Дисертації з теми "Diagraphies électriques – Applications industrielles"

Cette thèse s'inscrit dans le cadre d'un projet industriel, dans le domaine de l'exploration pétrolière. Il a pour but le développement d'une sonde de diagraphie permettant une meilleure caractérisation des réservoirs. La sonde est descendue dans des puits, son objectif étant la mesure des propriétés diélectriques des roches, porteuses d'informations pétrophysiques, dans une bande de fréquence allant de 100 MHz à 1 GHz. Le principe de la mesure est basé sur la propagation d'ondes électromagnétiques. Les signaux sont émis et reçus par un réseau d'antennes disposées sur un patin métallique. Ces antennes sont assimilées à des dipôles magnétiques tangentiels, avec deux polarisations. La sonde utilise une mesure différentielle pour déterminer la longueur d'onde et l'épaisseur de peau du milieu, et donc ses propriétés diélectriques. Une étude théorique et expérimentale a permis la réalisation d'antennes blindées assimilables à des dipôles magnétiques purs. Des prototypes, comprenant le réseau d'antennes et l'électronique hyperfréquence associée ont été réalisés. Leur réponse a été analysée au laboratoire ou en conditions réelles, dans des puits, avec une précision conforme aux spécifications. Ces études ont finalement permis de prouver la faisabilité de cette mesure
The topic of this thesis was inspired by an engineering project in the oil industry. The challenge is the development of a formation-evaluation measurement that determines the water content of rocks and other petrophysical features in hydrocarbon-bearing formations. The measurement uses electromagnetic propagation signals between 100 and 1000 MHz to determine the dielectric constant of rocks around a well, as the sonde is moved along a hole through these rocks. The sonde deploys an array of tangential magnetic dipole antennas with two polarizations in a metal housing. The sonde uses a differential measurement to determine the wavelength and skin depth of the signal and that way the dielectric permittivity and electric conductivity of the surrounding medium. These dual-polarization antennas were designed by detailed modeling simulations and were characterized in extensive laboratory experiments. The good agreement between theoretical and experimental studies helped to identify and then eliminate parasitic radiation modes and provide a pure magnetic-dipole radiator. The optimized individual antennas were integrated into prototype arrays that successfully completed field trials with quantitative results that were independently confirmed and reached the expected accuracy and dynamic performance specifications

La thèse présente l'étude et la réalisation d'un filtre actif modulaire adaptable sur tous les types de réseau industriel basse tension équilibré ou pas. Le filtre actif que nous avons développé est de type parallèle, utilisable pour la compensation des courants harmoniques jusqu'a 3 kHz environ quel que soit la configuration de la charge (monophasée, triphasée, équilibrée ou non, avec ou sans neutre). La modularité du filtre actif (possibilité de fonctionner en monophasé) est donnée par la gestion indépendante des courants de sortie de chaque phase du filtre actif. L'analyse théorique du filtre actif nous a permis de définir une approche systématique du dimensionnement des composants le constituant et d'en définir ses performances dynamiques. Les résultats de simulation (avec le logiciel psim) nous ont permis de valider la théorie et de réaliser un prototype de taille industrielle 20kva-400v. L'étude expérimentale nous a montré la parfaite cohérence entre les différents résultats théoriques et expérimentaux. Nous avons aussi réalisé un filtre actif à commande numérique (dsp tms320c30). La comparaison des performances entre les deux versions de filtre actif, nous a montré une nette supériorité de la version analogique quant a la capacité de réduire les harmoniques.

Synthese de polybenzhydrolimides par polycondensation en solution de l'acide benzhydrol tetracarboxylique avec la methyle dianiline et l'oxydianiline; caracterisation des polymeres par gpc et diffusion de lumiere; fabrication et traitement thermique de films; trandition vitreuse par atd et analyse thermomecanique; tenue en temperature par thermogravimetrie; proprietes dielectriques

La synthese d'un derive du tetrathiafulvalene (ttf), le 3. 6-bis-(2-cyanoethylthio)-2,7-dimethylthio tetrathiafulvalene a ete effectuee en six etapes. L'etude electrochimique de ce compose a revele l'obtention reversible par oxydation d'un radical-cation et d'un dication. Un echange electronique en phase homogene entre la forme neutre et le radical-cation a ete mis en evidence en milieu polyoxyethylene (poe), en presence de perchlorate de lithium et a 80\c. L'utilisation de la relation de dahms-ruff a permis d'evaluer la constante d'echange electronique correspondante. L'etude electrochimique de molecules derivees de la precedente par substitution des groupements cyanoethyles par des chaines polyethyleneglycols de differentes longueurs a revele une diminution de cette constante d'echange electronique avec la taille du derive electroactif. Lorsque les chaines poe greffees sont de taille suffisante, le derive tribloc obtenu presente a la fois des proprietes de solvatation des ions et d'electroactivite avec echange electronique homogene. La dissolution d'un sel dans ce derive permet d'obtenir un materiau a conduction mixte. Les derives du ttf possedent deux couples redox a haut potentiel, entre 3. 5 et 4 v par rapport au lithium. Ils sont donc de bons candidats pour obtenir des materiaux de cathode pour batterie lithium-polymere avec une densite d'energie elevee. Les essais realises pour fabriquer de tels materiaux sous forme de copolymeres a blocs constitues d'une alternance de blocs poe solvatants des ions et de blocs ttf electroactifs, ont revele une bonne activite electrochimique mais de faibles masse et degre de polymerisation. Ces phenomenes entrainent une dissolution du materiau de cathode dans l'electrolyte.

Les polymères sont des matériaux appréciés dans l’industrie des composants électriques et électroniques pour leur caractère isolant en volume. Cependant cela est corrélé à de mauvaises propriétés antistatiques en surface. Des procédés tels que le bombardement ionique peuvent remédier à ce problème. Du polycarbonate et du polyméthacrylate de méthyle ont été implantés par des ions de différentes masses à des fluences, tensions d’extraction et flux d’ions variés. Les résistivités superficielles ont été mesurées et il s’est avéré que le traitement permet de les faire diminuer de 8 ordres de grandeurs, sans modifier la résistivité transversale. L’influence de chacun des paramètres d’implantation ionique a été étudiée : ils permettent tous de faire diminuer la résistivité superficielle quand ils augmentent. La densité des charges d’espace piégées au sein des polymères implantés a été étudiée au moyen de la Méthode à Ondes Thermiques Alternatives. Les échantillons qui ont subi les traitements les plus puissants voient leur densité de charges d’espace diminuer. Les modifications des propriétés électriques engendrées par ce type de traitement sont attribuées dans la littérature à la formation de nano-clusters de graphite. Des mesures par spectrométrie Raman ont été effectuées pour en détecter la présence. Certains des échantillons les moins résistifs présentent bien les marqueurs de cette forme de carbone tandis que d’autres non, probablement en raison de la trop faible profondeur d’implantation. L’analyse d’un échantillon très résistif a curieusement également révélé qu’il contenant des nano-clusters de graphite
Polymers are well appreciated materials in the field of electric and electronic components manufacturing, due to their excellent volume insulating properties. However, they have poor surface antistatic properties. Processes like ion bombardment can solve this problem. Polycarbonate and polymethylmethacrylate have been implanted by ions of various weights at different fluences, extraction tensions and ion flows. Surface resistivity has been measured and it has been demonstrated that this treatment makes these values decrease up to 8 orders of magnitude, without changing the volume resistivity. The influence of each parameter has been studied: all of them make the resistivity decrease when they increase. Space charges trapped into the matter have been studied by the means of the Alternating Thermal Waves Method. The samples that have been treated on the strongest conditions are the ones with the lowest space charges density. Formation of graphite nano-clusters is reported in scientific publications to be the cause of the change in electrical properties. Raman spectrometry analyses have been performed to detect this change in chemical structure. Some of the less resistive samples exhibit the signs of this kind of carbon whereas others do not, probably because of their lower implantation depth. The analysis of one very resistive sample has surprisingly revealed that he also contains graphite nano-clusters

L’utilisation croissante de la microélectronique et ses évolutions technologiques permanentes rendent la fabrication des circuits intégrés de plus en plus difficile, complexe et coûteuse. Le maintien des niveaux de rendement et de qualité passe en partie par la mise en œuvre de laboratoires d’analyses de défaillances performants et adaptés. Le travail présenté s’inscrit dans ce cadre et traite de l’évolution des techniques d’analyses par stimulation laser, utilisées pour injecter au cœur des circuits intégrés une petite quantité d’énergie perturbatrice. Ce travail présente l’évolution et le développement de ces techniques dans le cas de circuits intégrés activés dynamiquement. La mesure de diverses variations électriques en synchronisme avec le balayage laser permet alors d’identifier des zones de sensibilité et d’isoler un grand nombre d’anomalies et de défauts. Les différentes interactions laser – circuit intégré en mode statique et dynamique sont abordées avant d’exposer le développement et l’application de ces techniques au travers de validations expérimentales et d’applications industrielles
The ever increasing use of microelectronics and its technological evolution makes integrated circuit manufacturing increasingly difficult, complex and expensive. The preservation of the high levels of yield and performance is in part attained through the implementation of powerful and adapted failure analysis laboratories. The study is set under this framework and presents the developments in failure analysis of laser stimulation to inject a small quantity of perturbing energy within the cores of integrated circuits. This work presents the evolution and the development of these techniques for dynamically activated integrated circuits. Through the measurement of various electric variations synchronized with the laser scanning, it is possible to identify laser sensitive zones and to isolate a great number of anomalies and defects. The different laser - integrated circuit interactions in static and dynamic modes are presented, and a description of the development and application of laser stimulation techniques through experimental results and industrial applications is given

Ce travail de thèse porte sur l'étude de l'effet du prétraitement des tissus végétaux par CEP sur leur procédé de congélation. Pour cela une étude plus profonde sur les mécanismes de perméabilisation des tissus végétaux par CEP a été réalisée. Les résultats obtenus montrent que les cellules traitées dans le sens parallèle aux lignes des champs électriques sont perméabilisées plus facilement que les cellules traitées dans le sens perpendiculaire aux champs ; qu'il n'existe pas une relation directe entre l'efficacité du traitement par CEP et le rayon cellulaire, et que le rapport entre la conductivité électrique du tissu avant et après traitement joue un rôle important dans la définition des paramètres du traitement par CEP. Les résultats de l'étude de l'effet du prétraitement des produits par CEP révèlent que le prétraitement par CEP à faible intensité (400-580 V/cm) des produits étudiés, permet un gain parfois conséquent en temps de congélation. Les résultats d'une première approche de modélisation montrent un effet significatif des CEP sur la chaleur latente de changement de phase contrairement aux résultats expérimentaux. Ceci peut être expliqué par la diminution de la teneur en eau des échantillons après traitement par CEP. D'autre part les produits traités par CEP+DO sont congelés et lyophilisés plus rapidement que les échantillons non traités et avec un aspect visuel meilleur
This work focuses on the study of the PEF pretreatment effect of plant tissue on the freezing process. For that purpose, a study of the mechanisms occurring during the plant tissue permeabilization by PEF was performed. Results show that cells treated in a perpendicular direction to the electric field lines are more readily permeabilized than those treated in the direction parallel to the fields. There is no direct relationship between the effectiveness of CEP treatment and the cell radius. The ratio of the electrical conductivity of the tissue before and after treatment plays an important role in the choice of the PEF treatment parameters. Results have shown that the effect produced by a PEF pretreatment on the osmotic dehydration (OD), the freeze-drying and the freezing process show that a pretreatment at low intensity (400-580 V/cm) reduces the required freezing time. The results of the model developed showed that treatment with CEP seems to decrease their latent heat by changing their water content. Products treated with CEP + DO are frozen and freeze-dried faster than the untreated samples and with a better visual appearance

L'alimentation haute tension pour magnétron utilisée dans la plupart des générateurs micro-ondes modulaires a usage domestique ou industriel, est de conception classique. Elle ne comporte par sa simplicité et sa fiabilité que trois composants essentiels: un transformateur haute tension monophase à shunts magnétiques alimentant une cellule doubleuse de tension et stabilisatrice de courant, composée d'un condensateur et d'une diode. Le fonctionnement de ce montage qui fait appel aux propriétés des circuits magnétiques satures n'a jamais été correctement étudié. La première partie de ce travail concerne l'étude de l'état magnétique interne du transformateur lors du fonctionnement nominal de l'alimentation du générateur micro-ondes. Les résultats obtenus, montrant que le flux de fuites dans le fer sont du même ordre de grandeur que ceux du primaire ou du secondaire, sont exploites dans la modélisation du transformateur traitée dans la seconde partie. Cette modélisation traite le développement d'un modèle de quadripôle en du transformateur a fuites constitue d'inductances saturables capables de traduire les phénomènes non linéaires de la saturation et de vérifier le processus de régulation du courant magnétron. Chaque inductance du modèle étant caractérisée par sa relation non linéaire flux-courant dont le principe de détermination a l'avantage d'être simple et directement obtenu est partir des paramètres du transformateur. A partir de la validité de la modélisation dans les deux régimes linéaire et non linéaire,

La législation (CE n°1069/2009) impose une étape d'hygiénisation (traitement thermique à température ≥ 70 °C pendant une durée ≥ 60 min sans interruption) avant méthanisation des sous- produits animaux. Ce traitement, consommateur d’énergie, réduit la rentabilité globale des installations de méthanisation. L’étude bibliographique montre que, en Europe, la consommation énergétique du procédé d’hygiénisation thermique représente 6 à 25% de l’énergie primaire générée par les unités de production de biogaz. Dans le cadre des travaux de thèse présentés, des solutions alternatives d’abattement microbien, notamment les électro-technologies (ex. Champs Électriques Pulsés, CEP) ont été étudiées. Ces technologies sont essentiellement développées pour l’inactivation athermique des micro-organismes des denrées alimentaires. Les souches Enterococcus faecalis ATCC 19433 et Escherichia coli ATCC 25922 ont été sélectionnées comme bactéries indicatrices. Une étude des cinétiques d'inactivation des indicateurs à différents paramètres électriques dans les procédés en batch et en continu a été réalisée. L’évaluation de l’efficacité du couplage des CEP et d’un chauffage ohmique, l'effet de la quantité d’énergie utilisée pour le traitement par CEP, la régénération cellulaire des bactéries endommagées et la modélisation cinétique et numérique du procédé sont également abordés. Les résultats obtenus confirment la capacité des CEP à hygiéniser les sous-produits animaux (i.e. une réduction de 5- log10 d’Ent. faecalis) dans les systèmes en batch et en continu. Ainsi, le couplage du traitement par CEP et du chauffage ohmique peut significativement réduire la consommation énergétique du procédé
The European Union regulation (CE n°1069/2009) imposes a step of hygienization (thermal treatment at temperature ≥ 70 °C for a treatment time ≥ 60 min without interruption) before anaerobic digestion of certain biowaste issued from the agricultural and food processing industries. This energy-consuming treatment reduces the profitability of biogas production facilities. The literature review shows that, in Europe, the energy consumption of the thermal hygienization process accounts for around 6 to 25% of the primary energy produced by biogas plants. In the present PhD thesis, the alternative solutions for the microbial pasteurization, namely the electro- technologies (e.g. pulsed electric field, PEF) were studied. These technologies are essentially developed for the athermal inactivation of pathogens in food products. The bacterial strains Enterococcus faecalis ATCC 19433 and Escherichia coli ATCC 25922 were selected as indicator bacteria. A systematical study on the inactivation kinetics of the indicator bacteria treated at different electric parameters in batch and continuous system was realized. The efficiency of the treatment coupling PEF and ohmic heating, the effect of the specific energy delivered by PEF, the recovery of the injured bacteria and the kinetic and numeric modeling of the process were investigated as well. Results confirm the ability of PEF to hygienize animal by- products (i.e. a reduction of 5 log10 of Ent. faecalis) in batch and continuous system. The PEF treatment coupled with ohmic heating could significantly reduce the energy consumption of the process

Ce travail se situe dans le contexte de l'analyse de défaillance ainsi que des décharges électrostatiques. Des cas d'analyse de défaillance de dommages engendrés par des décharges électrostatiques nous ont permis le développement de méthodologies d'analyse ainsi que d'améliorer la mise en oeuvre de la technique OBIC impuslionnelle. La compréhension des mécanismes mis en jeu dans cette technique est facilitée par des simulations numériques. Ces dernières pourront désormais prendre en compte des différents phénomènes physiques intervenants dans la modélisation du coefficient d'absorption. Une méthodologie d'évaluation de la criticité des défauts latents sera développée et appliquée sur des circuits intégrés simples et complexes.

Le marché du véhicule électrique (VE) est aujourd’hui en plein essor et il s’agit d’un marché quireprésente un intérêt pour des industriels comme EDF. Pour réaliser ses objectifs (optimisation de laconsommation, tarification...) EDF doit d’abord extraire des données hétérogènes (issues des VE etdes bornes de recharge) puis les analyser. Pour cela nous nous sommes orientés vers un entrepôt dedonnées (ED) qui est ensuite exploité par les processus métiers (PM). Afin d’éviter le phénomèneGarbage In/Garbage Out, les données doivent être traitées. Nous avons choisi d’utiliser une ontologiepour réduire l’hétérogénéité des sources de données. La construction d’une ontologie étant lente, nousavons proposé une solution incrémentale à base briques ontologiques modulaires liées entre elles. Laconstruction de l’ED, basé sur l’ontologie, est alors incrémentale. Afin de charger des données dansl’ED, nous avons défini les processus ETL (Extract, Transform & Load) au niveau sémantique. Ensuitenous avons modélisé les PM répétitifs selon les spécifications BPMN (Business Process Modelisation& Notation) pour extraire les connaissances requises par EDF de l’ED. L’ED constitué possède lesdonnées et des PM, le tout dans un cadre sémantique. Nous avons implémenté cela sur la plateformeOntoDB développée au Laboratoire d’Informatique et d’Automatique pour les Systèmes de l’ISAEENSMA.Elle nous a permis de manipuler l’ontologie, les données et les PM d’une manière homogènegrâce au langage OntoQL. De plus, nous lui avons fourni la capacité d’exécuter automatiquement lesPM. Cela nous a permis de fournir à EDF une plate-forme adaptée à leurs besoins à base d’élémentsdéclaratifs
Nowadays, the electrical vehicles (EV) market is undergoing a rapid expansion and has become ofgreat importance for utility companies such as EDF. In order to fulfill its objectives (demand optimization,pricing, etc.), EDF has to extract and analyze heterogeneous data from EV and charging spots. Inorder to tackle this, we used data warehousing (DW) technology serving as a basis for business process(BP). To avoid the garbage in/garbage out phenomena, data had to be formatted and standardized.We have chosen to rely on an ontology in order to deal with data sources heterogeneity. Because theconstruction of an ontology can be a slow process, we proposed an modular and incremental constructionof the ontology based on bricks. We based our DW on the ontology which makes its construction alsoan incremental process. To upload data to this particular DW, we defined the ETL (Extract, Trasform& Load) process at the semantic level. We then designed recurrent BP with BPMN (Business ProcessModelization & Notation) specifications to extract EDF required knowledge. The assembled DWpossesses data and BP that are both described in a semantic context. We implemented our solutionon the OntoDB platform, developed at the ISAE-ENSMA Laboratory of Computer Science and AutomaticControl for Systems. The solution has allowed us to homogeneously manipulate the ontology, thedata and the BP through the OntoQL language. Furthermore, we added to the proposed platform thecapacity to automatically execute any BP described with BPMN. Ultimately, we were able to provideEDF with a tailor made platform based on declarative elements adapted to their needs

L'objectif de cette thèse était d'étudier les propriétés thermoélectriques de couches minces d'oxyde de type delafossite déposées par pulvérisation cathodique magnétron. Pour cela, les oxydes CuCrO2:3%Mg, CuFeO2:3%Mg et CuCr0,84Fe0,16O2:3%Mg ont été déposés avec différentes épaisseurs sur des substrats de silice amorphe puis traités sous vide à différentes températures afin d'obtenir la structure delafossite. La température de traitement thermique optimale permettant d'obtenir les meilleures propriétés thermoélectriques est de 550°C pour CuCrO2:Mg et CuCr0,84Fe0,16O2:Mg et de 700°C pour CuFeO2:Mg. L'épaisseur optimale des couches minces est de 100 nm pour la delafossite au chrome et de 300 nm pour celle au fer. La conductivité électrique des couches augmente avec la température tout en conservant un coefficient Seebeck positif et constant pour les trois compositions données impliquant un mécanisme par saut de polarons. Le facteur de puissance des couches minces CuCrO2:Mg, CuFeO2:Mg et CuCr0,84Fe0,16O2:Mg dont l'épaisseur et la température de recuit ont été optimisées atteint respectivement 59 µW.m-1K-2, 84 µW.m-1K-2 et 36 µW.m-1K-2 à 200°C. Les études microstructurales et structurales ont permis de comprendre la variation du facteur de puissance avec la température de recuit et l'épaisseur. Elles ont notamment montré que la décroissance de la conductivité électrique des films traités à haute température est due à des phénomènes concomitants de fissuration de la couche et de ségrégation du magnésium. Une étude thermique utilisant la modélisation avec la méthode des éléments finis a permis de démontrer que dans le cas des couches minces, la conductivité thermique du substrat peut se substituer à celle du film dans le calcul de facteur de mérite. La validité du facteur de mérite modifié ((ZT)* = S2σ/ksubstrat) a été énoncée en fonction de l'épaisseur, l'émissivité et la conductivité thermique de la couche mince. L'utilisation de la méthode 3ω a permis de déterminer une valeur de conductivité thermique de 4,82 W.m-1k-1 à 25°C pour le film mince CuFeO2:Mg, qui se situe dans le domaine de validité établi pour l'utilisation de (ZT)*.[...]
The aim of this thesis was to study the thermoelectric properties of delafossite type oxides thin-films deposited by RF-magnetron sputtering. Several thicknesses of CuCrO2:3%Mg, CuFeO2:3%Mg and CuCr0,84Fe0,16O2:3%Mg oxides were deposited on fused silica then annealed under vacuum at different temperatures in order to obtain delafossite structure. The optimal annealing temperature which leads to an acceptable thermoelectric properties is 550°C for CuCrO2:Mg and CuCr0,84Fe0,16O2:Mg thin films and 700°C for CuFeO2:Mg thin film. The optimal thickness is 100 nm for the delafossite with chrome and 300 nm for delafossite with iron. The electrical conductivity of the studied thin films increases with the temperature, while maintaining a positive and constant Seebeck coefficient for the three given compositions that implies a hopping mechanism. The power factor of CuCrO2:Mg, CuFeO2:Mg and CuCr0,84Fe0,16O2:Mg thin films for which the annealing temperature and the thickness were optimized, reached 59 µW.m-1K-2, 84 µW.m-1K-2 and 36 µW.m-1K-2 respectively at 200°C. The microstructural and structural analysis allowed to understand the variation of the power factor with the annealing temperatures and the thicknesses. In particular, they showed that the decrease in the electrical conductivity of the thin films annealed at high temperature is due to concomitant phenomena of film cracking and magnesium segregation. A thermal analysis using modeling with the finite element method has demonstrated that in the case of thin films, the thermal conductivity of the substrate can be substituted for the thermal conductivity of the film in the calculation of figure of merit. The validity of the modified figure of merit ((ZT)* = S2σ/ksubstrate) was given as a function of the film thickness, emissivity and thermal conductivity. The thermal conductivity of CuFeO2:Mg was measured using the 3ω method and it was 4.82 W.m-1k-1 at 25°C which is within the range of validity established for the use of (ZT)*[...]

Le titanate de baryum et de strontium (BaSrTiO3) est un matériau diélectrique de synthèse à forte permittivité possédant la propriété d'être accordable lorsqu'il est soumis à un champ électrique. Ceci est lié à sa structure cristalline à maille perovskite. Son intégration dans des dispositifs capacitifs est donc prometteuse pour l'industrie de la microélectronique. Il est déposé en couches minces par pulvérisation cathodique à partir de cibles pressées à froid au sein du laboratoire. L'étude de la croissance du matériau, dopé ou non, et de ses propriétés électriques à 100 khz ont permis d'envisager une montée en fréquence. Les évolutions de la permittivité diélectrique complexe et de l'accordabilité du matériau ont ainsi pu être étudiées sur un dispositif spécifique dans une gamme de fréquences allant de 1 à 60 ghz. L'utilisation d'un logiciel de simulation numérique par éléments finis (ELFI) dans le cadre de l'étude à haute fréquence permet de remonter aux caractéristiques propres du matériau, et ainsi d'interpréter plus finement les résultats issus de l'étude en basse fréquence. L'ensemble des connaissances acquises permet finalement de développer des dispositifs à capacité variable qui sont actuellement en cours d'élaboration au sein du laboratoire.

L’objectif de la présente thèse a été de développer des procédés de modification de surface de polymères par plasma à la pression atmosphérique pour la fonctionnalisation de surface en groupements amine (NH2) visant des applications dans le domaine biomédical. Le procédé à la pression atmosphérique vise à éliminer la nécessité d'un système à vide et ainsi développer une technique aussi performante et peu coûteuse pour s'approcher d'un procédé industriel. Le mode de génération du plasma choisi est une décharge contrôlée par barrière diélectrique (DBD). Deux stratégies de modification de surface ont été investiguées : l’amination de surface et le dépôt de couches minces fonctionnalisées. Les deux types de modifications de surface induites ont été caractérisés par Spectroscopie de Photoélectrons induits par Rayons-X (XPS), Spectrométrie de Masse d’Ions Secondaires par Temps de Vol (ToF SIMS), spectroscopie Infrarouge à Transformée de Fourier (FTIR), Angle de Contact (CA), Microscopie à Force Atomique (AFM) et Microscopie Électronique à Balayage (MEB). Pour l’amination de surface, les résultats ont démontré l’importance de H2 et de ses espèces dérivées dans la fonctionnalisation de groupements amine sur la surface de polymère dans une DBD à la pression atmosphérique de N2-H2. De plus, les connaissances obtenues permettent d’envisager le contrôle et l’optimisation de la concentration et la spécificité de la modification de surface pour les groupements amine greffés en surface des polymères. Les couches minces fonctionnalisées obtenues en atmosphère de N2-C2H4 présentent une concentration en azote variable en fonction du ratio gaz réactif/gaz vecteur (C2H4/N2) tout en ayant une concentration d’amines constante. Les coefficients de collage et/ou la mobilité des différentes espèces présentes en fonction du temps de résidence dans la décharge mènent à différentes morphologies. L’ajout d’H2 dans la décharge conduit à la formation de nanoparticules et de nouvelles structures, appelées « nanobâtonnets », qui présentent des dimensions anisotropiques importantes (100-200 nm de diamètre pour 1-10 m de long). Finalement, la fonctionnalisation de surface obtenue avec une DBD à pression atmosphérique est une méthode efficace, peu coûteuse pour la création de modification de surface uniforme de groupements amine qui peuvent subséquemment être utilisés pour greffer diverses fonctionnalités chimiques utiles pour diverses applications.
The objective of this thesis was to develop surface modification processes using atmospheric pressure plasma for the surface functionalization of polymers with amino groups (NH2) for biomedical applications. Developing a process working at atmospheric pressure aims to eliminate the need for a pumping system, thus obtaining a technology that would be efficient and low cost for an industrial process. The plasma generation mode chosen was a dielectric barrier discharge (DBD). Two surface modification strategies were investigated: Surface plasma amination and plasma thin film deposition. The two different types of surface modifications were characterized by X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), Time of Flight Secondary Ion Mass Spectrometry (ToF SIMS), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Contact Angle goniometry (CA), Atomic Force Microscopy (AFM) and Scanning Electron Microscopy (SEM). On one hand, surface plasma amination, results demonstrate the importance of H2 and its derived species for amino groups functionalization on the surface of polymers in an atmospheric pressure DBD in N2-H2. Moreover, the obtained knowledge allows now the possibility to control and optimize the surface density and surface modification specificity for amino groups. On the other hand, the functionalized thin films obtained in an atmosphere of N2-C2H4 reveals a highly variable nitrogen concentration as a function of the reactive gas/carrier gas (C2H4/N2) while the surface density in amino groups is constant. Sticking coefficients and/or surface mobility of the different species created as a function of time residence in the discharge lead to different coating morphologies. The addition of H2 in the discharge leads to the formation of nanoparticles and new structures, named “nanorods” that present anisotropic dimensions (100-200 nm in diameter for 1-10 m in length). Finally, atmospheric pressure DBD surface functionalization is an efficient and low cost technique for the creation of uniform surface modification with amino groups that can be later used to covalently graft various chemicals functionalities; chemical functionalities that can be used for various applications.

La réponse biologique d'un matériau est essentiellement reliée à sa surface : cela souligne l'importance du rôle des techniques de modification de surface dans la réalisation d'une réponse biologique adaptée. Ainsi les surfaces fonctionnalisées par des 'hydrogels' minces possèdent un énorme potentiel dans diverses applications. En effet, les hydrogels sensibles au pH et à la température peuvent être utilisés dans le but de libérer de façon contrôlée une molécule dans l'environnement biologique. Ces hydrogels peuvent aussi être utilisés en tant que biocapteur de par leurs fonctions disponibles permettant la reconnaissance spécifique de biomolécules cibles. Différents procédés, choisis principalement en fonction du type de matériau et de la surface à fonctionnaliser, peuvent être utilisés pour l'obtention de ce genre de films. Parmi ces procédés, le choix s'est tourné vers l'utilisation de la polymérisation par plasma dont les propriétés de surfaces peuvent être ajustées en fonction des paramètres de la décharge tel que la puissance électrique, le temps de traitement, la composition et la pression du gaz.

Cette thèse s’inscrit dans le domaine de la localisation de défauts de type «soft» dans les Circuits Intégrés (CI) analogiques et mixtes à l’aide des techniques dynamiques de stimulation laser en faible perturbation. Les résultats obtenus à l’aide de ces techniques sont très complexes à analyser dans le cas des CI analogiques et mixtes. Ce travail porte ainsi particulièrement sur le développement d’une méthodologie facilitant l’analyse des cartographies laser. Cette méthodologie est basée sur la comparaison de résultats de simulations électriques de l’interaction faisceau laser-CI avec des résultats expérimentaux (cartographies laser). L’influence des phénomènes thermique et photoélectrique sur les CI (niveau transistor) a été modélisée et simulée. La méthodologie a été validée tout d’abord sur des structures de tests simples avant d’être utilisée sur des CI complexes que l’on trouve dans le commerce
This thesis deals with Soft failure localization in the analog and mixed mode Integrated Circuits (ICs) by means of Dynamic Laser Stimulation techniques (DLS). The results obtained using these techniques are very complex to analyze in the case of analog and mixed ICs. In this work we develop a methodology which facilitates the analysis of the laser mapping. This methodology consists on combining the experimental results (laser mapping) with the electrical simulations of laser stimulation impact on the device. The influence of photoelectric and thermal phenomena on the IC (transistor level) has been modeled and simulated. The methodology has been validated primarily on test structures before being used on complex Freescale ICs existing in commerce