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Dissertations / Theses on the topic 'Balayage rapide du laser'
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Debecker, Isabelle. "Développement de dispositifs de Cavity Ring Down Spectroscopy rapide pour la caractérisation d'écoulements transitoires et inhomogènes." Paris 11, 2006. http://www.theses.fr/2006PA112088.
Full textAbstract:
Le développement de nouveaux outils de diagnostic optique est nécessaire pour analyser de manière plus rapide et plus sensible les écoulements réactifs transitoires. La Cavity Ring Down Spectroscopy en régime continu (cw-CRDS) présente un fort potentiel pour répondre à ces attentes. Les dispositifs actuels sont toutefois assez complexes et offrent des cadences d'acquisition limitées. L'objectif de cette étude est de développer une cw-CRDS plus rapide et plus simple, adaptée à la métrologie des écoulements transitoires produits dans des installations de type soufflerie ou chambre de combustion. Le schéma de cw-CRDS proposé repose sur l'injection de la cavité au cours d'un balayage rapide et continu de la fréquence du laser, sans extinction optique et sans moyenne des signaux. Après avoir modélisé les événements de Ring Down obtenus par passage en résonance du laser, la technique est validée expérimentalement en enregistrant des profils de raie d'absorption du dioxygène autour de 766. 7 nm en moins de 2 ms. Les résultats de l'implantation de la CRDS rapide en soufflerie hypersonique sont également présentés. Ensuite, nous étudions une nouvelle approche destinée à augmenter la résolution spectrale du dispositif. La méthode repose sur l'utilisation d'un balayage simultané du laser et de la cavité. Les gains en résolution accessibles sont évalués théoriquement puis expérimentalement. Finalement, nous explorons la faisabilité de mesures locales par cw-CRDS rapide, en vue de la caractérisation de milieux inhomogènes<br>The development of new optical sensing tools is needed to perform faster and more sensitive analysis of transient reactive flows. Continuous wave Cavity Ring Down Spectroscopy (cw-CRDS) offers a great potential to fulfil these requirements. The current devices exhibit high sensitivity, in spite of a relative complexity and limited acquisition rates. The aim of this study is thus to develop a faster and simpler cw-CRDS scheme, in order to use the technique for the metrology of transient flows produced in research or industrial installations (wind tunnels, combustion systems, exhaust ducts). The cw-CRDS design which is proposed is based on the cavity injection during a rapid and continuous tuning of the laser frequency, without any optical switch or averaging procedures of the signals. After simulating the Ring Down events that are obtained during a pass of the laser through resonance, our strategy is validated by recording experimental O2 absorption line profiles near 766. 7 nm. A 1. 1 10-9-cm-1-Hz-1/2 detection limit is obtained. The results of the integration of fast cw-CRDS in hypersonic wind tunnels are also shown. Then, we present a new approach to increase the spectral resolution of fast cw-CRDS and obtain well-defined absorption line profiles at low pressure. The method employs a simultaneous sweep of the laser and the cavity. The obtainable gains are evaluated theoretically and experimentally. Finally, we explore the potential application of fast cw-CRDS to make local measurements and characterize inhomogeneous media
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Wlotzko, Vincent. "Conception et réalisation d'une caméra à balayage de fente à résolution temporelle picoseconde et à haut taux de répétition." Thesis, Strasbourg, 2016. http://www.theses.fr/2016STRAD009/document.
Full textAbstract:
Les caméras à balayage de fente sont les instruments de détection directe de la lumière les plus précis en termes de résolution temporelle. Ces instruments sont capables de capturer des évènements de l’ordre de la picoseconde à un taux de répétition d’une centaine de mégahertz. Cependant, les performances de la caméra sont limitées par de nombreux phénomènes propres au fonctionnement de cette dernière mais aussi au système l’implémentant. Plusieurs effets dégradant la résolution temporelle sont étudiés. Le premier axe exploré concerne la synchronisation de la caméra avec l’évènement lumineux capturé. Cette investigation débouche sur le développement d’un discriminateur à fraction constante permettant de déclencher la caméra avec un jitter inférieur à 200 fs RMS. Une autre étude présente l’impact qu’ont le bruit d’amplitude et le bruit de phase des lasers usuellement utilisés avec la caméra sur sa synchronisation. Enfin une analyse des phénomènes intrinsèques à la photocathode de la caméra permet d’évaluer la variation du temps de transit des électrons dans celle-ci<br>Streak cameras are the direct light detection instruments that are the best in terms of temporal resolution. Those instruments can capture picosecond light events at a hundred megahertz repetition rate. However their characteristics are limited by various phenomena specific to the camera and the implementing system. Several effects that affect the temporal resolution are studied. The first examined line deals with the synchronization of the camera with the studied light event. This inquiry led to the design of a constant fraction discriminator allowing a sub 200 fs RMS jitter triggering. Another study shows the impact of the usually used laser amplitude noise and phase noise on the system’s synchronization. Finally, an analysis of the camera’s photocathode intrinsic phenomena allows estimating the transit time variation of the electrons within the vacuum tube
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LAMARQUE, FREDERIC. "Ophtalmoscopie laser a balayage : nouveaux principes architecturaux." Paris 11, 1998. http://www.theses.fr/1998PA112444.
Full textAbstract:
L'ophtalmoscope laser a balayage permet la visualisation du fond de l'il en temps reel. Cet appareil a maintenant atteint une maturite suffisante pour que des systemes bases sur de nouvelles technologies apparaissent et elargissent son champ d'applications. Le progres le plus attendu est l'integration de cet instrument dans la panoplie des appareils disponibles en bloc operatoire afin de rendre les conditions d'interventions chirurgicales plus simples. Cette these expose de nouveaux principes architecturaux pour la conception d'ophtalmoscopes laser a balayage miniaturises au moyen d'une fibre optique ou d'un guide d'images a fibres optiques. Apres l'evaluation des potentialites d'un ophtalmoscope laser a balayage, une architecture mettant en uvre un deport des sources en utilisant une fibre optique est exposee puis validee experimentalement. Cet appareil fonctionne en routine au service de medecine nucleaire et de biophysique sensorielle de l'hopital lariboisiere et permet de visualiser le fond de l'il ou de realiser des angiographies numeriques en temps reel. Puis, une etude experimentale du deport des sources et des moyens de detection basee sur un double passage dans une fibre optique est menee. Le flux retrodiffuse par la retine emerge du flux parasite provenant des reflexions de fresnel se produisant aux interfaces de la fibre optique apres mise en uvre d'une technique de detection originale suivant deux methodes, optique et optronique. Un prototype preindustriel d'ophtalmoscope laser a balayage de dimensions reduites reprenant l'architecture optronique est en cours d'elaboration. Enfin, nous proposons une architecture d'ophtalmoscope laser a balayage et d'endoscope confocal dont les sources, les moyens de detection et le systeme de balayage optomecanique du faisceau laser sont deportes par un guide d'images a fibres optiques. Nous decrivons les textes des brevets pris par la societe sextant avionique et l'assistance publique - hopitaux de paris.
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Pankajakshan, Praveen. "Déconvolution Aveugle en Imagerie de Microscopie Confocale À Balayage Laser." Phd thesis, Université de Nice Sophia-Antipolis, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00474264.
Full textAbstract:
La microscopie confocale à balayage laser, est une technique puissante pour étudier les spécimens biologiques en trois dimensions (3D) par sectionnement optique. Elle permet d'avoir des images de spécimen vivants à une résolution de l'ordre de quelques centaines de nanomètres. Bien que très utilisée, il persiste des incertitudes dans le procédé d'observation. Comme la réponse du système à une impulsion, ou fonction de flou (PSF), est dépendante à la fois du spécimen et des conditions d'acquisition, elle devrait être estimée à partir des images observées du spécimen. Ce problème est mal posé et sous déterminé. Pour obtenir une solution, il faut injecter des connaisances, c'est à dire, a priori dans le problème. Pour cela, nous adoptons une approche bayésienne. L'état de l'art des algorithmes concernant la déconvolution et la déconvolution aveugle est exposé dans le cadre d'un travail bayésien. Dans la première partie, nous constatons que la diffraction due à l'objectif et au bruit intrinsèque à l'acquisition, sont les distorsions principales qui affectent les images d'un spécimen. Une approche de minimisation alternée (AM), restaure les fréquences manquantes au-delà de la limite de diffraction, en utilisant une régularisation par la variation totale sur l'objet, et une contrainte de forme sur la PSF. En outre, des méthodes sont proposées pour assurer la positivité des intensités estimées, conserver le flux de l'objet, et bien estimer le paramètre de la régularisation. Quand il s'agit d'imager des spécimens épais, la phase de la fonction pupille, due aux aberrations sphériques (SA) ne peut être ignorée. Dans la seconde partie, il est montré qu'elle dépend de la difference à l'index de réfraction entre l'objet et le milieu d'immersion de l'objectif, et de la profondeur sous la lamelle. Les paramètres d'imagerie et la distribution de l'intensité originelle de l'objet sont calculés en modifiant l'algorithme AM. Due à la nature de la lumière incohérente en microscopie à fluorescence, il est possible d'estimer la phase à partir des intensités observées en utilisant un modèle d'optique géométrique. Ceci a été mis en évidence sur des données simulées. Cette méthode pourrait être étendue pour restituer des spécimens affectés par les aberrations sphériques. Comme la PSF varie dans l'espace, un modèle de convolution par morceau est proposé, et la PSF est approchée. Ainsi, en plus de l'objet, il suffit d'estimer un seul paramétre libre.
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Carlier, Sylvain. "Etude d'un vidéoprojecteur laser à balayage simultané de plusieurs lignes." Valenciennes, 1985. https://ged.uphf.fr/nuxeo/site/esupversions/54e6f9f8-b35f-4aa4-9e31-3cc8e14b93b9.
Full textAbstract:
Le problème le plus critique est le balayage horizontal du faisceau module car il s'effectue a une cadence très rapide. Si le miroir polygonal en rotation fournit une réponse satisfaisante pour projeter une image de définition standard, il représente une solution difficilement transposable pour une image de haute définition. On propose une propagation simultanée de plusieurs lignes, réduisant d'autant la vitesse du miroir. La modulation simultanée de plusieurs faisceaux lumineux peut être obtenue par un modulateur acoustoptique recevant un signal électrique multifréquences, chaque porteuse correspondant à une direction de diffraction lumineuse.
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Hornung, Grégoire. "étude de la turbulence plasma par réflectométrie à balayage ultra rapide sur le tokamak tore supra." Phd thesis, Aix-Marseille Université, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01052756.
Full textAbstract:
Plasma turbulence limits the performance of fusion reactors. Measuring and character- izing the turbulence properties is therefore a crucial issue in order to understand such phenomena. The goal of this thesis is to study the properties of plasma turbulence from ultrafast sweeping reflectometry measurements performed on the Tore Supra Tokamak. Reflectometry is a radar technique that is used to measure the electron density and its fluctuations. In the first part, we compare Langmuir probe and reflectometer data and discuss the possibility to characterize turbulence properties from the reconstructed fluctuating density profiles. Then, we show that the radial variation of the time and spatial scales of the turbulence as well as its radial velocity can be estimated from a cross-correlation analysis applied to the raw reflectometer signals. The modifications of the turbulence properties observed during a parametric scan are interpreted in the light of TEM and ITG turbulence. Finally, we show that the additional heating leads to a significant increase of the radial velocity in the plasma close to the tokamak wall.
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Hornung, Grégoire. "Etude de la turbulence plasma par réflectrométrie à balayage ultra-rapide dans le tokamak Tore Supra." Thesis, Aix-Marseille, 2013. http://www.theses.fr/2013AIXM4741/document.
Full textAbstract:
La turbulence plasma engendre un transport anormal de la chaleur et des particules qui dégrade l’efficacité d’un réacteur de fusion. La mesure de la turbulence plasma dans un tokamak est donc essentielle à la compréhension et au contrôle de ce phénomène. Parmi les instruments de mesure à disposition, le réflectomètre à balayage installé sur le tokamak Tore Supra a accès à la densité du plasma et ses fluctuations depuis le bord jusqu’au centre des décharges, avec une excellente résolution spatiale (mm) et temporelle (µs), de l’ordre des échelles de la turbulence. Cette thèse est dédiée à la caractérisation de la turbulence plasma dans Tore Supra à partir de mesures de réflectométrie à balayage ultrarapide. Des analyses de corrélations ont permis d’évaluer les échelles spatiales et temporelles de la turbulence ainsi que sa vitesse radiale. Dans la première partie, la caractérisation des propriétés de la turbulence à partir des profils de densité reconstruits est discutée, notamment au travers d’une comparaison avec les données des sondes de Langmuir. Ensuite une étude paramétrique est présentée mettant en relief l’effet de la collisionalité sur la turbulence, dont une interprétation est proposée en termes de stabilisation d’une turbulence électronique due aux électrons piégés. Finalement, on illustre comment le chauffage additionnel produit une modification locale de la turbulence dans le plasma proche des parois, se traduisant par une augmentation de la vitesse des structures et une diminution de leur temps de corrélation. L’effet supposé des potentiels rectifiés générés par l’antenne est étudié à l’aide de simulations<br>The performance of a fusion reactor is closely related to the turbulence present in the plasma. The latter is responsible for anomalous transport of heat and particles that degrades the confinement. The measure and characterization of turbulence in tokamak plasma is therefore essential to the understanding and control of this phenomenon. Among the available diagnostics, the sweeping reflectometer installed on Tore Supra allows to access the plasma density fluctuations from the edge to the centre of the plasma discharge with a fine spatial (mm) and temporal resolution (µs ) , that is of the order of the characteristic turbulence scales.This thesis consisted in the characterization of plasma turbulence in Tore Supra by ultrafast sweeping reflectometry measurements. Correlation analyses are used to quantify the spatial and temporal scales of turbulence as well as their radial velocity. In the first part, the characterization of turbulence properties from the reconstructed plasma density profiles is discussed, in particular through a comparative study with Langmuir probe data. Then, a parametric study is presented, highlighting the effect of collisionality on turbulence, an interpretation of which is proposed in terms of the stabilization of trapped electron turbulence in the confined plasma. Finally, it is shown how additional heating at ion cyclotron frequency produces a significant though local modification of the turbulence in the plasma near the walls, resulting in a strong increase of the structure velocity and a decrease of the correlation time. The supposed effect of rectified potentials generated by the antenna is investigated via numerical simulations
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Ballard, Patrick. "Contraintes résiduelles induites par impact rapide. Application au choc-laser." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 1991. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00001897.
Full textAbstract:
Depuis 1970, les développements de la compréhension théorique des phénomènes de fatigue et leur modélisation (citons les travaux de MM. Bang Van et Papadopoulos) ont abouti à la prévision de la tenue en fatigue d'une structure soumise à une sollicitation cyclique quelconque. D'autres travaux (théoriques ou expérimentaux) ont été entrepris en parallèle de manière à caractériser l'effet d'un traitement de surface sur un matériau donné soumis à une sollicitation connue. On tend ainsi à donner à l'ingénieur tous les outils théoriques lui permettant de dimensionner une pièce mécanique, du choix du matériau et du traitement à la définition de la géométrie. De plus, la complexité des traitements de surface conçus à l'heure actuelle nécessite leur modélisation fine pour parvenir à leur optimisation. Ce contexte nous a conduit à nous poser le problème de la modélisation d'un traîtement de surface récemmentapparu: le choc-laser. Il s'agit d'un traitement de surface purement mécanique réalisé à l'aide d'impulsions laser de très forte intensité. En effet, l'irradiation d'une cible par une telle impulsion laser provoque l'application d'une forte pression pendant un temps très court à .la surface de la cible. Ce phénomène est donc tout à fait similaire à un impact. Cet impact laser va induire alors des contraintes résiduelles de compression à la surface de la cible qui seront ensuite très favorables à la tenue en fatigue. On conçoit alors que l'analyse du choc-laser passe par la modélisation et le calcul des contraintes résiduelles induites par impact. C'est l'objet de la première partie de ce travail. L'application des résultats au choc-laser permettra ensuite le calcul des contraintes résiduelles induites en fonction des caractéristiques du matériau constituant la cible et du réglage du laser. Tl devient alors très facile d'optimiser matériau et réglage en vue d'une application donnée.
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Zimmermann, Martin. "Solidification rapide de l'eutectique Al-Al₂Cu par refusion laser /." Lausanne, 1990. http://library.epfl.ch/theses/?nr=899.
Full text
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Collemiche, Gaëlle. "Effets de l’austénitisation rapide dans la simulation du soudage au laser." Valenciennes, 2011. http://ged.univ-valenciennes.fr/nuxeo/site/esupversions/6698d615-7ea9-47c7-b982-b39f2d29bb96.
Full textAbstract:
Le procédé de soudage au laser est largement utilisé dans l’industrie. Mais, ce procédé affecte la qualité des pièces soudées par les déformations induites et leur durée de vie par les contraintes résiduelles. La simulation permet de minimiser ces effets en aidant pour le choix de la géométrie, de la matière et des paramètres de simulation les plus appropriés sans avoir recours de nombreux et coûteux essais expérimentaux. Cependant, le développement d’un bon outil de simulation pour le soudage au laser requiert la connaissance des phénomènes de métallurgie rapide dus aux hautes vitesses de chauffage qui ont une influence directe sur les lois matériaux. Une méthode utilisant la connaissance des phénomènes métallurgiques est proposée afin de réduire la quantité de données matériaux expérimentales requise par le modèle de simulation et de prendre en compte la métallurgie rapide dans la modélisation du procédé de soudage au laser. Dans ce but, des essais expérimentaux sur un acier 100Cr6 bainitique à l’aide d’une machine Gleeble sont effectués. Des essais dilatométriques à de hautes vitesses de chauffage puis des observations métallographiques sur les éprouvettes chauffées sont faits afin de d’étudier l’évolution de la microstructure sous chauffage rapide et de déterminer les paramètres de l’équation d’Avrami décrivant la cinétique de formation de l’austénite. Puis des essais Gleeble permettent de déterminer les lois matériaux à intégrer dans le modèle de simulation<br>The laser welding process is widespread involved in the industry. But this process implies distortion and high internal stresses, which affect the service life of products, due to the high temperature gradient. The simulation allows minimizing those effects by helping for the selection of the good geometry, material and process parameters without a lot of costly experimental tests. However, the development of a good simulation tool for the laser welding requires understanding the short-time metallurgical processes due to the very high heating rates, as it has a direct influence on the material law. A method using the knowledge of metallurgical processes is proposed to require less experimental tests to build the material law database for the simulation model and to take into account short-time metallurgy in the laser welding process modelling. In this aim, some experimental tests on a bainitic 100Cr6 with a Gleeble machine were carried out. Dilatometer tests to high heating rates and then, metallographic observations on the heating specimens are made to determine the material microstructure evolution under quick heating and the parameters of the Avrami equation describing the austenite formation kinetic. Then, Gleeble tests allow determining the material laws to implement in the simulation model
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Boiron, Olivier. "Caractérisation aérothermique d'un laser CO2 de puissance à flux axial rapide." Aix-Marseille 2, 1992. http://www.theses.fr/1992AIX22093.
Full textAbstract:
Le fonctionnement des lasers continus a gaz requiert un procede de refroidissement d'une grande efficacite pour evacuer l'energie deposee par effet joule dans le milieu amplificateur. Les lasers a flux axial rapide utilisent a cet effet un transport du milieu gazeux permettant son refroidissement par des echangeurs thermiques dans les systemes a circuit ferme. Les proprietes intrinseques de cet ecoulement, turbulence et compressibilite notamment, induisent sur la decharge electrique et sur le depot d'energie dans le gaz, des phenomenes qu'il convient de mieux apprehender afin d'optimiser le rendement et le dimensionnement de ce type de laser. Cette etude a eu pour objet d'etudier experimentalement les proprietes aerothermiques du milieu amplificateur s'ecoulant dans un tube a decharge d'un laser co2 continu, a flux axial turbulent. Les techniques de mesures mises en place a cet effet, anemometrie laser a effet doppler et thermometrie par fluorescence induite, ont permis de mettre en evidence le recollement tres rapide de l'ecoulement a l'aval du dispositif d'injection et de quantifier plus precisement l'evolution du depot d'energie dans le gaz, le long du tube a decharge
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Baroudi, Ahmed. "Tomographie laser à balayage : application au test de qualification des semi-conducteurs." Montpellier 2, 1989. http://www.theses.fr/1989MON20083.
Full textAbstract:
La tomographie laser a balayage est une nouvelle technique non destructive d'imagerie numerique. Elle est ici appliquee avec succes a l'inspection a trois dimensions des defauts dans differents materiaux semi-conducteurs. L'auteur presente une realisation d'un prototype de tomographe, et quelques resultats typiques d'analyse sur les composes iii-v, le silicium et cdte, obtenus avec cet instrument informatise
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Medvedeva, Anna. "Étude expérimentale de la turbulence au bord du plasma du tokamak ASDEX Upgrade par réflectométrie à balayage ultra rapide." Thesis, Université de Lorraine, 2017. http://www.theses.fr/2017LORR0240/document.
Full textAbstract:
La turbulence au sein d’un plasma contribue de manière significative à l’augmentation du transport de l’énergie et des particules. Ce transport diminue la qualité de confinement du plasma réduisant la possibilité d’atteindre le seuil de fusion. Notre travail a consisté à étudier et à mesurer l’évolution des caractéristiques de la turbulence ainsi que son rôle durant la transition d’un mode à faible confinement (L-mode) à un mode de confinement amélioré (H-mode) des plasmas du tokamak ASDEX Upgrade. Nous avons, en particulier, étudié la phase de transition intermédiaire (I-phase) où la turbulence et le cisaillement des structures turbulentes par les flux interagissent. Une des théories prévoit que la turbulence au bord du plasma est stabilisée par des gradients de champs électriques radiaux: le cisaillement de flux E×B stabilise la turbulence et diminue la taille radiale des structures. Le mécanisme physique détaillé de la formation de la barrière de transport n’est pas encore bien compris. Afin d’étudier la dynamique radiale et temporelle de la transition L-H, nous nous sommes servis d’un réflectomètre à balayage en fréquence ultra-rapide. Durant nos campagnes expérimentales nous sommes parvenus à réduire ce temps de balayage à 1 μs. La dynamique de densité électronique, du niveau de turbulence et des spectres lors des transitions L-H ont été réalisées. Les mesures montrent que le niveau des fluctuations de grande échelle diminue après une transition L-H, ce qui confirme les prédictions théoriques. La I-phase a été documentée pour diverses conditions du plasma. Enfin, ces réflectomètres ont aussi permis l’observation de modes cohérents à haute fréquence au bord du plasma<br>Plasma confinement is limited by energy and particle transport, in which turbulence plays an important role. In this work the measurements of the turbulence characteristics carried out on the ASDEX Upgrade tokamak are presented during the transition from the Low (L) to the High (H) confinement mode which goes through an Intermediate (I) phase where turbulence and shear flows strongly interact. One of the most widely accepted theories concerning the L-H transition describes how the turbulence in the plasma edge is stabilized by radial electric field gradients: the E×B flow shear stabilizes turbulence and decreases the radial size of turbulent structures. As a consequence, a transport barrier forms in the edge where the plasma density, the temperature, and their gradients increase. The detailed physical mechanism of the formation of the transport barrier as well as the reason for the residual transport across this barrier are not yet well understood. The density dynamics is measured by an ultra-fast swept reflectometer with a time resolution as high as 1 μs. Studies of the electron density profile dynamics, the density turbulence level, radial wavenumber and frequency spectra during L-H transitions have been performed. The reflectometer measurements show that the density large scale fluctuations decrease after an L-H transition, which confirms the theoretical predictions of the turbulence reduction by sheared flows and supports previous experimental evidences. I-phases for various plasma conditions are documented and the density evolution is compared with the turbulence level. Moreover the results on high frequency coherent modes appearing at the plasma edge are presented
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Perret, Luc Chakari Ayoub. "Conception et optimisation d'un télémètre laser multi-cibles à balayage de longueur d'onde." Strasbourg : Université Louis Pasteur, 2008. http://eprints-scd-ulp.u-strasbg.fr:8080/923/01/PERRET_Luc_2007.pdf.
Full text
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Setiabudy, Rudy. "Etudes des spécifications optiques de la tomographie laser à balayage à haute résolution." Montpellier 2, 1991. http://www.theses.fr/1991MON20129.
Full textAbstract:
La tomographie laser a balayage (lst) est une methode de caracterisation des materiaux semi-conducteurs tridimensionnelle non destructive et tres sensible. Elle exploite la diffusion par les defauts d'un materiau d'un faisceau sonde. Ce travail a pour but de determiner et d'ameliorer les specifications optiques du dispositif de la lst, c'est-a-dire sa resolution, sa detectivite, et sa sensibilite. Pour cela, la mise en forme du faisceau sonde/materiau et la formation d'images de diffusion ont ete etudiees
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Perret, Luc. "Conception et optimisation d'un télémètre laser multi-cibles à balayage de longueur d'onde." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2007. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2007/PERRET_Luc_2007.pdf.
Full textAbstract:
Cette thèse se situe dans la lignée d’un projet de télémètre à balayage de longueur d’onde de grande précision sur une grande plage de distances, et capable de mesurer simultanément deux cibles, voire plus, avec la même performance. Les objectifs de cette thèse étaient l’amélioration de la résolution pour atteindre une Incertitude Relative à 1σ de 10-6, puis le test du système avec deux cibles simultanées dans diverses configurations, notamment pour déterminer la séparabilité. Les limitations possibles sur la résolution finale d’un tel système sont principalement les turbulences et vibrations sur la différence de marche (ddm) cible au cours d’une mesure, ainsi que le choix du traitement, pour la résolution ; la stabilité thermique et la dispersion dans l’interféromètre de référence pour la précision et la répétabilité. L’interféromètre de référence est un Mach-Zehnder avec deux fibres optiques dont les revêtements ont un comportement thermique différent (acrylate et cuivre). Le Mach-Zehnder athermal réalisé présente une ddm de 1m et une variation relative de l’ordre de quelques 10-7 par degré sur une plage de 10 à 40°C, soit un gain d’un facteur 30 par rapport à un Mach-Zehnder entièrement en fibre à revêtement en acrylate. L’analyse du balayage en longueur d’onde a fait apparaître la présence de non-linéarités d’amplitude assez importante mais quasi – périodiques, que nous avons simulé par une somme de sinusoïdes. Nous avons souligné ainsi l’importance de plusieurs paramètres pour un traitement par Transformée de Fourier (TTF), comme la largeur du filtre fréquentiel, l’amplitude et la fréquence des non-linéarités, et la ddm de référence. Expérimentalement, nous avons pu obtenir des Incertitudes Relatives à 1σ de l’ordre de 10-6 pour des distances de 1 à 20m, pour une ou deux cibles simultanées, par TTF. Cependant les non-linéarités limitent sérieusement la séparabilité de deux cibles avec ce traitement. Un échantillonnage non-uniforme sur les passages à zéro du signal référence permet de décorréler les spectres de deux cibles séparées de 1mm, avec une Incertitude Relative à 1σ de l’ordre de 10-6 par TTF, c’est-à-dire sans dégradation de la résolution pour chaque distance. Il permet aussi d’améliorer la résolution d’une méthode paramétrique autorégressive, mais celle-ci reste inférieure à la TTF. En contrepartie, il limite les distances mesurables en fonction de la différence de marche du Mach-Zehnder de référence<br>This thesis is inserted in the project of a multi-target range finder using a wavelength sweeping laser source, able to measure simultaneous targets on a wide range of distances with a high accuracy. The goals of this work were to reach a Relative Uncertainty at 1σ of 10-6 and to adapt the system in a two-target configuration, particularly to test its separability. The possible limitations on the final resolution of such a system are mainly the turbulences and vibrations on the target Optical Path Difference (OPD) during one measurement, and the choice of the signal processing, concerning the resolution; the thermal stability and the dispersion in the reference interferometer concerning the accuracy and repeatability. The reference interferometer is a Mach-Zehnder with two optical fibers whose coatings have a different thermal behaviour (acrylate and copper). The athermal Mach-Zehnder that we realised presents an OPD of 1m and a relative variation of the order of some 10-7 per degree on a 10 to 40°C range, that is, a gain of a factor 30 compared to a Mach-Zehnder entirely in acrylate-coated fiber. The analysis of the wavelength scanning showed the presence of nonlinearities with a quite important amplitude but quasi – periodical, that we simulated by a sum of sinusoids. Thus we underlined the importance of several parameters for a Fourier Transform technique (FTT), such as the frequency filter width, the nonlinearities amplitude and frequency, and the reference OPD. Experimentally, we obtained Relative Uncertainties at 1σ of the order of 10-6 for distances between 1 and 20m, for one or two simultaneous targets, with the FTT. However, the nonlinearities seriously limit the separability of two targets with this processing. A non-uniform sampling on the zero crossings of the reference signal allows the decorrelation of the spectra for two targets separated by 1mm, with a Relative Uncertainty at 1σ of the order of 10-6 with the FTT, which means without degradation of the resolution for each distance. It allows too the improvement of the resolution of an autoregressive parametric method, but this one stay inferior to the FTT. On the other hand, it limits the measurable distances as a function of the reference Mach-Zehnder OPD
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El, Hamzaoui Oussama. "Localisation et cartographie simultanées pour un robot mobile équipé d'un laser à balayage : CoreSLAM." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2012. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00935600.
Full textAbstract:
La thématique de la navigation autonome constitue l'un des principaux axes de recherche dans le domaine des véhicules intelligents et des robots mobiles. Dans ce contexte, on cherche à doter le robot d'algorithmes et de méthodes lui permettant d'évoluer dans un environnement complexe et dynamique, en toute sécurité et en parfaite autonomie. Dans ce contexte, les algorithmes de localisation et de cartographie occupent une place importante. En effet, sans informations suffisantes sur la position du robot (localisation) et sur la nature de son environnement (cartographie), les autres algorithmes (génération de trajectoire, évitement d'obstacles ...) ne peuvent pas fonctionner correctement. Nous avons centré notre travail de thèse sur une problématique précise : développer un algorithme de SLAM simple, rapide, léger et limitant les erreurs de localisation et de cartographie au maximum sans fermeture de boucle. Au cœur de notre approche, on trouve un algorithme d'IML : Incremental Maximum Likelihood. Ce type d'algorithmes se base sur une estimation itérative de la localisation et de la cartographie. Il est ainsi naturellement divergent. Le choix de l'IML est justifié essentiellement par sa simplicité et sa légèreté. La particularité des travaux réalisés durant cette thèse réside dans les différents outils et algorithmes utilisés afin de limiter la divergence de l'IML au maximum, tout en conservant ses avantages.
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Gremaud, Marco. "Solidification rapide : étude microstructurale des alliages Al-Fe après fusion superficielle par laser /." [S.l.] : [s.n.], 1990. http://library.epfl.ch/theses/?nr=885.
Full text
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Monier, Etienne. "Reconstruction rapide d'images multi-bandes partiellement échantillonnées en spectromicroscopie EELS." Thesis, Toulouse, INPT, 2020. http://www.theses.fr/2020INPT0090.
Full textAbstract:
En spectroscopie de perte d’énergie des électrons (EELS), l’échantillon à analyser est soumis à un faisceau d’électron et une détection de l’énergie perdue au cours de la traversée du matériau renseigne sur la composition chimique du composé. Pour des échantillons particulièrement sensibles aux dégâts d'irradiation électronique, comme par exemple des matériaux organiques, on cherche à limiter la dose totale d'électrons reçue par l'échantillon tout en obtenant un rapport signal-sur-bruit satisfaisant. Avec le développement récent de modules d’échantillonnage adaptés aux microscopes en transmission à balayage (STEM), l’acquisition initialement réalisée ligne par ligne est devenue hautement paramétrable. Ainsi, il est désormais possible de visiter un ensemble de positions spatiales quelconques au cours de l’acquisition. De nombreux travaux ont proposé de s’appuyer sur ces avancées techniques pour permettre une acquisition optimisée pour des échantillons sensibles. Pour une dose d’électron globale équivalente à un échantillonnage standard, ces stratégies consistent à visiter moins de positions spatiales, et donc à procéder à un échantillonnage partiel. Par conséquent, une dose d’électron par position spatiale plus élevée est autorisée, ce qui permet d’augmenter le rapport signal-sur-bruit de chaque spectre mesuré. En contrepartie, une étape de post-traitement est nécessaire pour reconstruire l’ensemble de l’image, en particulier les spectres associés aux positions spatiales non visitées au cours de l’acquisition. Parmi les techniques de reconstruction utilisées dans la littérature, les méthodes d’interpolation sont rapides mais peu précises ; elles sont d’un intérêt tout particulier pour visualiser l’image complète au cours de l’acquisition. Au contraire, les techniques par apprentissage de dictionnaire sont très performantes, mais coûteuses tant en mémoire qu’en temps de calcul, et sont donc privilégiées pour raffiner l’image reconstruite après l’expérimentation. En définitive, peu de travaux ont cherché à combler ce fossé. L’objectif principal de cette thèse est de proposer des algorithmes de reconstruction rapides et performants en imagerie EELS. Ils devront, comme pour les méthodes d’interpolation, être suffisamment rapides pour visualiser l’image reconstruite au cours de l’acquisition. D’autre part, ces méthodes devront également afficher de meilleures performances que celles données par l’interpolation, voire proches de celles des techniques par apprentissage de dictionnaire. Pour cela, des méthodes par moindres carrés régularisés sont envisagées dans le cas d’échantillons spatialement lisses et d’échantillons cristallins périodiques. Les algorithmes proposés sont ensuite testés en s’appuyant sur des données synthétiques et réelles. L’intérêt de l’approche par acquisition partielle et les performances par rapport à d’autres méthodes de reconstruction sont étudiés<br>In electron energy loss spectroscopy (EELS), the sample to be analyzed is exposed to an electron beam, and the measure of the energy loss after passing through the material informs about the chemical composition. For samples particularly sensitive to electronic irradiation damages, such as organic materials, the experimenter is constrained to reduce the total electron dose received by the sample while obtaining a satisfying signal-to-noise ratio. With the recent development of sampling modules adapted to scanning transmission electron microscopes (STEM), the initial raster acquisition (i.e., line-by-line) has become highly configurable. Henceforth, it is now possible to visit any set of spatial positions during the acquisition. Based on these technical advances, a lot of works proposed optimized acquisition schemes for preserving sensitive samples. For a global electron dose equivalent to standard sampling, these strategies consist in visiting less spatial positions, i.e., to perform partial sampling. As a consequence, a higher electron dose per spatial position is allowed, which permits to increase the signal-to-noise ratio for each sampled spectrum. Yet, a post-processing step is required to infer the missing spectra. Among the reconstruction techniques used in the literature, the interpolation methods are fast but rather inaccurate ; they are particularly efficient for displaying the full image along the acquisition process. On the contrary, the dictionary learning-based methods are very performant, but are memory and computation demanding. They are chosen in priority to refine the reconstructed image after experimenting. Finally, only a few works attempt to fill this gap. The main objective of this Ph.D. thesis is to propose fast and accurate reconstruction algorithms for STEM-EELS imaging. Similarly to the interpolation methods, they should be fast enough to visualize the reconstructed image along the acquisition. Meanwhile, they should also achieve better reconstruction performances than those reached by interpolation, close to those of dictionary learning-based methods. To that end, regularized least square methods are proposed in the context of spatially smooth samples or of periodic crystalline samples. The proposed algorithms are then tested based on synthetic as well as real data experiments. The interest of partial-sampling based methods and the performances with respect to other reconstruction methods are evaluated
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Beaurepaire, Benoit. "Développement d’un accélérateur laser-plasma à haut taux de répétition pour des applications à la diffraction ultra-rapide d’électrons." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLX013/document.
Full textAbstract:
La microscopie électronique et la diffraction d’électrons ont permis de comprendre l’organisation des atomes au sein de la matière. En utilisant une source courte temporellement, il devient possible de mesurer les déplacements atomiques ou les modifications de la distribution électronique dans des matériaux. A ce jour, les sources ultra-brèves pour les expériences de diffraction d’électrons ne permettent pas d’atteindre une résolution temporelle inférieure à la centaine de femtosecondes (fs). Les accélérateurs laser-plasma sont de bons candidats pour atteindre une résolution temporelle de l’ordre de la femtoseconde. De plus, ces accélérateurs peuvent fonctionner à haut taux de répétition, permettant d’accumuler un grand nombre de données.Dans cette thèse, un accélérateur laser-plasma fonctionnant au kHz a été développé et construit. Cette source accélère des électrons à une énergie de 100 keV environ à partir d’impulsions laser d’énergie 3 mJ et de durée 25 fs. La physique de l’accélération a été étudiée, démontrant entre autres l’effet du front d’onde laser sur la distribution transverse des électrons.Les premières expériences de diffraction avec ce type de sources ont été réalisées. Une expérience de preuve de principe a montré que la qualité de la source est suffisante pour obtenir de belles images de diffraction sur des feuilles d’or et de silicium. Dans un second temps, la dynamique structurelle d’un échantillon de Silicium a été étudiée avec une résolution temporelle de quelques picosecondes, démontrant le potentiel de ce type de sources.Pour augmenter la résolution temporelle à sub-10 fs, il est nécessaire d’accélérer les électrons à des énergies relativistes de quelques MeV. Une étude numérique a montré que l’on peut accélérer des paquets d’électrons ultra-courts grâce à des impulsions laser de 5 mJ et 5 fs. Il serait alors possible d’atteindre une résolution temporelle de l’ordre de la femtoseconde. Finalement, une expérience de post-compression des impulsions laser due à l’ionisation d’un gaz a été réalisée. La durée du laser a pu être réduite d’un facteur deux, et l’homogénéité de ce processus a été étudiée expérimentalement et numériquement<br>Electronic microscopy and electron diffraction allowed the understanding of the organization of atoms in matter. Using a temporally short source, one can measure atomic displacements or modifications of the electronic distribution in matter. To date, the best temporal resolution for time resolved diffraction experiments is of the order of a hundred femtoseconds (fs). Laser-plasma accelerators are good candidates to reach the femtosecond temporal resolution in electron diffraction experiments. Moreover, these accelerators can operate at a high repetition rate, allowing the accumulation of a large amount of data.In this thesis, a laser-plasma accelerator operating at the kHz repetition rate was developed and built. This source generate electron bunches at 100 keV from 3 mJ and 25 fs laser pulses. The physics of the acceleration has been studied, and the effect of the laser wavefront on the electron transverse distribution has been demonstrated.The first electron diffraction experiments with such a source have been realized. An experiment, which was a proof of concept, showed that the quality of the source permits to record nice diffraction patterns on gold and silicium foils. In a second experiment, the structural dynamics of a silicium sample has been studied with a temporal resolution of the order of a few picoseconds.The electron bunches must be accelerated to relativistic energies, at a few MeV, to reach a sub-10 fs temporal resolution. A numerical study showed that ultra-short electron bunches can be accelerated using 5 fs and 5 mJ laser pulses. A temporal resolution of the order of the femtosecond could be reached using such bunches for electron diffraction experiments. Finally, an experiment of the ionization-induced compression of the laser pulses has been realized. The pulse duration was shorten by a factor of 2, and the homogeneity of the process has been studied experimentally and numerically
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Aubert, Damien. "Métrologie des composants d'une chaîne de cinématographie ultra-rapide de diagnostic plasma : correction des défauts mono et bidimensionnels." Dijon, 2003. http://www.theses.fr/2003DIJOS033.
Full textAbstract:
Le propos de cette thèse concerne l'étude des caractéristiques métrologiques des composants des chaînes de cinématographie opérant dans le domaine picoseconde. Un accent particulier est porté sur les propriétés de planétisme de la caméra à balayage de fente. Le document rapporte les méthodes expérimentales mises en œuvre pour accéder aux différentes grandeurs métrologiques. Elles utilisent de manière intensive l'instrumentation automatisée et les techniques d'approximation pour l'extraction de l'information, ce qui favorise le traitement d'un important volume de mesures. Les données recueillies sont mises à profit pour la correction des défauts inhérents à certains composants au travers de méthodes de traitement d'images (restauration). Les résultats montrent un gain substantiel en performances qui rend très attractive cette approche au regard des difficultés liées à l'amélioration technologique des éléments de la chaîne de cinématographie<br>The thesis purpose is dedicated to the study of the metrological characteristics of picosecond range high speed photography chain components. A special focus is turned to the streak camera planatism properties. The document reports experimental methods implemented to evaluate several metrological quantities. They intensively use automated instrumentation and mathematical approximation techniques to extract information, so that a large amount of measurements can be easily processed. Collected data are turned to account to correct defects due to some components through image processing methods (restoration). Results exhibit a gain in performance which makes this approach very attractive when looking at the difficulties encountered with technical improvements of high speed photography chain sub-systems
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Maisonneuve, Julie. "Fabrication directe de pièces aéronautiques en TA6V et IN718 : projection et fusion sélective par laser." Paris, ENMP, 2008. http://www.theses.fr/2008ENMP0006.
Full text
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Poreba, Martyna. "Qualification et amélioration de la précision de systèmes de balayage laser mobiles par extraction d'arêtes." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2014. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-01068828.
Full textAbstract:
Au cours de ces dernières décennies, le développement de Systèmes Mobiles de Cartographie, soutenu par un progrès technologique important, est devenu plus apparent. Il a été stimulé par le besoin grandissant de collecte d'informations géographiques précises sur l'environnement. Nous considérons, au sein de cette thèse, des solutions pour l'acquisition des nuages de points mobiles de qualité topographique (précision centimétrique). Il s'agit, dans cette tâche, de mettre au point des méthodes de qualification des données, et d'en améliorer sur les erreurs systématiques par des techniques d'étalonnage et de recalage adéquates.Nous décrivons une démarche innovante d'évaluation de l'exactitude et/ou de la précision des relevés laser mobiles. Celle-ci repose sur l'extraction et la comparaison des entités linéaires de la scène urbaine. La distance moyenne calculée entre les segments appariés, étant la distance modifiée de Hausdorff, sert à noter les nuages par rapport à des références existantes. Pour l'extraction des arêtes, nous proposons une méthode de détection d'intersections entre segments plans retrouvés via un algorithme de RANSAC enrichi d'une analyse de composantes connexes. Nous envisageons également une démarche de correction de relevés laser mobiles à travers un recalage rigide fondé, lui aussi, sur les éléments linéaires. Enfin, nous étudions la pertinence des segments pour en déduire les paramètres de l'étalonnage extrinsèque du système mobile. Nous testons nos méthodes sur des données simulées et des données réelles acquises dans le cadre du projet TerraMobilita.
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Rakotomavo, Tiana. "Etude de la génération du piégeage interne dans le silicium par tomographie laser à balayage." Montpellier 2, 1991. http://www.theses.fr/1991MON20125.
Full textAbstract:
Dans le cadre d'une etude sur le mecanisme de condensation de l'oxygene dans le silicium, une technique de caracterisation nouvelle, la tomographie laser a balayage a ete utilisee. Elle s'est revelee tres bien adaptee pour suivre l'evolution du processus de formation des precipites d'oxyde, etape importante dans la technique du piegeage interne. Sa non destructivite, sa capacite d'observation tridimensionnelle, sa sensibilite et sa rapidite conferent un large avantage sur les autres methdoes d'analyse
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Poreba, Martyna. "Qualification et amélioration de la précision de systèmes de balayage laser mobiles par extraction d’arêtes." Thesis, Paris, ENMP, 2014. http://www.theses.fr/2014ENMP0012/document.
Full textAbstract:
Au cours de ces dernières décennies, le développement de Systèmes Mobiles de Cartographie, soutenu par un progrès technologique important, est devenu plus apparent. Il a été stimulé par le besoin grandissant de collecte d'informations géographiques précises sur l'environnement. Nous considérons, au sein de cette thèse, des solutions pour l'acquisition des nuages de points mobiles de qualité topographique (précision centimétrique). Il s'agit, dans cette tâche, de mettre au point des méthodes de qualification des données, et d'en améliorer sur les erreurs systématiques par des techniques d'étalonnage et de recalage adéquates.Nous décrivons une démarche innovante d'évaluation de l'exactitude et/ou de la précision des relevés laser mobiles. Celle-ci repose sur l'extraction et la comparaison des entités linéaires de la scène urbaine. La distance moyenne calculée entre les segments appariés, étant la distance modifiée de Hausdorff, sert à noter les nuages par rapport à des références existantes. Pour l'extraction des arêtes, nous proposons une méthode de détection d'intersections entre segments plans retrouvés via un algorithme de RANSAC enrichi d'une analyse de composantes connexes. Nous envisageons également une démarche de correction de relevés laser mobiles à travers un recalage rigide fondé, lui aussi, sur les éléments linéaires. Enfin, nous étudions la pertinence des segments pour en déduire les paramètres de l'étalonnage extrinsèque du système mobile. Nous testons nos méthodes sur des données simulées et des données réelles acquises dans le cadre du projet TerraMobilita<br>Over the past few decades, the development of land-based Mobile Mapping Systems (MMS), supported by significant technological progress, has become more prominent. It has been motivated by the growing need for precise geographic information about the environment. In this thesis, we consider approaches for the acquisition of mobile point clouds with topographic quality (centimeter-level accuracy). The aim is to develop techniques for data quality assessment and improvement. In particular, we eliminate the systematic errors inherent to an MMS data using appropriate calibration and registration methods.We describe a novel approach to assess the accuracy and/or the precision of mobile laser point clouds. It is based on the extraction and comparison of line features detected within the urban scene. The computed average distance between corresponding pairs of line segments, taking advantage of a modified Hausdorff distance, is used to evaluate the MMS data with respect to a reference data set. For edge extraction, we propose a method which relies on the intersections between planes modelled via the RANSAC algorithm refined by an analysis of connected components. We also consider an approach to correct point clouds using a line-based rigid registration method. Finally, we study the use of line segments for estimating the boresight angles of a land-based mobile mapping system. We apply our methods to synthetic data and to real data acquired as part of the TerraMobilita project
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Amin, chalhoub Eliane. "Etude des processus thermophysiques en régime d'interaction laser/matière nanoseconde par pyro/réflectométrie rapide." Phd thesis, Université d'Orléans, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00635322.
Full textAbstract:
Face au développement actuel des nanotechnologies, l'étude et la caractérisation des propriétés thermiques des couches minces et des nanomatériaux devient nécessaire pour le développement et la qualité des nouvelles technologies. Notre système expérimental a été conçu et mis en oeuvre dans le but d'étudier les différents phénomènes qui régissent l'interaction matière/laser nanoseconde en temps réel. Ce système est composé de deux méthodes optiques complémentaires : la réflectivité résolue en temps RRT et la pyrométrie infrarouge rapide PIR. Nous avons montré dans un premier temps la possibilité d'étudier en temps réel les modifications de l'état de surface d'une couche mince métallique déposée sur un substrat isolant, le phénomène de photoluminescence ainsi que la cinétique de fusion/resolidification et celle de l'ablation. De plus, nous présenterons une méthode originale afin de déterminer les propriétés thermiques (la capacité calorifique volumique et la conductivité thermique) des surfaces nanostructurées. L'analyse nécessite une préparation de l'échantillon ainsi que l'utilisation d'un modèle théorique éprouvé que l'on ajuste avec un algorithme d'optimisation sur nos relevés expérimentaux.
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Amin, Chalhoub Eliane. "Etude des processus thermophysiques en régime d'interaction laser/matière nanoseconde par pyro/réflectométrie rapide." Thesis, Orléans, 2010. http://www.theses.fr/2010ORLE2081/document.
Full textAbstract:
Face au développement actuel des nanotechnologies, l'étude et la caractérisation des propriétés thermiques des couches minces et des nanomatériaux devient nécessaire pour le développement et la qualité des nouvelles technologies. Notre système expérimental a été conçu et mis en oeuvre dans le but d'étudier les différents phénomènes qui régissent l'interaction matière/laser nanoseconde en temps réel. Ce système est composé de deux méthodes optiques complémentaires : la réflectivité résolue en temps RRT et la pyrométrie infrarouge rapide PIR. Nous avons montré dans un premier temps la possibilité d'étudier en temps réel les modifications de l'état de surface d'une couche mince métallique déposée sur un substrat isolant, le phénomène de photoluminescence ainsi que la cinétique de fusion/resolidification et celle de l'ablation. De plus, nous présenterons une méthode originale afin de déterminer les propriétés thermiques (la capacité calorifique volumique et la conductivité thermique) des surfaces nanostructurées. L'analyse nécessite une préparation de l'échantillon ainsi que l'utilisation d'un modèle théorique éprouvé que l'on ajuste avec un algorithme d'optimisation sur nos relevés expérimentaux<br>The recent development of nanotechnology has made the study and the characterisation of thermal properties of thin films and nanomaterials very important for the development and the quality of new technologies. Our experimental setup is designed and built in order to study different phenomena, in real time, that arise while the interaction of a laser with materials at the nanosecond scale. This system is composed of two complementary optical diagnostics, the time resolved reflectivity and the fast infrared pyrometry. First, we have shown the ability to study in real time the surface structural changes in the case of a thin metal layer deposited on an insulating substrate, the phenomenon of photoluminescence and the kinetics of melting/resolidification and also the ablation. In addition, we present a novel method in order to determine the thermal properties (volumetric heat capacity and thermal conductivity) of nanostructured surfaces. The analysis is based on the use of a proven theoretical model that is adjusted with an optimisation algorithm on our experimental measurements
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Stanowski, Radoslaw Wojciech. "Nano-ingéniérie de bande interdite des semiconducteurs quantiques par recuit thermique rapide au laser." Thèse, Université de Sherbrooke, 2011. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/1960.
Full textAbstract:
The ability to fabricate semiconductor wafers with spatially selected regions of different bandgap material is required for the fabrication of monolithic photonic integrated circuits (PIC's). Although this subject has been studied for three decades and many semiconductor engineering approaches have been proposed, the problem of achieving reproducible results has constantly challenged scientists and engineers. This concerns not only the techniques relaying on multiple sequential epitaxial growth and selective area epitaxy, but also the conventional quantum well intermixing (QWI) technique that has been investigated as a post-growth approach for bandgap engineering. Among different QWI techniques, those based on the use of different lasers appear to be attractive in the context of high-precision and the potential for cost-effective bandgap engineering. For instance, a tightly focused beam of the infrared (IR) laser could be used for the annealing of small regions of a semiconductor wafer comprising different quantum well (QW) or quantum dot (QD) microstructures. The precision of such an approach in delivering wafers with well defined regions of different bandgap material will depend on the ability to control the laser-induced temperature, dynamics of the heating-cooling process and the ability to take advantage of the bandgap engineering diagnostics. In the frame of this thesis, I have investigated IR laser-induced QWI processes in QW wafers comprising GaAs/A1GaAs and InP/InGaAsP microstructures and in InAs QD microstructures grown on InP substrates. For that purpose, I have designed and set up a 2-laser system for selective area rapid thermal annealing (Laser-RTA) of semiconductor wafers. The advantage of such an approach is that it allows carrying out annealing with heating-cooling rates unattainable with conventional RTA techniques, while a tightly focused beam of one of the IR lasers is used for `spot annealing'. These features have enabled me to introduce a new method for iterative bandgap engineering at selected areas (IBESA) of semiconductor wafers. The method proves the ability to deliver both GaAs and InP based QW/QD wafers with regions of different bandgap energy controlled to better than « 1nm of the spectral emission wavelength. The IBESA technique could be used for tuning the optical characteristics of particular regions of a QW wafer prepared for the fabrication of a PIC. Also, this approach has the potential for tuning the emission wavelength of individual QDs in wafers designed, e.g., for the fabrication of single photon emitters. In the 1st Chapter of the thesis, I provide a short review of the literature on QWI techniques and I introduce the Laser - RTA method. The 2nd Chapter is devoted to the description of the fundamental processes related to the absorption of laser light in semiconductors. I also discuss the results of the finite element method applied for modeling and semi-quantitative description of the Laser - RTA process. Details of the experimental setup and developed procedures are provided in the 3rd Chapter. The results concerning direct bandgap engineering and iterative bandgap engineering are discussed in the 4th and 5th Chapters, respectively.
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Dalaut-Chen, Huichun. "Étude de l'agglomération de pâtes céramiques : application au prototypage rapide." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1994. http://www.theses.fr/1994INPL056N.
Full textAbstract:
La fabrication directe de moules en matériaux réfractaires est une opération difficile, délicate et couteuse. C’est pourquoi nous avons cherché à développer un procédé de fabrication assistée par ordinateur (FAO) d'objets en trois dimensions. Ce procédé de prototypage rapide comprend deux étapes: la première est la fabrication de l'objet en agglomérant couche par couche une pâte céramique avec un laser CO2; la deuxième consiste en un frittage à température élevée afin de compléter cette opération et d'améliorer les propriétés mécaniques. Nous avons étudié des matériaux adaptés à ce procédé. La pâte céramique retenue se compose d'une poudre d'alumine et d'un liant qui est du silicate de sodium aqueux. Le mécanisme de la solidification de cette pâte pendant le balayage par le faisceau laser et celui du frittage ont été étudiés. La pièce finale est un composé d'alumine et de néphéline. Nous avons également étudié la résistance mécanique et la rugosité de surface des objets obtenus. Ceci permet d'optimiser les paramètres du procédé à savoir la puissance du faisceau laser, la vitesse de balayage, l'épaisseur d'une couche et l'intervalle entre deux passages du faisceau. Il n'y a cependant pas de corrélation simple entre les propriétés mécaniques et les paramètres du procédé. La résistance à la flexion des objets est supérieure à 10 MPa et cette valeur est comparable à celle des autres procédés de prototypage rapide des céramiques
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Makki, Almohanad. "Copiage rapide de formes sur machine outil à commande numérique en fraisage 5 axes positionné." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00464285.
Full textAbstract:
Les travaux de recherche exposés dans cette thèse sont consacrés à la mise au point d'une chaîne opérationnelle de copiage direct d'objet de formes complexes permettant, à partir de la numérisation 3D de l'objet par un capteur laser plan, d'obtenir une copie par usinage à 5 axes. Dans l'optique de réalisation d'une copie conforme du point de vue qualité géométrique visuelle nous nous sommes plus particulièrement intéressés à l'étape de préparation du nuage de points en vue de l'usinage en 5 axes positionné. Nous proposons une nouvelle approche de découpage automatique du nuage de points en paquets basée sur la minimisation de la longueur des lignes de recouvrements entre paquets. Le découpage proposé s'appuie sur le Nous démontrons au travers d'applications diverses la faisabilité de la démarche développée ainsi que sa pertinence pour des applications de prototypage rapide.
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Ismeurt, Michel. "Gravure du silicium face (100) sous SF6 stimulée par faisceau au laser CO2 et thermiquement activée." Aix-Marseille 2, 1986. http://www.theses.fr/1986AIX22053.
Full textAbstract:
Comparaison des possibilites entre la gravure par plasma et la gravure laser. Proposition d'un modele de gravure utilisant la decomposition thermique de la molecule de sf::(6). Nature de la composition chimique de la surface de si et de celles des parois du systeme experimental
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Diemunsch, Guy. "Visualisations par nappes de lumière et balayage d'un faisceau laser application aux écoulements de toute vitesse." Grenoble 2 : ANRT, 1986. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37597174k.
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Lussert, Jean-Marc. "Diffusion de la lumière en milieu solide : qualification du phosphure d'indium par tomographie laser à balayage." Montpellier 2, 1991. http://www.theses.fr/1991MON20214.
Full textAbstract:
La tomographie laser a balayage (lst) est une methode de caracterisation non destructive et tres sensible des semiconducteurs. La diffusion de la lumiere sur laquelle la (lst) est basee, est decrite ainsi que les performances d'appareillage de mesure. L'utilisation de la (lst) a permis de caracteriser la production des plaquettes de phosphure d'indium (inp). La detection des defauts se fait a l'echelle submicronique. Une experience complementaire de la (lst) a ete developpee: analyse angulaire de diffusion (asa). Asa permet d'etudier l'intensite diffusee en fonction de l'angle de diffusion. Les resultats de la (lst) et de l'(asa) sont des photographies, qui, par traitement d'images, fournissent des renseignements statistiques sur la distribution des defauts
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Diemunsch, Guy. "Visualisations par nappes de lumière et balayage d'un faisceau laser : application aux écoulements de toute vitesse." Besançon, 1986. http://www.theses.fr/1986BESA2003.
Full textAbstract:
Etude des problèmes de l'ensemencement de l'écoulement à étudier par des traceurs constitues de microgouttelettes d'huile, de la réalisation de nappes fines à l'aide de systèmes optiques spherocylindriques ou d'ensemble optoélectronique; analyse et enregistrement des visualisations obtenues
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Perez, José. "Étude par transillumination laser d'organes de mammifères avec analyse spectrale et résolution temporelle." Paris 12, 1987. http://www.theses.fr/1987PA120010.
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Domashenkov, Alexey. "Etude de la faisabilité de la fabrication de pièces fonctionnelles à partir d'alliages intermétalliques, matériaux métallo-céramiques et superalliages au moyen de la fusion sélective par laser." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSEE004.
Full textAbstract:
La présente étude doctorale est dédiée à l'élaboration de superalliages et de matériaux non-conventionnels (céramo-métalliques et intermétalliques) au moyen de la technique de la fusion sélective par laser. Plus particulièrement, le mémoire est centré sur les relations entre des paramètres du processus, des aspects de la science des matériaux et des propriétés résultantes. Le chapitre 1 présente le principe de la technique empliquée et une étude bibliographique des alliages métalliques courants pour la fusion sélective par laser (SLM). Le chapitre 2 est dédié à la description de superalliages, de matériaux céramo-métalliques et d'intermétalliques. Les problématiques, liées au traitement par laser des alliages impliqués, sont étudiées. Les résultats de la mise au point de la poudre du superalliage monocristallin Thymonel-2 pour SLM sont décrits dans le chapitre 3. Trois cycles de post-traitement thermique ont été étudiés. Les résultats de SLM de la poudre B4C, enrobée par une couche de Co pur, sont montrés dans le chapitre 4. Les micro- et macrostrutures, aussi bien que la composition de phases des échantillons ont été analysées. Le chapitre 5 est consacré à la mise au point des poudres de WC/Co standard et nanostructurée. Une dépendance de la taille résultante de cristallites WC par rapport à la taille initiale a été trouvée. L'étude du chauffage de l'alliage intermétallique NiTi pendant SLM fait l'objet du chapitre 6. Les résultats en inox 304L, en alliage Ti-6Al-4V et en superalliage Inconel 718 ont été utilisés dans les essais. Le chapitre 7 est dédié au diagnostic optique pendant la formation de cordons unitaires en alliage intermétallique TiAl, ainsi qu'à l'analyse de spécimens élaborés à partir de cet alliage. Les courbes de chauffage et de refroidissement ont été obtenues au moyen d'un pyromètre et d'une caméra thermique. Le chapitre 8 décrit le développement d'un modèle mathématique de processus thermiques (cycles thermiques après plusieurs passages lasers) pendant le traitement d'un matériau par une source d'énergie concentrée. Le domaine d'application de ce modèle a été analysé<br>Processing of superalloys and non-conventional materials (cermets and intermetallics) by means of selective laser melting is the subject of the current study. The particular attention is paid to relations between process parameters, aspects of the materials science and resulting properties. Chapter 1 describes the principles of the involved technology and the literature review of standard materials in selective laser melting (SLM). Chapter 2 is devoted to the description of superalloys, cermets and intermetallic alloys. Issues related to laser treatment of the involved alloys are investigated. Chapter 3 describes of a single crystal superalloyThymonel-2. Three post heat treatment cycles are studied. Results of selective laser melting of ceramic powder particles B4C, cladded by a layer of pure cobalt, are shown in chapter 4. Analysis of micro- and macrostructures, as well as phase analysis, are performed. Chapter 5 is dedicated to SLM of WC/Co standard and nanophased powders. There are demonstrated strict relations between the initial size of WV elementary domains and the resulting one. Studying of the heating procedure during laser processing of NiTi is the subject of the chapter 6. Stainless steel 304L, titanium alloy Ti-6Al-4V and superalloys. Inconel 718 were used as building substrate materials. Chapter 7 is dedicated to the optical diagnostics of unitary track formation from aluminide of titanium, as well as to analysis of specimens obtained from this intermetallic alloy. The diagnostics was perfomed by means of a single-wave pyrometer and a thermographic camera. Chapter 8 describes the development of a mathematical model of thermal cycles during processing of a material by a concentrated source of energy. The applicability domain of the model is analyzed by the comparison of the simulation results with the experimental ones
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Loiseleur, Pierre. "Micro-sources X-UV incohérente et cohérente par décharge capillaire ultra-rapide." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2004. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00000829.
Full textAbstract:
Ces travaux s'inscrivent dans le cadre des recherches sur les nouvelles sources de rayonnement dans le domaine de l'extrême ultraviolet et des rayons X mous (longueur d'onde entre 1 et 100 nm). La possibilité d'obtenir, au moyen d'une décharge électrique, une amplification laser à 46,9 nm dans l'argon ionisé huit fois a été démontrée pour la première fois aux Etats-Unis en 1994, mais difficilement reproduite depuis par d'autres équipes. Ayant estimé les besoins en terme d'énergie et de puissance pour obtenir cette inversion de population dans l'argon, nous avons mis au point un système innovant de puissance pulsée répondant à ces critères. Des diagnostics électriques et optiques ont été spécialement conçus pour cette expérience. Par ailleurs, une modélisation électrique a permis de mieux appréhender le comportement électrique et énergétique du système. Les résultats préliminaires de spectroscopie X-UV, s'ils ne montrent pas d'amplification de la raie d'argon à 46,9 nm, mettent en évidence que le degré d'ionisation de l'argon est proche de celui requis pour l'amplification. Des études ultérieures sur le système que nous avons construit pourraient déboucher sur une source compacte de rayonnement X-UV cohérent.
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Macé, Anne-Sophie. "Algorithmes de super-résolution pour la microscopie à balayage laser avec modelage de faisceau par diffraction conique." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2018. http://www.theses.fr/2018USPCB212.
Full textAbstract:
Cette thèse s'intéresse à des techniques non linéaires de reconstruction d'images, appliquées au problème de la super-résolution en microscopie, qui vise à dépasser la limite de résolution de Abbe en combinant des techniques de mesure et de traitement d'images. Nous considérons un système à fluorescence avec une méthode d'Image Scanning Microscopy (ISM), produisant des micro-images obtenues en scannant un échantillon biologique et en y projetant une distribution lumineuse. La forme de cette distribution peut être assez singulière lorsqu'elle est créée par un modelage de faisceau laser, rendu possible grâce à un phénomène optique appelé diffraction conique. Un cadre mathématique s'appuyant sur la transformée de Fourier à quatre dimensions est proposé, permettant de comparer théoriquement les méthodes ISM, en quantifiant leur impact en terme de résolution. Nous considérons également la modélisation mathématique exacte de ces méthodes et en particulier les questions de discrétisation, permettant ensuite de simuler un système ISM. Cette modélisation est indispensable lorsque l'on cherche à résoudre le problème inverse induit par la super-résolution. Nous abordons sa résolution avec des contraintes très faibles, à savoir uniquement la positivité de l'image recherchée. Nous mettons en évidence un artefact, appelé night sky, produit par l'estimateur du Maximum A Posteriori (MAP). Nous montrons néanmoins que cet artefact peut être évité en imposant à l'image super-résolue d'être à bande limitée, contrainte convexe qui peut être ajoutée à la positivité moyennant un algorithme de projection adapté. Nous introduisons ensuite un nouvel estimateur, le E-LSE, pour Emitters-Least-Square Error, qui minimise l'erreur quadratique moyenne a posteriori et qui est adapté aux images parcimonieuses, une caractéristique souvent satisfaite par les images biologiques obtenues en microscopie à fluorescence. Nous montrons qu'en dépit de la dimension élevée et du caractère non convexe de la contrainte de parcimonie, cet estimateur E-LSE peut-être évalué numériquement par un algorithme de type MCMC (Markov chain Monte Carlo). L'estimateur E-LSE permet de limiter certains artefacts spécifiques du MAP et, sur plusieurs exemples, produit une image mieux résolue<br>This thesis focuses on non-linear image reconstruction methods applied to super-resolution in microscopy, which aims to overcome Abbe resolution limit by combining specific acquisition and image processing techniques. We consider a fluorescence Image Scanning Microscopy (ISM) system, which scans a biological sample with a particular light distribution and records a micro-image at each scan position. This specific light distribution is created by shaping a laser beam thanks to an optical phenomenon called conical diffraction. We propose a mathematical framework based on a four-dimensional Fourier transform, which enables us to provide a theoretical comparison of the different ISM methods in terms of resolution gain. We also address the exact mathematical modelling of these methods, and in particular the discretization issues involved in the simulation of an ISM system. These questions indeed play an essential role for the super-resolution system we study, naturally written as an inverse problem. We first consider a formulation with very little constraints by imposing only the positivity of the reconstructed image. We show that in that case, the Maximum A Posteriori (MAP) estimate suffers from an artifact called {\it night sky}, but it can be avoided by imposing an additional band-limitedness constraint on the reconstructed image. The two resulting convex constraints can be simultaneously handled by means of a specific projection algorithm. We then introduce a new estimator, called E-LSE (for Emitters-Least-Square Error), which minimizes the a posteriori mean square error and is particularly suited to sparse samples, which are often encountered in fluorescence microscopy. Despite the very high dimension of the problem and the non-convexity of the sparsity constraint, this E-LSE estimator can be numerically computed with an MCMC (Markov Chain Monte Carlo) algorithm. We show that it outperforms the MAP estimate in terms of artifacts and, on several examples, produces a better-resolved image
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Leguay, Pierre-Marie. "Dynamique structurelle ultra-rapide lors de la transition solide-plasma dense et tiède produite par laser." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00984288.
Full textAbstract:
La matière dense et tiède (WDM pour Warm Dense Matter) est caractérisée par des températures proches de celle de Fermi et des densités proches du solide. Cette thèse présente des études expérimentales de la WDM éventuellement hors équilibre électron-ion, à l'aide de la spectroscopie d'absorption X près des seuils (XANES) résolue en temps. Nous avons développé un dispositif expérimental de XANES résolu en temps, basé sur un spectromètre à deux cristaux de Bragg, qui permet d'obtenir d'une part le signal émis par la source X utilisée, et d'autre part le signal transmis à travers un échantillon fin d'aluminium. La comparaison de ces deux grandeurs permet de mesurer l'absorption absolue de l'échantillon. L'échantillon est excité par un faisceau laser ultra-bref afin d'atteindre les conditions thermodynamiques attendues.Le dépôt laser étant réalisé sur les électrons de l'échantillon, les ions restent froids pendant l'interaction. L'équilibration thermique qui suit a une durée attendue de l'ordre de quelques picosecondes. Lors d'une première expérience, nous avons étudié la dynamique des transitions de phase subies par une feuille d'aluminium de 100 nm d'épaisseur, chauffée par un laser de 120 fs, avec un flux relativement élevé (6 J/cm²). La transition solide-liquide a lieu sur une échelle de temps plus faible que la résolution (environ 3 ps). La transition liquide-vapeur atomique a lieu après une vingtaine de picosecondes, en accord avec des simulations hydrodynamiques. Afin d'observer plus précisément la transition solide-liquide, nous avons réalisé une seconde expérience avec des flux plus faibles (< 1J/cm²). La feuille d'aluminium reste dans un état localement structuré aux temps longs. L'observation de la diminution progressive des modulations XANES, correspondant à une perte partielle d'ordre local, permet de déterminer la dynamique de l'augmentation de la température ionique. La comparaison des résultats expérimentaux avec des simulations hydrodynamiques, et de dynamique moléculaire quantique, a montré que le XANES est un diagnostic pertinent de la température ionique pendant et au delà de la fusion, permettant de suivre l'équilibration thermique électrons-ions. Nous avons constaté un temps caractéristique de l'équilibration significativement plus long qu'attendu, ce qui questionne la détermination du taux de collisions électrons-ions dans le régime dense et tiède. Ce même diagnostic a été exploité lors de deux expériences où nous avons étudié la silice comprimée par un choc laser jusqu'à des densités atteignant plus de deux fois celle du solide. Nous avons ainsi pu suivre l'évolution des structures électronique et ionique de la silice. Pour obtenir une meilleure résolution temporelle, nous avons réalisé deux autres expériences en utilisant une source X bêtatron et un laser X à électrons libres. La faisabilité d'expériences de XANES avec des résolutions femtosecondes a ainsi été démontrée.
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Fanton, Hervé. "Cartographie rapide de l'environnement local d'un robot mobile autonome." Grenoble INPG, 1989. http://www.theses.fr/1989INPG0130.
Full textAbstract:
Proposition d'une methode de carte locale destinee a la navigation d'un robot mobile autonome mettant en uvre un telemetre laser, une modelisation du monde par des grilles et une architecture parallele hybride de type nimo-simo
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Zara, Henri. "Système d'acquisition vidéo rapide : application à la mécanique des fluides." Saint-Etienne, 1997. http://www.theses.fr/1997STET4012.
Full textAbstract:
Les systèmes de vision sont aujourd'hui largement employés pour les études expérimentales en mécanique des fluides. Les techniques d'acquisition d'images se heurtent cependant à une limitation technologique concernant la cadence et la résolution des images. De nouveaux capteurs d'images électroniques rapides, mais également certaines méthodes d'exposition permettent d'apporter des solutions à ce problème. Nous présentons dans ce mémoire un système d'acquisition vidéo rapide élaboré autour d'une plate-forme expérimentale de mécanique des fluides. Ce système est constitué en particulier : d'une camera CCD numérique (8bits) de résolution 512x512 pixels avec une cadence de 100 i/s ; d'un système de synchronisation qui assure les différents modes d'exposition des images ainsi que la synchronisation des éléments de la plate-forme. L'ensemble est commandé par un ordinateur PC, pour la configuration des paramètres ainsi que pour le stockage des images. La technique d'éclairage mise en oeuvre est la tomographie laser. Un choix technologique original nous a conduit au couplage de la camera à un intensificateur de lumière. Ce choix permet l'utilisation de sources laser continues de faible puissance. Il offre également de larges possibilités d'exposition des images par la commande de la porte optique de l'intensificateur. Dans une première partie nous présentons une étude détaillée des capteurs d'images à semi-conducteur, ainsi que des intensificateurs d'images. Les descriptions techniques concernant la réalisation de la caméra et du système de synchronisation sont ensuite exposées. L'ensemble d'acquisition vidéo final met en oeuvre deux cameras synchronisées permettant l'enregistrement d'une séquence de paires d'images d'occurrence très proche (50 ns). Quelques exemples expérimentaux permettent de confirmer les possibilités de notre système
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Xavier, Pradip. "Investigation of flame stabilization mechanisms in a premixed combustor using a hot gas cavity-based flame holder." Thesis, Rouen, INSA, 2014. http://www.theses.fr/2014ISAM0016/document.
Full textAbstract:
Cette thèse décrit l'étude d'une chambre de combustion innovante de type Trapped Vortex Combustor (TVC): ce concept utilise des cavités de gaz chauds pour stabiliser des flammes prémélangées pauvres. A partir d'une étude globale d'un point de fonctionnement instable, l'approche scientifique vise à différencier l'impact des différents mécanismes physiques. La structure de l'écoulement inerte est étudiée finement avant de mener une étude spatio-Temporelle sur un point de fonctionnement instable, en conditions réactives. L'analyse permet de comprendre les interactions entre la structure de la flamme, la topologie de l'écoulement et l'acoustique du brûleur. Différents mécanismes pilotant l'apparition d'instabilités de combustion sont mis en évidence, et des recommandations sont fournies afin de les supprimer. Un vérification a posteriori permet de valider l'importance de ces mécanismes, notamment grâce à la détermination de diagrammes de stabilité de flamme<br>This thesis describes the investigation of an innovative trapped vortex combustor (TVC): this concept uses recirculating hot gas flow trapped in cavities to stabilize lean main flames. Based on a global investigation of an unstable operating condition, the scientific strategy aims to treat separately the different physical mechanisms. The inert flow structure is analyzed prior to leading a spatio-Temporal study on an unstable mode. This investigation aims to understand the flaine-Flow-Acoustic interactions in the combustor. Several mechanisms piloting combustion instabilities are highlighted, and recommandations are provided in order to suppress them. An a posteriori check validate the preponderance of these mechanisms, in particular with the determination of stability flaine diagrams
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Durand, Pierre-Yves. "Modélisations multiphysiques à deux échelles du procédé de fabrication additive par fusion laser de lit de poudre." Thesis, Nantes, 2017. http://www.theses.fr/2017NANT4012.
Full textAbstract:
Quel que soit le secteur d’activité, les procédés de fabrication additive pour les matériaux métalliques ont un fort potentiel industriel, spécifiquement pour la production de pièces à haute valeur ajoutée. Le secteur de l’outillage est l’un des utilisateurs de ces procédés, et plus particulièrement du Selective Laser Melting (SLM). Ce procédé permet de diminuer les coûts et les temps de production des outillages, tout en augmentant la complexité des pièces fabriquées. Cependant, pour améliorer la qualité des pièces fabriquées, une meilleure compréhension des mécanismes physiques qui le régissent est nécessaire. Dans ce travail de thèse, consacré à la modélisation du procédé SLM, les approches suivies sont multiphysiques à deux échelles. La première échelle de modélisation, utilisant la méthode Volume Of Fluid, correspond à la fusion d’un lit de poudre par un laser puis sa solidification. Le lit de poudre numérique est produit à partir d’un générateur spécifique basé sur la granulométrie identifiée expérimentalement. Après certaines hypothèses simplificatrices posées sur les phénomènes physiques à modéliser, la tension superficielle a été implémentée et a nécessité l’utilisation de la méthode des « heights functions ». La seconde échelle de modélisation correspond à la construction d’une succession de cordons à l’aide de la méthode des éléments finis. Le modèle thermomécanique utilise la méthode « element birth » pour se rapprocher au plus près des conditions réelles du procédé. Après leur validation par des essais expérimentaux, les simulations ont permis de prédire le champ de température, la largeur de la zone fondue, ainsi que la formation du « keyhole »<br>Regardless the industry, additive manufacturing processes for metallic materials have a great industrial potential, especially to product high added value parts. One of the main users of these processes, and more specifically the Selective Laser Melting (SLM), is the tooling industry for plastics processing. It make possible to reduce production costs and manufacturing times while increasing the complexity of manufactured parts. However, in order to improve the quality of the latter and ensure their certifications, a better insight into the related physical phenomena undergone by the material during the process is still needed. In this PhD thesis, the SLM process modeling is multiphysic and concerns two different scales. The first modeling scale uses the Volume Of Fluid method to model the powder bed melting and its ensuing solidification. The numerical powder bed is computed thanks to a specific generator enabling to take account for the experimental granulometry. Once some simplifying assumptions on the physical phenomena stated, the surface tension has been implemented requiring the "heights functions" method use. The second modeling scale corresponds to the building of laser tracks series through the finite element method. The thermomechanical approach uses the element birth method in order to meet as far as possible the experimental conditions. Following its assessment through experiment/simulation face off, model have enable to predict the temperature field and the melted zone width as well as the keyhole formation
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Debray, Sylvain. "Dispositifs pour la transillumination laser des tissus biologiques : apport de la résolution temporelle et de l'analyse spectrale." Paris 12, 1987. http://www.theses.fr/1987PA120009.
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Wozniak, Zdzislaw Michal. "Expression des organisateurs nucléolaires évaluée par analyse d'images microscopiques et microscopie confocale à balayage laser en pathologie cellulaire." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1994. http://www.theses.fr/1994GRE19008.
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CORDON, BRUNO. "Le traitement des vastes angiomes plans par le laser argon en tir continu par balayage automatique et sous anesthésie générale." Toulouse 3, 1990. http://www.theses.fr/1990TOU31005.
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Morville, Simon. "Modélisation multiphysique du procédé de Fabrication Rapide par Projection Laser en vue d'améliorer l'état de surface final." Phd thesis, Université de Bretagne Sud, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00806691.
Full textAbstract:
La Fabrication Directe par Projection Laser (FDPL) est un procédé novateur qui permet la réalisation de pièces de géométrie complexe à partir d'un jet de poudre. Les pièces sont obtenues en superposant différentes couches de matière à l'aide d'une buse coaxiale avec un faisceau laser. Cette technique de fabrication, très rapide, reste cependant peu répandue, en particulier du fait de l'irrégularité des surfaces. L'objet de ce travail est de développer des modèles numériques capables de prédire le paramètre d'ondulations caractérisant l'état de surface à partir uniquement des paramètres opératoires et des propriétés thermophysiques du substrat et de la poudre, dans le but de mieux comprendre les mécanismes responsables de l'état de surface dégradé. Une première étude a porté sur la fusion locale d'un barreau vertical sous l'action d'un laser afin de valider la mise en données du modèle numérique. Ce modèle thermohydraulique inclut les effets de tension superficielle et utilise la méthode ALE (Arbitrary Lagrangian-Eulerian) pour suivre la déformation de la surface libre. Ce modèle prédictif a été transposé au procédé FDPL en intégrant l'apport de matière dû au jet de poudre. Les caractéristiques de ce jet de poudre sont obtenues grâce à un modèle 3D prédisant la trajectoire des particules et leur échauffement sous l'action du faisceau laser. Ces données servent à définir les conditions aux limites de modèles 2D thermohydrauliques du bain fondu. Nous avons ainsi retrouvé, pour un substrat mince, la corrélation établie expérimentalement entre l'amplitude des ondulations et le taux de dilution. Il a été montré que, dans le cas de l'alliage de titane Ti-6Al-4V, un meilleur état de surface est obtenu pour une forte puissance laser, une vitesse de défilement élevée et un faible débit massique. La simulation 2D de dépôts multicouches a permis d'étudier l'influence de la stratégie de balayage et du temps de pause entre couches. Une étude de sensibilité a également été menée afin d'analyser le rôle de paramètres tels que le coefficient thermocapillaire ou la viscosité. L'étude a par la suite été étendue à un cas 3D pour étudier l'effet de la distribution énergétique du faisceau laser ainsi que les propriétés thermophysiques. La prédiction des différents modèles numériques développés à l'aide du code de calcul COMSOL Multiphysics® est validée grâce à des données expérimentales.
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Sankaré, Simon. "Développement d'un procédé de fabrication rapide de composants mécaniques en alliages de titane par micro-rechargement laser." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2007. http://www.theses.fr/2007STR13243.
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Negre, Erwan. "Couplage ablation laser et imagerie spectrale rapide pour identification et analyses de plastiques : concept, développement et validation." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSE1036/document.
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La spectroscopie de plasma induit par laser, ou LIBS (acronyme anglais de Laser Induced Breakdown Spectroscopy) est une technique d'analyse élémentaire basée sur l'émission d'un plasma issu de l'interaction laser-matière. Elle permet en principe une détection de l'ensemble des éléments du tableau périodique avec une sensibilité typiquement de l'ordre du ppm et ce sur tout type de matériaux : solides, liquides ou gazeux. Sa capacité à exploiter aussi bien le signal élémentaire que moléculaire en fait un candidat crédible à l'identification des matériaux organiques, par exemple dans le domaine du tri des déchets plastiques où les techniques d'analyses usuelles peinent à remplir toutes les contraintes liées à cette question. Cependant, le plasma induit par laser est un phénomène transitoire et correspondant à un milieu inhomogène parfois difficile à maitriser, notamment en comparaison avec un plasma à couplage inductif. En conséquence, la LIBS reste aujourd'hui marginale dans les applications où une information fiable et souvent quantitative est requise. Ce travail doctoral, fruit d'un partenariat entre le CRITT Matériaux Alsace et l'Institut Lumière Matière de Lyon dans le cadre 'un financement CIFRE, se propose d'étudier ces deux problématiques. Un nouvel instrument LIBS est tout d'abord présenté. Articulé autour de nombreux outils de contrôle pilotés par un logiciel dédié, il a permis de limiter considérablement les fluctuations du signal LIBS liées aux divers paramètres impliqués dans le processus d'ablation laser (énergie du laser, position de l'échantillon, position de la détection…). L'efficacité de cet instrument est montrée à travers une étude de quantification d'éléments en trace dans des matrices de verre<br>Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) is an analytical technique based on the emission of a plasma arising from the laser-matter interaction. All the elements of the periodic table can be detected with a detection limit close to the ppm, regardless of the nature of sample: solid, liquid or gas. LIBS can perform elemental as well as molecular analysis, which makes it a trustworthy technique for the identification of organic materials, especially with reference to plastic waste sorting where the established techniques experience some difficulties to fulfill all the requirements of this issue. Nevertheless, the laser-induced plasma is a transient and inhomogeneous process regularly hard to master in comparison with an inductively coupled plasma. As a consequence, LIBS technique still remains marginal for the applications demanding a reliable and frequently quantitative information. This doctoral research, which falls within the framework of a partnership between the CRITT Matériaux Alsace and the Institut Lumière Matière in Lyon, proposes to examine the two issues mentioned above. A new LIBS instrument is first given. It is organized around several monitoring tools driven by a dedicated software which allowed us to considerably reduce the fluctuations of the LIBS signal coming from the different factors involved in the process of laser ablation (laser energy, sample and detection positions, etc…). The efficiency of this new LIBS instrument is then illustrated through the example of the quantification of trace elements in glass matrices
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Al, Khawwam Anas. "Dépôt de nitrure de carbone par ablation laser IR sous atmosphère de post-décharge d'azote." Lille 1, 2002. https://pepite-depot.univ-lille.fr/RESTREINT/Th_Num/2002/50376-2002-179.pdf.
Full textAbstract:
L'objectif de cette étude est l'élaboration et la caractérisation de dépôts de nitrure de carbone réalisés sur des substrats de Si ou Al par ablation laser IR d'une cible de graphite sous post-décharge d'azote en écoulement. L'influence de l'accroissement de la pression d'azote sur les caractéristiques physico-chimiques et structurales ainsi que sur la dureté et la résistivité électrique de ces matériaux est également analysée. Dans ce but, plusieurs techniques sont mises en œuvre. Selon une approche originale, l'analyse du dépôt par XPS a permis de mettre en évidence six configurations de liaison carbonée et d'établir une corrélation directe entre les résultats d'analyse XPS des bandes de cœur et des bandes de valence. En outre, la présence de cristaux de structure α-C3N4 est mise en évidence par des analyses DRX en incidence rasante. Ces cristaux sont dispersés dans une phase amorphe constituant la nature essentielle des couches ainsi que le confirme la spectroscopie Raman. La morphologie et la topographie de surface des dépôts sont analysées par MEB et AFM reflétant une microstructure granulaire constituée de particules qui s'agglomèrent entre elles en formant des agrégats dont la taille est de plusieurs centaines de nanomètres. Enfin, une première approche à la compréhension des processus en phase gazeuse intervenant lors de l'ablation laser est réalisée par spectroscopie optique d'émission.