérêt majeur dans les opérations de diagnostic et dans les opérations thérapeutiques. Les travaux de cette thèse abordent le vaste domaine des applications biomédicales, des interactions micro-ondes/radiofréquences et de la matière. Ces travaux de thèse se focalisent sur l’univers émergeant de l’Imagerie par Résonnance Magnétique (IRM) à Ultra-Haut Champ. Le premier objectif est de développer un fantôme anthropomorphique de tête humaine ou il faut prendre en compte les propriétés électromagnétiques et les temps de relaxation caractéristiques de chaque tissu. Cela permet d’obtenir une estimation précise des niveaux de DAS pour l’être humain et une notion des formations de hotspots lors d’un examen IRM haut-champ.Le deuxième objectif dans le domaine des IRM à très haut champ est l’étude et la fabrication des dispositifs d’homogénéisation de champ permettant ainsi d’éclaircir les zones d’ombres. Ce processus, dénommé Dielectric Shimming, est basé entre autre sur l’utilisation d’éléments discrets à hautes permittivités appelés pads. Ces pads sont composés de matériaux diélectriques à fortes permittivités, comme des solutions aqueuses de Titanate de Baryum, afin de focaliser le champ dans les zones initialement sombres de l’image de l’IRM (dans cas du cerveau : le cervelet et les lobes temporaux)
The penetration capacity of the electromagnetic (EM) waves in matter or biological tissues allows exploring media non-destructively. Concerning the public health sector, improving the quality of life has become one of the greatest concerns of nowadays society. EM wave research on different media and biological tissues shows a great potential for diagnostic applications and eventually for therapeutically applications. In this doctoral thesis, we focus on the vast domain of the biomedical applications of wave-matter interactions, based on the knowledge of the electromagnetic properties of matter, the complex permittivity and the conductivity. On a first instance, we address the emerging domain of ultra-high field MRI (Magnetic Resonance Imaging), which nowadays puts effort into the clinical implementation of 7T devices. Firstly our purpose is to produce an anthropomorphic head model, composed of the brain’s different layers, and taking into account the electromagnetic properties and the proton relaxation times inherent to each tissue. These realistic head models allow to evaluate the newly developed protocols for these ultra-high field devices. Secondly, we have studied and developed field homogenization devices, which allow brightening the shadow areas displayed in some MRI images, such as the cerebellum and the temporal lobes in brain imaging at 7T. This procedure, named Passive Shimming, is based on the use of high permittivity dielectric pads composed of Barium Titanate, which focalize the field to the areas where normally the wavelength in insufficient to generate a homogeneous signal distribution

La turbulence dans le plasma de fusion thermonucléaire peut entraîner une augmentation du coefficient de transport de l’énergie et des particules détériorant ainsi le confinement du plasma. C’est pourquoi les mesures de la turbulence du plasma sont importantes pour la description des processus de transport du plasma. Le diagnostic plasma micro-ondes est un type efficace de diagnostic plasma actif pour caractériser la turbulence. Leurs principes reposent sur la collecte d’informations intégrées dans le volume de plasma sondé, et contenu dans les ondes réfléchies ou diffusées atteignant le détecteur. Pour extraire les propriétés de turbulence, des modèles interprétatifs sont nécessaires. La réflectométrie de corrélation radiale (RCR) et la réflectométrie Doppler sont des techniques largement utilisées qui fournissent des informations sur les caractéristiques de la turbulence du plasma. La diffusion Thomson collective (CTS) est un diagnostic micro-ondes intéressant qui peut donner des informations sur des paramètres plasma tels que la température des ions en vrac, la composition des ions en vrac, la distribution de vitesse des particules rapides (particules alpha ou ions d’un faisceau chauffant). La connaissance de la distribution de la vitesse des particules alpha est particulièrement recherchée et importante pour évaluer les performances d’ITER où l’amplification énergétique de la puissance de chauffage du plasma Q devrait atteindre la valeur d’environ 10. L’analyse des données réelles des diagnostics micro-ondes, ou les interprétations d’une mesure signal suppose un faisceau de sondage gaussien lisse. Il a été démontré que les faisceaux de micro-ondes peuvent être considérablement déformés en raison de la turbulence du plasma de bord. Ceci peut conduire à des interprétations trompeuses du signal de diagnostic, basées sur les micro-ondes. En conséquence les modèles interprétatifs des diagnostics doivent être analysés en tenant compte de la distorsion du faisceau de sondage. L’amélioration des modèles interprétatifs de diagnostic hyperfréquence est l’objet principal des études présentées dans cette thèse
The turbulence in thermonuclear fusion plasma can lead to increase of the plasma transport coefficient that enhances the particles and energy losses therefore deteriorates the plasma confinement. That is why measurements of the plasma turbulence is important for description of the plasma transport processes. Microwave plasma diagnostics is an efficient kind of the active plasma diagnostics to characterize the turbulence. Their principles are based on the collection of information integrated over the probed plasma volume, and printed on the reflected or scattered waves reaching the detector, for which interpretative models are required to extract the turbulence properties. The radial correlation reflectometry (RCR) and the Doppler reflectometry are widely used technics that provide information on plasma turbulence characteristics. The Collective Thomson Scattering (CTS) is a valuable microwave diagnostic that can give the information about such plasma parameters as the bulk ion temperature, bulk ion composition, the fast particles (alpha particles or ions of a heating beam) velocity distribution. The knowledge of the alpha particle velocity distribution is especially interesting and important to evaluate the ITER performance where the energy amplification of plasma heating power Q is expected to achieve the value about 10. The actual data analysis of the microwave diagnostics, or interpretations of a measured signal is fulfilled assuming a smooth Gaussian probing beam. It was demonstrated that the microwave beams can be significantly distorted due to the edge plasma turbulence, that may lead to misleading interpretations of the diagnostic signal, based on the microwaves, so the diagnostics interpretative models should be analyzed taken into account to the probing beam distortion. The improvement of the microwave diagnostics interpretative models is the main object of the study presented in this thesis.The aim of this PhD work is to include these missing effects in an interpretative model for CTS using X-mode probing beam

La post-décharge N2-CH4 a fait l'objet d'une étude par spectroscopie d'émission optique. Une méthode permettant de déduire les concentrations en atomes d'azote et de carbone dans la post-décharge est présentée. La prise de masse des échantillons au cours des traitements de nitrocarburation en post-décharge à pu être suivie par thermogravimétrie in situ. L'utilisation de propane lors de traitements séquencés a permis de montrer que le procédé etudié permettait de réaliser différentes configurations de carbonitrures en surface: une monocouche (E) ou une multi-couche de combinaison. Le modèle de cinétique chimique développé prédit convenablement l'ordre de grandeur des espèces présentes dans la post-décharge décharge N2-CH4. Enfin, le couplage de plusieurs modèles (cinétique chimique de la phase gaz, réactions de surface et diffusion dans le solide) a pu aboutir dans le cas de la nitruration en post-décharge
N2-CH4 afterglow is first studied by optical emission spectroscopy. A method to measure densities of carbon and nitrogen atoms in the post-discharge is presented. The mass gains of pure iron sam pies during post-discharge nitrocarburising treatments are monitored by in situ thermogravimetry. The use of propane during sequenced treatments shows that the studied orocess allows the synthesis of various carbonitride configurations: monophased (E) or multi-phased compound layer. The modeling of volume kinetic processes in the gas phase suitably predict the order of magnitude of the densities for major species in the N2-CH4 post- discharge. Lastly, we propose original results obtained by coupling several models (chemical kinetics of the gas phase, surface kinetics and diffusion in the solid) in the case of post-discharge nitriding

Des revêtements de zircone ont été élabores à basse température (<500°C) par oxydation en phase hétérogène du tétrachlorure de zirconium (ZrCl4) gazeux par une post-décharge micro-ondes O2-H2-Ar en écoulement. Une étude paramétrique des conditions d'élaboration de ces revêtements (puissance micro-ondes, température, pression et débits de gaz) a été préalablement réalisée en vue de déterminer des conditions de traitement optimales et reproductibles. A partir d'une approche simplifiée des processus conduisant au dépôt de zircone, la modélisation thermique, hydrodynamique et cinétique du réacteur, basée sur la résolution numérique des équations de conservation par la méthode des volumes finis, a permis d'établir les cartographies des grandeurs chimiques et physiques du système (température, vitesse d'écoulement des gaz, concentrations en espèces réactives et vitesse de croissance du dépôt). La validation de ce modèle a été démontrée et son utilisation a pu être étendue à de nouvelles conditions d'expérience ainsi qu'à la détermination des régimes cinétiques de formation de dépôt. Le diagnostic de la phase gazeuse O2-H2-Ar par spectroscopie d'émission optique (décharge micro-ondes), spectrométrie de masse et titrage chimique de l'oxygène atomique par NO (post-décharge micro-ondes) a été effectué afin d'expliquer l'effet du plasma sur l'activation de la réaction de dépôt dans la post-décharge. Un schéma réactionnel de dépôt est proposé et discuté, notamment par comparaison avec un mécanisme conventionnel d'hydrolyse de ZrCl4 en phase hétérogène. Les compositions et structures des films de zircone élaborés sur un substrat en Zircaloy-4 (alliage de zirconium) à 300 et 460°C sont décrites. La texture de fibre observée pour ces films est finalement discutée en termes de germination epitaxique du dépôt

Depuis plusieurs années le LAAS-CNRS travaille sur la problématique de la détection de la baisse de vigilance d'un conducteur d'automobile à partir de l'analyse du mode de conduite, afin de réduire le grand nombre des accidents routiers. Dans ce contexte, nous nous sommes intéressés de dégager une mesure référante de l'hypovigilance qui permettrait, par comparaison, de valider le système de mesure embarqué associant des mesures comportementales. Cette thèse a porté sur l'analyse automatique des signaux physiologiques (EEG, EOG) permettant de caractériser la somnolence; et s'est inscrit dans le cadre du projet européen SENSATION. Ce travail s'articule en 2 parties. La première est dédiée à l'analyse des EEG et commence par une présentation de la forme d'onde des signaux à analyser et des phénomènes représentatifs de la somnolence, puis des techniques d'analyse susceptibles de répondre au problème posé : transformé de Fourier, décomposition en Ondelettes, transformation de Hilbert Huang; Pour la suite de l'étude, nous avons sélectionnée la transformation de Hilbert-Huang. La précision de cette méthode sera étudier qualitativement, avant de présenter l'algorithme développé et les premiers résultats obtenus sur des signaux réels. Les conclusions de l'analyse de la précision nous ont amené à modifier l'algorithme proposé par Huang en normalisant les composantes fournies par la transformation de Huang sur l'ensemble de la fenêtre d'analyse avant application de la transformation de Hilbert. La deuxième partie de la thèse est donc consacrée à la localisation et la caractérisation des clignements des yeux dans l'EOG. Avant de présenter l'algorithme développé, nous décrivons le signal étudié et le modèle de clignement proposé. Nous comparons ensuite, sur une base de données constituée durant des expériences menées sur un simulateur de conduite, les résultats obtenus par notre algorithme à une analyse semi-automatique. Une fois la détection des clignements validée, nous com parons le degré de somnolence déterminé après mise en place des règles utilisées par les experts à l'analyse visuelle des signaux. Le bilan du travail réalisé et les perspectives d'amélioration des résultats concluront ce travail.

L'irradiation de l'air par un rayonnement X, est à l'origine de la création d'un plasma pouvant modifier la génération et la propagation des champs électromagnétiques (champs EM), perturbant ainsi les systèmes électroniques environnants. La quantification de ces contraintes nécessite en amont une étude approfondie sur le plasma généré par les particules énergétiques. Un modèle de cinétique chimique 0D a été développé afin de caractériser le plasma au cours du temps pour différentes pressions d'air. Le modèle est défini par le couplage des équations d'évolution des densités des espèces composant le plasma avec l'équation de conservation de la densité d'énergie moyenne des électrons. Afin de mettre en place et tester le modèle, il a d'abord été appliqué à un cas théorique, où le plasma est généré par un flash X d'une durée de 100 ns, possédant une énergie moyenne constante et égale à 1 MeV. Suite à l'irradiation de l'air sec par les X, deux populations d'électrons Compton " relativistes " et " non relativistes " sont générés. Les électrons Compton initient l'avalanche électronique conduisant à la formation du plasma étudié. Les résultats obtenus montrent que le plasma est principalement généré par l'ionisation du gaz par les électrons Compton relativistes. Bien qu'initié par des X durs, le plasma généré est faiblement ionisé avec une densité électronique maximale de 1013 cm-3 à la pression atmosphérique et une énergie moyenne maximale des électrons d'environ 4 eV. Afin de valider le modèle, des mesures temporelles de densités électroniques ont été effectuées. Les travaux réalisés consistent à irradier un guide d'onde remplie d'air, à une pression fixée, par une impulsion de rayonnement X durant 90 ns. L'objectif de l'expérience est de mesurer l'absorption d'une onde électromagnétique suite à son passage dans le plasma contenu dans le guide. Le coefficient d'absorption de l'onde dans le guide dépend de la constante de propagation en espace libre, qui est proportionnelle à la fréquence plasma et donc à la densité électronique. La restitution de la densité électronique expérimentale est alors établie en utilisant les formalismes d'absorption dans un guide d'onde remplie de plasma
The irradiation of air by an X-ray, produces an air plasma which can affect the generation and the propagation of electromagnetic fields, disrupting the surrounding electronic systems. Quantifying these constraints requires beforehand a comprehensive study of the plasma generated by the energetic particles. A 0D chemical kinetics model was developed to characterize the time evolution of the air X-ray induced plasma for different air pressures. The model is defined by the coupling of the evolution equation of the densities of the main species plasma with the equation of conservation of the mean energy density of electrons. To develop and test the model, it was first applied to a theoretical case where the plasma is generated by an X-ray flash with a duration of 100 ns with a constant mean energy equal to 1 MeV. The irradiation of dry air by X-rays leads to the generation of two populations of electrons Compton "relativistic" and "non-relativistic". In fact, these Compton electrons initiate the electron avalanches leading to the formation of the studied plasma. The obtained results show that the plasma is primarily generated by ionization of the gas by the relativistic Compton electrons. Although initiated by hard X-rays, the plasma generated is weakly ionized with a maximum electron density of 1013 cm-3 at atmospheric pressure and a maximum electron mean energy of about 4 eV. The validation of the model is based on the electron density measurements. For various air pressures, the experiments performed consist of irradiating an air-filled waveguide, by an X-ray pulse during 90 ns. The aim of the experiment is to measure the absorption of an electromagnetic wave after its passage through the plasma contained in the guide. The absorption coefficient of the wave in the guide depends on the constant of propagation in free space, which is proportional to the plasma frequency and thus to the electron density. The experimental electron density is then determined using the formalism of absorption in a plasma filled waveguide. To compare the experimental and numerical results, the kinetic model was adapted to the experiments by considering more particularly the waveguide walls and the humidity of the air. In the case of air with 76% of relative humidity, between 30 mbar and atmospheric pressure, the relative gap between the measurements and the model for the maximum electron density is lower than 10% knowing that the maximum of the density varies from 3.5x1013 to 4x1011 cm-3. The deviation between the measured electron density and the simulated one, increases when the whole X-ray pulse duration is considered, with a mean relative deviation of about 30%. Knowing that the measurement of the electron density is determined with an uncertainty of ± 30%, the kinetic model results are satisfying and thus enable the model validation. The kinetic model has also allowed to determine the time evolution of the mean electron energy of the plasma

Le but principal de ce travail est l'étude de nouveaux procédés de pulvérisation cathodique magnétron pour le dépôt de couches minces : procédés de type IPVD (Ionised Physical vapour Deposition) où les particules métalliques pulvérisées sous forme d'atomes neutres depuis la cathode sont ensuite ionisées - soit par un plasma micro-onde situé entre la cathode magnétron et le substrat, soit par un plasma magnétisé généré par des pulses de haute puissance. Le réacteur IPVD micro-onde est constitué d'une cathode magnétron alimenté en courant continu et de deux antennes micro-onde perpendiculaires à l'axe cathode-substrat. Une analyse du plasma résolue spatialement a été effectuée principalement par spectroscopie optique d'absorption pour déterminer les densités d'atome métallique neutre et ionisé ainsi que leur température. Une attention particulière est portée à l'estimation et au rôle de la température du gaz. Dans le dispositif PVD haute puissance pulsée, les particules pulvérisées sont ionisées dans le plasma magnétisé qu'elles peuvent ensuite quitter pour atteindre le substrat. Des diagnostics résolus en temps sont alors nécessaires pour en suivre l'évolution. La dynamique du plasma, l'évolution de sa composition et la transition particulièrement rapide vers un régime stable d'auto-pulvérisation sont détaillés. Dans le même temps, les processus d'ionisation et de transport sont étudiés. Un chapitre de la thèse porte sur un diagnostic original de détermination simultanée des densités d'atomes d'azote et d'oxygène par titrage avec NO dans des post-décharges N2-O2. Ce diagnostic est intéressant pour l'étude des procédés en mélange réactif
The main aim of this thesis is to investigate fundamental aspects of generation and behaviour of two advanced magnetron sputtering discharges for IPVD (Ionised Physical Vapour Deposition) process : a microwave assisted DC (Direct Current) magnetron discharge and a high power pulsed magnetron discharge operating with a preionization. The microwave assisted reactor consists of a titanium magnetron cathode excited by a direct current and two microwave coaxial antennas located perpendicularly to the magnetron substrate holder axis. Spatially resolved plasma diagnostics are presented. The main diagnostic method was absorption spectroscopy which permited to obtain simultaneously the spatial evolution of titanium atom temperature and the spatial evolutions of titanium neutral atom and ion densities. Particular attention is given to the estimation and the role of gas temperature. In the high power pulsed PVD, sputtered particles are ionized in the magnetized region and after that, they can leave it and continue towards the substrate. These processes are time dependent and it is suitable in this case to perform time resolved measurements. Plasma dynamics, time evolution of plasma compositions and particularly the extremely fast transition to stable self- sputtering regime is discussed. Simultaneously with the creation processes of ions, their transport was studied too. A chapter of the thesis is devoted to a new method to obtain simultaneous N and O atom concentrations in N2 and N2-O2 post discharges by NO titration from NO b system UV radiation. This method could help to understand selected complex processes involved

Ce travail porte sur le diagnostic et la modélisation de traitements de nettoyage de surface par post-décharge micro-ondes Ar-Nz. Afin de déterminer les mécanismes de surface responsables du nettoyage, des études par Spectroscopie Optique d'Emission et par XPS ont été couplées. Une nouvelle méthode de SOE a permis de remonter à la concentration en N et aux valeurs instantanées du coefficient de recombinaison. Les résultats expérimentaux ont montré que l'azote atomique est responsable de la gravure du carbone présent dans les impuretés et que CH est le radical précurseur de CN*. Les post-décharges ne permettent pas à l'ambiante un nettoyage total des impuretés qui forment une couche protectrice. L'efficacité du nettoyage augmente avec l'adjonction d'oxygène et la température. Le modèle simule des phénomènes transitoires sur plusieurs secondes. Les réactions de surface sont traitées par une approche basée sur des mécanismes élémentaires incluant ceux de Langmuir- Hinshelwood et Eley-Rideal.

Les travaux présentés dans ce mémoire concernent l’étude des plasmas d’argon créés dans une cavité résonnante micro-ondes fonctionnant à la pression atmosphérique et leur application au nettoyage de surface. Tout d’abord, une étude des enjeux du nettoyage de surfaces industrielles est présentée ainsi qu’un état de l’art des solutions existantes et leurs limitations, mettant en évidence l’intérêt des plasmas comme alternative, notamment ceux fonctionnant en cavité résonnante micro-ondes à pression atmosphérique dont les particularités sont présentées. Dans le cas de l’argon, ces décharges présentent la particularité de ne pas être homogènes mais constituées de un ou plusieurs filaments de faibles diamètres, dépendant des conditions expérimentales. L’étude de la filamentation de ces décharges est l’objet du second chapitre où il a été mis en évidence les corrélations, dans le cas d’un filament unique, entre ses dimensions, sa température et la puissance dissipée et qu’il existait un seuil de puissance au-delà duquel la filamentation apparaissait. Une modélisation électromagnétique simple a été réalisée permettant de décrire l’influence des paramètres principaux de la décharge sur la filamentation. Le troisième chapitre présente les résultats de la caractérisation d’un filament d’argon par absorption laser en plasma continu et pulsé. L’effet de l’addition d’oxygène y est également présenté. Le dernier chapitre concerne l’étude de l’application des post-décharges micro-ondes à la pression atmosphérique créées dans des mélanges argon-azote et argon-oxygène au nettoyage de surface. On y étudie notamment l’interaction de ces post-décharges avec des molécules organiques modèles (acide stéarique et 1-octadécène). L’analyse de surface avec des techniques d’analyse d’extrême surface par spectrométrie de masse (ToF-SIMS et FTMS) a permis d’améliorer notre compréhension des mécanismes de nettoyage
The present work deals with the study of argon microwave plasmas generated in resonant cavity at atmospheric pressure and their application to surface cleaning. First, a study of the aim of surface cleaning of industrial surfaces is presented, followed by a state of the art of existing solutions and their limitations, showing the interest of plasmas as an alternative, especially atmospheric pressure microwave resonant cavity plasmas. In the case of argon, these plasmas have the particularity to be inhomogeneous and constituted of one or many small diameter filaments, depending on experimental conditions. The study of the filamentation of these discharges is the subject of the second chapter. In the case of one filament, correlations have been evidenced between its size, its temperature and the dissipated power. A simple electromagnetic simulation allowed us to describe the influence of the main plasmas parameters on the filamentation process. The third chapter presents results from the characterisation of a single argon filament by the mean of diode laser absorption in continuous and pulsed plasma mode. The effect of oxygen addition is also studied. The last chapter deals with the study of the use of atmospheric pressure microwave post-discharges in argon-nitrogen or argon-oxygen mixtures for surface cleaning application. We studied the interaction of such post-discharges with model organic molecules (stearic acid and 1-octadecene). Surface analyses by the mean of extreme surface analysis techniques based on mass spectrometry (ToF-SIMS and FTMS) allow us to improve our understanding of cleaning mechanisms