Дисертації з теми "Ondes électromagnétiques – Absorption et adsorption"

Les pérovskites hybrides (PH) sont prometteuses pour des applications optoélectroniques au-delà de la photovoltaïque, avec d'autres applications explorées ici. Un défi majeur est d'obtenir une synthèse reproductible, pure et évolutive. La mécanosynthèse (MS), une méthode verte sans solvant, a permis de synthétiser des composites 3D PH MAPbI3 et graphite en 30 minutes, avec des propriétés similaires à celles des MAPbI3 à base de solvant. Le broyage prolongé a introduit des défauts, améliorant l'absorption des ondes électromagnétiques. Des PHs 2D purs n=1 et leurs composites ont été synthétisés avec succès avec trois ammoniums différents. Les PHs de faible dimension (n>2) ont montré une plus grande hétérogénéité de composition. La compaction des poudres de PHs 3D, 2D et quasi 2D a induit une préservation de la taille des grains, l’apparition d’une orientation préférentielle et une diminution de la réabsorption améliorant ainsi leur photoluminescence. Au niveau photodétection, le graphite a amélioré leur performance et les PHs (n>2) à la base phényléthylammonium ont montré des performances très prometteuses
Hybrid perovskites (HPs) are promising for optoelectronic applications beyond photovoltaics, with other application explored here. A main challenge is achieving reproducible, pure, and scalable synthesis. Mechanosynthesis (MS), a green and solvent-free method, was used to synthesize 3D HP MAPbI3 and graphite composites in 30 minutes, yielding properties similar to solvent-based MAPbI3. Extended grinding introduced defects, enhancing electromagnetic wave absorption. MS was also applied to low-dimensional HPs (n=1–3) with different ammoniums. Pure n=1 2D HPs and composites were synthesized successfully, while n>2 showed compositional heterogeneity. The compaction of 3D, 2D and quasi-2D PHs powders resulted in the preservation of grain size, the appearance of a preferential orientation and a reduction in reabsorption, thereby improving their photoluminescence. Graphite improved photodetection performance and phenylethylammonium-based PHs (n>2) showed very promising results

Lors de la propagation dans l'atmosphere, aux frequences comprises entre 1 et 300 ghz, et en particulier dans le domaine millimetrique, les rayonnements electromagnetiques subissent des variations qui sont dues aux phenomenes d'emission, d'absorption et de diffusion dus aux gaz atmospheriques et aux hydrometeores. En nous situant dans le cadre de l'imagerie radiometrique, nous avons etudie, grace a la methode du transfert radiatif, l'influence de ces phenomenes sur la temperature radiometrique du ciel et des surfaces terrestres en presence de differentes conditions meteorologiques. Apres avoir decrit les caracteristiques de l'atmosphere claire et perturbee ainsi que celles des sols, la realisation d'un logiciel de simulation a permis l'evaluation precise de la temperature du ciel en presence de nuages ou de pluies de differents taux de precipitation. Les variations de la temperature apparente de plusieurs sols uniformes ont ete analysees en fonction des conditions atmospheriques pour un radiometre aeroporte ou sur satellite, d'abord sans diffusion puis avec diffusion. Dans ce dernier cas, plusieurs methodes de resolution de l'equation du transfert radiatif ont ete evaluees et la methode de l'invariant imbedding a ete retenue. Afin d'etudier l'influence de la diffusion sur l'imagerie radiometrique d'un sol uniforme, nous avons developpe une methode de calcul basee sur le developpement en serie de fourier des parametres de l'equation du transfert radiatif et sur la methode de l'invariant imbedding. Des validations theoriques et des verifications experimentales ont permis de completer cette etude

Le sujet de ce memoire porte sur la diffraction electromagnetique en regime harmonique dans le domaine de resonance. Deux types d'obstacles sont etudies: les structures biperiodiques a la fois minces et conductrices et les structures cylindriques. Dans la premiere partie, on a cherche a modeliser le comportement de structures biperiodiques dans les conditions suivantes: les couches periodiques sont d'epaisseurs faibles devant la longueur d'onde et leur conductivite est elevee. On montre alors que la solution du probleme initial peut etre approximee par la solution d'un probleme-limite ou la couche biperiodique est remplacee par une couche d'epaisseur nulle et de conductivite infinie. Cette interface-reseau est caracterisee uniquement par une condition de passage portant sur les composantes transverses des champs electriques et magnetiques, faisant intervenir les caracteristiques radioelectriques et geometriques du reseau initial. Dans la deuxieme partie, la plus importante, on resout le probleme de la diffraction par un obstacle cylindrique homogene par morceaux, par la methode des sources fictives (m. S. F. ). La m. S. F. Consiste a representer le champ diffracte par un champ approche avec une erreur dont on peut donner une majoration aussi petite que l'on veut. Ce champ approche est cree par des sources fictives (n'ayant pas d'existence physique) qui doivent evidemment etre choisies de sorte que le champ total verifie les conditions de passage associees aux equations de maxwell. On etudie, dans les deux cas fondamentaux de polarisation (e// et h//) le probleme du cylindre homogene puis du cylindre forme de deux parties homogenes. Enfin, on traite le probleme de la diffraction conique

Les recherches en dosimétrie numérique non-ionisante ont connu des avancées considérables notamment grâce à la capacité de calcul croissante des ordinateurs. Ces dernières années, la prise en compte de la variabilité dans la dosimétrie est devenue un enjeu majeur. Les sources de variabilité sont nombreuses, parmi elles, les conditions d'exposition au rayonnement électromagnétique peuvent induire des doses absorbées très différentes. La modélisation de canal de propagation en environnement intérieur a permis d'avoir une connaissance précise des conditions d'exposition d'un corps humain plongé dans cet environnement. Cette thèse a pour but de développer une méthode statistique du calcul de la dose absorbée par le corps et d'adapter le modèle de canal stochastique à la dosimétrie. L'étude statistique de l'exposition a révélé la nécessité d'obtenir les valeurs de Débit d'Absorption Spécifique corps entier dans le cas d'expositions à une onde plane pour tous les angles d'incidence possibles. Compte tenu des temps de calcul particulièrement long en dosimétrie, une méthode d'interpolation efficace, le krigeage, des valeurs de Débit d'Absorption Spécifique a été mise en oeuvre. L'analyse de sensibilité aux paramètres du canal des moments du Débit d'Absorption Spécifique a permis de connaître l'impact de chacun de ces paramètres. Le modèle de canal a pu être simplifié et donc adapté à la dosimétrie tout en quantifiant l'erreur d'approximation qu'implique cette simplification. Cette thèse répond à l'enjeu de la prise en compte de la variabilité en dosimétrie dans un environnement complexe
Research in non-ionizing numerical dosimetry has been improved thanks to high calculation capacity of computers. These years, integrating variability in the field of dosimetry has become a major issue. Sources of variability are numerous; among them, there are the exposure conditions to electromagnetic radiation which can lead to very different absorbed doses. Indoor channel modeling enables to have a deep knowledge of the exposure conditions of a human body located inside this indoor environment. The aim of this thesis is to develop a statistical method of calculation of the absorbed dose by the human body and to adapt the stochastic channel model to dosimetry. The statistical study of exposure reveals the need to obtain Specific Absorption Rate values for a plane wave exposure for all possible angles of incidence. Taking into account that computation in dosimetry is time consuming, an efficient interpolation method, kriging method, is implemented in order to get whole body Specific Absorption Rate values. Kriging method enables to obtain Specific Absorption Rate for all possible angles of incidence and then to calculate expectation and variance of Specific Absorption Rate. Sensitivity Analysis of expectation and variance to the statistical channel parameters reveals the impact of each parameter. The channel model has been simplified and then adapted to dosimetry by estimating the approximation error induced by this reduction. This thesis answers to the issue of integrating variability in dosimetry in a complex environment and develop the tools that open a new path in studying exposure in any complex environment

Les recherches en dosimétrie numérique non-ionisante ont connu des avancées considérables notamment grâce à la capacité de calcul croissante des ordinateurs. Ces dernières années, la prise en compte de la variabilité dans la dosimétrie est devenue un enjeu majeur. Les sources de variabilité sont nombreuses, parmi elles, les conditions d'exposition au rayonnement électromagnétique peuvent induire des doses absorbées très différentes. La modélisation de canal de propagation en environnement intérieur a permis d'avoir une connaissance précise des conditions d'exposition d'un corps humain plongé dans cet environnement. Cette thèse a pour but de développer une méthode statistique du calcul de la dose absorbée par le corps et d'adapter le modèle de canal stochastique à la dosimétrie. L'étude statistique de l'exposition a révélé la nécessité d'obtenir les valeurs de Débit d'Absorption Spécifique corps entier dans le cas d'expositions à une onde plane pour tous les angles d'incidence possibles. Compte tenu des temps de calcul particulièrement long en dosimétrie, une méthode d'interpolation efficace, le krigeage, des valeurs de Débit d'Absorption Spécifique a été mise en oeuvre. L'analyse de sensibilité aux paramètres du canal des moments du Débit d'Absorption Spécifique a permis de connaître l'impact de chacun de ces paramètres. Le modèle de canal a pu être simplifié et donc adapté à la dosimétrie tout en quantifiant l'erreur d'approximation qu'implique cette simplification. Cette thèse répond à l'enjeu de la prise en compte de la variabilité en dosimétrie dans un environnement complexe
Research in non-ionizing numerical dosimetry has been improved thanks to high calculation capacity of computers. These years, integrating variability in the field of dosimetry has become a major issue. Sources of variability are numerous; among them, there are the exposure conditions to electromagnetic radiation which can lead to very different absorbed doses. Indoor channel modeling enables to have a deep knowledge of the exposure conditions of a human body located inside this indoor environment. The aim of this thesis is to develop a statistical method of calculation of the absorbed dose by the human body and to adapt the stochastic channel model to dosimetry. The statistical study of exposure reveals the need to obtain Specific Absorption Rate values for a plane wave exposure for all possible angles of incidence. Taking into account that computation in dosimetry is time consuming, an efficient interpolation method, kriging method, is implemented in order to get whole body Specific Absorption Rate values. Kriging method enables to obtain Specific Absorption Rate for all possible angles of incidence and then to calculate expectation and variance of Specific Absorption Rate. Sensitivity Analysis of expectation and variance to the statistical channel parameters reveals the impact of each parameter. The channel model has been simplified and then adapted to dosimetry by estimating the approximation error induced by this reduction. This thesis answers to the issue of integrating variability in dosimetry in a complex environment and develop the tools that open a new path in studying exposure in any complex environment

Le travail de thèse a consisté à élaborer un nouveau type de capteur utilisant la technique des "m-lines" pour détecter la variation d'indice de matériaux sensibles aux gaz déposés en couches minces. En effet, la variation de conductivité d'un matériau sensible utilisé dans les capteurs à oxyde métallique s'accompagne d'une modification de son indice de réfraction lorsqu'il est exposé à un gaz. La littérature a permis d'identifier certains matériaux susceptibles d'être sensibles au butane, au propane et à l'ozone. Ces matériaux ont été déposés et caractérisés afin d'optimiser leurs propriétés optiques, morphologiques et leur sensibilité au gaz. Un banc de test a été réalisé pour la mesure de la sensibilité aux gaz en fonction de la concentration de gaz et de la température (jusqu'à 100°C). Un démonstrateur de principe de capteur a été développé à l'aide d'un réseau coupleur. La détection optique du butane et du propane, dans la gamme 100 à 1000 ppm a été validée.

Nous montrons après une revue des modèles de canaux sans fil que le «room electromagnetics» est un modèle approprié pour aborder l'absorption humaine due aux ondes électromagnétique diffuses. Une méthode pour déterminer le temps de réverbération dans une chambre réverbérante est présentée et validée avec un algorithme à haute résolution. La section transversale d'absorption due aux champs diffus (ACSwb,dmc) est ensuite présentée. Une méthode expérimentale pour déterminer le ACSwb,dmc d'un fantôme est développée et validée par des simulations numériques. Les propriétés du temps de réverbération sont étudiées dans plusieurs environnements à Gand et Aalborg, en utilisant le sondeur de canal virtuel MIMO et le sondeur de canal réel. Les valeurs du temps de réverbération permettant ensuite la détermination du ACSwb,dmc. En outre, nous présentons pour la première fois une méthode expérimentale pour déterminer le débit d'absorption spécifique (SARwb) dans des conditions de propagation réalistes en environnements intérieurs. Plusieurs scénarii ont été envisagés et il s’avère que la contribution des champs diffus dans le débit d'absorption spécifique peut être importante et ne peut être systématiquement négligé.Par ailleurs, une simple formule (comme une alternative aux méthodes numériques et expérimentales) est proposée pour déterminer le SARwb d’humains en présence de champs diffus. La formule est validée par des simulations numériques de fantômes humains hétérogènes et peut être utilisée en dosimétrie pour évaluer rapidement et avec précision le SARwb,total des humains.Enfin, la conclusion et des futures possibilités de recherche concluent cette thèse
We briefly review the modeling of wireless channels. We demonstrate that the room electromagnetics is a suitable channel model to address the human absorption due to diffuse fields. Next, an easy-to-implement methodology to determine the reverberation time in a reverberation chamber is presented and validated with a high-resolution algorithm. Then, we introduce the absorption cross section in diffuse fields (ACSwb,dmc). An experimental method to determine the ACSwb,dmc of a canonical phantom is developed and validated via numerical simulations. The reverberation time properties are investigated in several offices in Ghent (Belgium), and in Aalborg (Denmark), using the virtual Multiple-Input Multiple-Ouput channel sounder and the real channel sounder. Next, the reverberation time values allow us the measurement of the ACSwb,dmc of humans in a realistic office. We then address for the first time an experimental method to determine the whole-body averaged specific energy absorption rate (SARwb) of humans under realistic propagation conditions in indoor environments. Several scenarios have been considered and we show that the contribution of the diffuse fields in the absorption rate of humans may be prominent and cannot be systematically neglected. Moreover, a simple formula (as an alternative to numerical and experimental approaches) is proposed to determine the total SARwb of humans in presence of diffuse fields. The formula is validated via numerical simulations of four 3-D heterogeneous human models and can be used in dosimetry studies to assess accurately and rapidly the total SARwb of humans.Finally, a conclusion and future research opportunities end this thesis

De nombreuses études ont été menées jusqu’ici afin d’analyser l’apport de la technique de génération acoustique par micro-ondes dans le domaine de l’évaluation et du contrôle non destructifs des structures mécaniques. Le caractère entièrement sans contact de cette nouvelle technique en ferait un moyen pouvant être adopté pour générer aisément des ondes acoustiques dans les matériaux diélectriques absorbants. Ce travail porte d’abord sur l’étude des vibrations latérales engendrées dans les barreaux viscoélastiques placés dans un guide d’ondes électromagnétiques contenant une ouverture sur l’une des faces latérales et soumis à de brèves excitations de micro-ondes. Un modèle paramétrique prédit la forme de l’élévation de la température à l’intérieur de l’échantillon. Ses résultats soulignent que l’utilisation des guides partiellement ouverts provoque une distribution asymétrique de la température générant ainsi des modes de flexion. Par ailleurs, un modèle numérique tridimensionnel par éléments finis a permis de mettre en évidence l’existence d’autres modes liés aux déformations des sections-droites lorsqu’elles sont soumises à une brusque dilatation thermique. Ensuite, l’élaboration de méthodes directes pour compléter l’évaluation des propriétés viscoélastiques des mêmes barreaux placés dans les guides conventionnels est considérée. Différents modèles analytiques sont construits pour analyser l’effet du coefficient de Poisson sur le rapport des vibrations induites dans les directions latérale et longitudinale d’une part, et sur la dispersion des ondes acoustiques de type traction compression d’autre part. Un algorithme d’optimisation permettant d’estimer le coefficient de Poisson et la partie réelle de la lenteur à valeurs complexes par une méthode inverse est élaboré puis appliqué dans le cas concret de deux barreaux polymériques. Enfin, une étude analytique et numérique par éléments finis est menée afin d’analyser les vibrations générées sur un défaut circulaire (trou) contenu dans une plaque et chauffé localement par des micro-ondes. Deux approches acoustiques sont construites pour prédire la forme de la zone chauffée par une température uniforme ou gaussienne. Une relation directe entre la taille du défaut et les fréquences de certains pics qui apparaissent sur les spectres des vibrations de la plaque ont été mises en évidence. Celle-ci conviendrait à l’élaboration d’une méthode inverse permettant de dimensionner ces types de défauts
Many studies in the field of both nondestructive evaluation and testing of mechanical structures have been conducted so far by analyzing the contribution of the microwaves induce acoustic technique. This new non-contact technique can be easily adopted to generate acoustic waves in non-conducting materials. This work begins with studying the lateral vibrations generated within viscoelastic bars hold inside grooved electromagnetic waveguides and subjected to short microwave irradiations. A parametrical model is established in order to predict the shape of the temperature rise within the sample. Results emphasize the fact that these types of waveguides generate a sudden asymmetric temperature rise, which produces some flexural modes. Besides, the development of a 3D numerical model allow the prediction of new vibration modes which are related to the deformations of the bar cross-sections during the sudden thermal heating. Then, direct methods are developed to complete the assessment of the viscoelastic properties of bars placed inside conventional electromagnetic waveguides. Different analytical models are proposed to study the effects of the Poisson ratio either on the ratio between lateral and longitudinal vibrations or on the dispersion of longitudinal waves. An optimization algorithm that allows the Poisson ratio and the real part of the complex slowness evaluation by means of dispersion curves is elaborate before being applied in the specific case of two polymeric bars. Finally, analytical and numerical finite element methods are conducted to analyze the acoustic waves generated by a circular defect (hole) contained in a plate and heated locally by microwaves. Two acoustic approaches are performed to predict the temperature rise form. Furthermore, a nondestructive testing method is highlighted by a direct relationship between the size of the defect and the frequencies of some peaks that appear on the velocity spectra of the plate. This method could be applied to set up an inverse procedure that can be used to size these kinds of defects

Modélisation de l'absorption résonnante à l'aide d'un modèle capacitif monodimensionnel. Description du modèle bidimensionnel. Étude des instabilités paramétriques : instabilités paramétriques de chauffage, décomposition paramétrique d'une onde électrostatique, instabilités de rétrodiffusion Brillouin. Étude des mécanismes d'absorption et du chauffage des particules.

Une premiere partie bibliographique analyse l'etat des connaissances sur le principe, la mise en uvre et la comprehension des reactions chimiques sous chauffage micro-ondes. L'accent est mis sur l'hypothese d'une activation specifique des micro-ondes a l'echelle moleculaire. La deuxieme partie presente une etude sur les effets chimiques et physiques des micro-ondes, effets observes a l'aide d'une reaction modele simple: l'hydrolyse des nitriles en acides carboxyliques. Cette reaction est realisee en milieu homogene en presence de diacides organiques et en milieu heterogene en utilisant des sels mineraux ou de metaux de transition. Une etude sur la surchauffe des liquides sous micro-ondes a ete menee afin d'expliquer les effets thermiques non conventionnels rencontres sous chauffage micro-ondes. Un nouveau procede propre a ete mis au point pour la synthese d'acides et d'amides carboxyliques a partir d'une hydrolyse originale a sec des nitriles par des diacides carboxyliques. Ce procede est simple, ecologique, et de faible cout et pourrait remplacer les techniques traditionnelles. La troisieme partie decrit une etude comparative entre le chauffage conventionnel et micro-ondes sur la reaction de pyrolyse d'uree en acide cyanurique a sec et dans un solvant organique. Ensuite, nous decrivons un dispositif couplant le chauffage par micro-ondes avec le degazage par ultrasons qui sera utilise pour activer la reaction de pyrolyse d'uree. Divers techniques ont ete testes pour essayer de mettre au point un procede de pyrolyse d'uree sous champ micro-ondes

L’objectif de ce travail de thèse est de développer des absorbants large bande et un détecteur thermique à base de matériaux carbonés issus de la pyrolyse de polymères, pour des applications dans le domaine terahertz. Deux types de polymères précurseurs ont été utilisés: un polymère organique (polyimide) et un hybride organique-inorganique (organopolysiloxane). La conversion thermique sous atmosphère inerte a été suivie par diverses techniques d’analyse : la thermogravimétrie couplée à la spectrométrie de masse, les spectroscopies Infrarouge et Raman. Les matériaux issus du polymère organique sont constitués principalement de carbone graphitique avec des rendements à la pyrolyse de 55% en poids. En revanche, la pyrolyse des organosiloxanes conduit à des matériaux céramiques de type composite dans lesquels des domaines de graphène sont répartis dans un réseau oxycarbure de silicium, avec des rendements de 85% en poids. L’absorption THz de 78%, sur une large bande 0.2-3 THz, a été obtenue sur l’échantillon d’épaisseur 0.95 mm, issu de la pyrolyse à 1500 °C du polymère organosilicé. Le principal avantage de l’utilisation de polymères réside dans la facilité de leur mise en forme pour obtenir des formes complexes aux dimensions souhaitées, grâce au procédé par coulage. Comme preuve de concept, la fabrication d’un micro-bolomètre, utilisant le matériau carboné céramique à structure pyramidale comme absorbant THz à large bande, a permis d’atteindre une sensibilité SV de 0.76V/W, une constante de temps de 180ms et un seuil de détection de puissance de 2 nW/Hz1/2, valeur avoisinant, voire meilleure, que celle des dispositifs actuellement disponibles sur le marché
The aim of this work is the development of broadband absorbers and thermal detectors, based on carbon materials issued from pyrolysis of polymers and devoted to terahertz (THz) applications. Two types of polymer, organic (polyimide) and hybrid organic-inorganic polysiloxane, have been used. The progress of thermal conversion of these polymers in inert atmosphere was followed by thermogravimetric analysis coupled with mass spectrometry, and IR and Raman spectroscopies. The pyrolysis of polymers up to 1200 °C left black residues materials.Organic-derived materials are composed of mainly graphitic-carbon with a yield of about 55 wt%, while organosiloxane polymers result in a ceramic composite material, in which free carbon domains are embedded into an oxycarbide network, with a yield of 85 wt%.It has been found that the presence of sp2 carbon is necessary but not sufficient in and itself for the absorption of terahertz radiations. Carbon must be at least partially ordered into a few stacked-graphene layers. The THz absorbance of up to 78% over the broadband of 0.2-3 THz was obtained for a 0.95 mm thick sample resulting from pyrolysis of organosiloxane polymer at 1500 °C. The main advantage of using polymers lies in their ability to form complex small parts in a near net-shape by the casting process.Finally, using net-shaped pyramidal ceramic structures as absorbers, a proof of concept was achieved with the fabrication of a broadband terahertz micro-bolometer, with a responsivity of 0.76 V/W, time constant of 180 ms, and noise equivalent power of 2 nW/Hz1/2, thus putting it in fair competition with commercial thermal detectors

Dans les environnements militaires, et plus particulièrement dans le domaine terrestre, de nombreux systèmes radioélectriques HF (de 3 à 30 MHz), VHF (de 30 à 300 MHz) et UHF (de 300 à 3000 MHz) sont utilisés. Ces systèmes remplissent plusieurs fonctions (communication longue et courte distance, brouillage, radar, etc ...) et peuvent parfois cohabiter sur un même porteur. Ces différentes fonctions utilisent plusieurs antennes et augmentent les risques de surexposition électromagnétique des opérateurs. Des normes civiles et militaires proposent des limites sur les champs électromagnétiques appliqués et sur des grandeurs dosimétriques (débit d'absorption spécifique DAS, densité de courant et champs électriques internes) pour limiter ces risques entre 0 et 300 GHz. Ces travaux de thèse ont deux objectifs principaux. Le premier est d'étudier les normes civiles et militaires afin de comprendre comment elles ont été développées et si elles sont réellement adaptées aux fréquences HF et VHF. Le deuxième est de proposer et valider une nouvelle méthode de validation des produits radio Thales. Pour cela, nous caractérisons numériquement le comportement électromagnétique et thermique du corps humain lors d'une exposition électromagnétique en bandes HF et VHF. L'étude des couplages entre le corps et les champs électromagnétiques externes nous permet de proposer pour la première fois des formules calculant les DAS dans le corps d'un fantôme homogène à partir, soit des courants induits le long du corps pour une exposition quelconque, soit du champ électrique appliqué pour une exposition en onde plane
In military environments, especially land field, high frequencies (HF, 3 - 30 MHz), very high frequencies (VHF, 30 - 300 MHz) and ultra high frequencies (UHF, 300 - 3000 MHz) have been used for long range and shortrange communications, for communication interference or for detection. To have all those functions on the same carrier, they require many antennas, therefore they are increasing the operator's electromagnetic overexposure risk. Civilian and military standards were published providing limits on external electromagnetic fields and dosimetric quantities (specific absortion rate SAR, current density and internal electric field) to limit this overexposure risk between 0 and 300 GHz. The PhD thesis project has two main objectives. First, civilian and military standards are studied to understand how they were developed and if they are really suited for HF and VHF frequencies. Second, a new validation method of Thales radio product is proposed and validated. This PhD thesis project have characterized numerically the human body electromagnetic and thermal behavior during electromagnetic exposure in HF and VHF. Then, by studying couplings between external electromagnetic fields, induced current and human body, formulas to calculate both whole-body averaged SAR and local SAR 10 g in homogeneous body are proposed for the first time

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

D'une manière générale, les complexes organométalliques riches en carbone et contenant des chaînes p-conjuguées sont des matériaux intéressants pour l'étude des processus de transfert d'électrons. Actuellement, les complexes organométalliques acétylures de ruthénium font partie des composés organométalliques les plus étudiés en optique non linéaire (ONL). Dans cette thèse, nous mettons en évidence les propriétés ONL et la structuration photo-induite de nouveaux complexes organométalliques possédant un fragment donneur ruthénium-acétylure capable de concurrencer les plus forts donneurs organiques.
Nous déterminons, à l'aide de diverses techniques expérimentales (DFWM, SHG, THG, Zscan), l'influence de la fonctionnalisation de ces structures moléculaires sur l'amélioration de leurs propriétés ONL du deuxième et troisième ordre en jouant notamment sur la nature du fragment accepteur et du transmetteur π-conjugué. Nous présentons les résultats de calculs théoriques de chimie quantique afin de proposer une étude ONL de ces complexes à l'échelle moléculaire. Enfin, nous complétons ce travail sur des complexes ruthéniumacétylure contenant un fragment azobenzène dans leur système organique p-conjugué, par la diffusion des rayons X aux grands angles (WAXS) et par l'étude, en régime picoseconde, de la dynamique de formation de réseaux de surface photo-induits (SRGs) en utilisant une technique d'holographie en transmission et la microscopie à force atomique (AFM).

L'étude de la propagation de la lumière à travers un milieu diffusant est un sujet de recherche d'une portée à la fois fondamentale et appliquée : - fondamentale pour l'étude des phénomènes de transport en général; - et appliquée par exemple pour évaluer les propriétés radiatives de revêtements (comme des peintures diffusantes), pour faire de l'imagerie à travers un milieu diffusant (tissus vivants) etc... De manière générale, la lumière est diffusée (scattered en anglais) lorsqu'elle se propage dans un milieu hétérogène. Du point de vue de la théorie électromagnétique, un milieu est dit hétérogène quand l'indice de réfraction varie spatialement. En principe, la solution exacte du problème s'obtient par la résolution numérique des équations de Maxwell, mais si le système hétérogène étudié dépasse en taille quelques longueurs d'onde, alors le nombre d'inconnues est beaucoup trop important pour que l'on puisse résoudre exactement le problème. Il est nécessaire de moyenner les propriétés de diffusion du système. Pour un milieu fortement diffusant, et de taille macroscopique, on peut décrire phénoménologiquement le transport de la lumière au moyen d'une équation de diffusion (diffusion en anglais) tout comme est décrit le transport de chaleur ou de masse. On peut aussi décrire le transport de la lumière au moyen d'une Equation de Transfert Radiatif (ETR) plus générale que l'équation de la diffusion. Cette équation, une fois résolue, donne des résultats qui sont en très bon accord avec l'expérience si les paramètres de cette équation sont correctement évalués.

La majeure partie de cette thèse est consacrée à cet aspect : la détermination des paramètres de l'ETR pour un milieu contenant des particules de taille comparable à la longueur d'onde, aléatoirement disposées dans un milieu absorbant. Alors que les modèles pour l'obtention de ces paramètres décrits dans la littérature en présence d'absorption sont tous phénoménologiques, nous présentons une méthode basée sur une théorie de champ rigoureuse et qui permet de définir sans ambiguïté ces paramètres. Nous analysons par ailleurs le rôle des corrélations en milieu absorbant (diffusion dépendante).

Nous nous intéressons aux milieux fortement chargés pour lesquels les corrélations sur les positions des diffuseurs jouent un rôle fondamental et rendent le calcul très complexe. Nous présentons les premiers pas d'une méthode numérique capable de prendre en compte toutes les corrélations entre les paires de particules, ce qui permet de calculer le coefficient d'extinction au delà de l'approximation de la diffusion indépendante.

Enfin, nous cherchons à évaluer les propriétés radiatives d'un système couramment rencontré : celui d'une couche diffusante a la fois en surface et en volume. Nous étudions en particulier le rôle de la diffusion multiple entre l'interface rugueuse et le volume chargé.