Dissertations / Theses on the topic 'Éclairage électrique'

L'utilisation de lampes a décharge pour l'éclairage automobile présente de nombreux avantages. Une famille de lampes a arc spécialement destinées a cet usage a été récemment mise au point. Les lampes de cette famille (lampe d1) ont des caractéristiques particulières. Ces caractéristiques font de ces lampes des sources de lumière très performantes mais difficiles a alimenter. Après avoir montre que les modèles d'arc courants sont de peu d'utilité dans le cadre de cette étude et que les structures de convertisseurs usuellement employées pour l'alimentation des lampes a arc ne permettent pas de respecter les contraintes imposées par l'industrie automobile, nous présentons deux nouvelles structures d'onduleurs bien adaptées a l'alimentation des lampes d1, ainsi que la démarche qui nous a conduit a ces montages. Ces convertisseurs mettent en ouvre les concepts de quasi et de multi-resonance. Pour chacun de ces convertisseurs, nous analysons de manière théorique le fonctionnement du montage et nous présentons des résultats expérimentaux obtenus a l'aide de plusieurs prototypes

L'objectif de ce travail est de contribuer à mieux définir les capacités et les limites des logiciels existants, et de contribuer à l'amélioration des capacités et au dépassement des limites de ces logiciels. Dans la première partie, nous commençons par une analyse de l'état de l'art de la simulation numérique de l'éclairage, et en particulier du domaine de la validation des logiciels pour lequel nous proposons une méthodologie de validation adaptée. Le principe de base derrière cette méthodologie est de tester séparément les différents aspects de la propagation de la lumière à l'aide d'une série de cas-tests basiques associés à des références analytiques ou expérimentales. Dans la deuxième partie, nous proposons une série de cas-tests basés sur des calculs analytiques. Dans la troisième partie, nous abordons les problèmes liés à la création et l'utilisation des références expérimentales pour la validation des logiciels. Nous proposons ensuite un cahier de charges pour limiter les sources d'erreurs et d'incertitudes liées à la référence expérimentale. Nous abordons en particulier le problème de la description précise du champ de luminances réel dans un scénario d'éclairage naturel, et nous proposons et validons une nouvelle méthode de description et d'utilisation des cartes de luminances réelles. Ces cartes sont créées à partir de photos numériques calibrées. Elles sont utilisées pour remplacer les modèles de ciel dans les logiciels de lumière naturelle. La validation est faite à travers une campagne de mesures d'éclairements à l'intérieur d'une maquette en parallèle à des photos numériques de l'environnement extérieur. Les photos sont analysées et traitées pour décrire le ciel dans un logiciel de simulation de la lumière. La comparaison entre les mesures expérimentales et les résultats des simulations prouvent la validité de la méthode. En s'appuyant sur le cahier des charges défini, et sur l'utilisation des cartes de luminances réelles, nous proposons une série d'exemples de cas-tests en lumière naturelle, dont en particulier un cas-test dédié à la simulation des matériaux à transmission bi-directionnelle. Dans la quatrième partie, nous utilisons les différents cas-tests proposés pour la validation d'un logiciel de simulation de la lumière. Cette étude donne une idée précise sur les capacités et les limites de ce logiciel : Une bonne précision dans le calcul de radiosité et des scénarios de lumière artificielle, et une précision réduite dans le calcul de l'entrée de la lumière de jour. En réponse à cette limitation, qui est commune à un nombre important de logiciels, nous proposons une méthode de simulation de la lumière naturelle au travers de la création d'un luminaire associé à une photométrie équivalente à l'environnement extérieur. Pour la validation de cette méthode, nous utilisons les cas-tests basés sur des scénarios de lumière naturelle. Les résultats sont très satisfaisants. Nous terminons ce travail par en tirer les conclusions sur l'apport de la méthode de validation proposée ainsi que sur la validité des modèles de ciel réels, du logiciel testé et de la méthode des luminaires équivalents. Nous joignons à ces conclusions une liste de perspectives envisageables pour compléter ce travail
This thesis aims to a better knowledge of the reliability of the lighting computer programs, and to participate to the extension of the potentials in this domain. First, we propose a validation methodology based on a set of test cases, where one part is associated to analytical references and the other part is based on experimental measurements conducted with respect to a set of specifications that we defined to minimize uncertainties in experimental references. Second, we propose and validate two innovative daylighting simulation techniques. The first is based on replacing the standard sky models used in lighting simulations by real luminance maps. The second is based on replacing the external environment by an equivalent luminaire over the opening surface

Pour justifier son point de vue dans une controverse scientifique, Volta fabrique un dispositif, nommé postérieurement "pile de Volta", qui constitue le premier générateur permettant l'obtention d'un courant permanent. Après ses voyages en Europe pour montrer sa découverte, et sa publication dans une revue scientifique, les premières applications suivent immédiatement, notamment grâce à Davy. La "lumière électrique" apparaît et son développement ne s'arrêtera pas jusqu'à nos jours. Arc électrique, bougie Jablochkoff, ampoules électriques, tubes néon, telles sont les différentes technologies mises en œuvres dans les années 1840 - 1910. Le plus étonnant, sans doute, est le fait que pendant toutes ces années, il n'est pas possible de préciser exactement ce que recouvre la notion de courant électrique. En quoi la connaissance de l'électricité, et donc de la lumière électrique, est pertinente et enrichissante pour le regard, le plaisir, l'analyse des tableaux liés à la nouvelle lumière artificielle apparaissant au tout début du XIXe siècle ? Ce travail est fondé sur le présupposé suivant : le regard d'un scientifique peut apporter à la compréhension d'un tableau. La connaissance des faits scientifiques, de leurs observations ou leurs conceptualisations, leurs hésitations, leurs imprécisions accompagnant la naissance et le développement de la lumière électrique semble nécessaire à la grille d'analyse des œuvres. Dans quels lieux et à quelles époques se manifeste cette nouvelle lumière ? Comment est-elle reçue dans le milieu intellectuel ou dans la presse ? Quelles évolutions la lumière électrique entraîne-t-elle et comment sont-elles montrées ? Entre le mitan et la fin du XIXe siècle, quelles évolutions des technologies de la lumière électrique se produisent-elles ? Quels sont alors les sujets nouveaux traités par les peintres ? L'analyse, sous la lumière électrique, d'une partie de l'histoire de l'art a montré de nouvelles peintures montrant des lumières électriques vues de face de Sonia Terk Delaunay à Gontcharova et à Balla, des éclairements saturés de Sluijters à Rockwell ; des faisceaux structurant l'espace nocturne, de Nevinson à Vallotton ; l'action politique sous la lumière électrique de Devambez à Deïneka et à Steinlen ; des paysages nocturnes des villes de Hassam à Ury ; des approches expressives de la ville de Kirchner à Masereel ; des intérieurs sous la lumière électrique de Vuillard à Hopper. Des peintres que l'on n'associerait pas spontanément à la lumière électrique ont également apporté une contribution à la lumière électrique comme Gérôme, Monet, Manet, Picasso. Cet ensemble fort disparate dans le style, de peintres de toutes nationalités, traduit des appropriations variées de l'apparition, puis de la présence et du développement de la lumière électrique dans la société
To justify his point of view in a scientific controversy, Volta made a device, later called "Volta pile" or "Volta battery", which was the first generator that made it possible to obtain a permanent current. After his travels in Europe to show his discovery, along with its publication in a scientific journal, the first applications followed immediately, thanks in particular to Davy. The "electric light" appeared and its development has continued ever since. The electric arc, the Jablochkoff candle, light bulbs, neon tubes. - these are the various technologies implemented in the 1840s - 1910. The most surprising, no doubt, is the fact that during all those years it was not possible to specify exactly what the notion of current covered. In what way can the knowledge of electricity, and therefore of electric light, be relevant and enriching for the eye, the pleasure, and the analysis of paintings related to the new artificial light that appeared at the very beginning of the 19th century? This work is based on the following assumption: a scientist's perspective can contribute to the understanding of a painting. The knowledge of the scientific facts, their observations or their conceptualizations, their hesitations, their inaccuracies accompanying the birth and the development of the electric light seem necessary to help establish a complete analysis of the works. In what places and at what times did this new light manifest itself? How was it received in the intellectual sphere or in the press? What evolutions did the electric light cause and how were they represented? From the mid- to late nineteenth century, what evolution in electric light technologies occurred? What, then, were the new subjects dealt with by painters? The analysis, under electric light, of one part of the history of art has revealed : frontal views of electric lights in paintings by Sonia Terk Delaunay, Goncharova and Balla; saturated illuminations in the works of Sluijters and Rockwell ; beams structuring the night space, from Nevinson to Vallotton; political action under Devambez's electric light in Deïneka and Steinlen's work; night landscapes of cities from Hassam to Ury; expressive approaches of the city from Kirchner to Masereel; interiors under electric lighting by Vuillard and Hopper. Even painters that we do not spontaneously associate with electricity and electric light such as Gérôme, Monet, Manet, and Picasso have also made a contribution to the artistic representations of electric light. This highly disparate collection of painters of all nationalities reflects the varied appropriations of the appearance, presence and development of electric light in society

Le ballast sert à allumer et réguler le courant dans un tube fluorescent. Il comprend une bobine entourée par un noyau possédant un entrefer. Dans le but de limiter le courant en cas d'échauffement anormal, il a été envisagé de remplacer l'entrefer, formé d'une feuille d'aluminium, par un matériau présentant une perméabilité thermiquement croissante entre 20 et 200ʿC. Ce travail a été réalisé dans le cadre d'une convention CIFRE avec la Société Vossloh Schwabe France. Après une présentation théorique du système et un chapitre expérimental, ce mémoire présente le premier matériau considéré, le grenat de gadolinium Gd3Fe5O12 , qui est un ferrimagnétique à point de compensation situé vers 20ʿC. Au-delà de cette température, son aimantation augmente, propriété recherchée. Des entrefers ont été réalisés en Gd3Fe5O12 à partir de bandes obtenues par coulage de barbotine, puis frittage à haute température. Les échantillons ont été caractérisés par diffraction des RX et mesures magnétiques au Foner et au SQUID. Après leur insertion dans un ballast, nous avons suivi la variation thermique de l'inductance de ce dernier. L'effet recherché est bien observé mais se limite aux tensions inférieures à 25 V, ceci en relation avec la saturation magnétique du matériau d'entrefer. Pour limiter ce phénomène, nous avons modifié les caractéristiques de l'entrefer en jouant sur sa densité, son épaisseur et sa composition en substituant le Gd3Fe5O12 par de l'yttrium ou de l'aluminium. Cependant, nous observons la même limitation en voltage. Nous nous sommes alors tournés vers d'autres ferrites de type Ni0,5Zn0,5Fe2O4 ou Mn0,495Zn0,41Fe2,063O4 ou Ba3Co2Fe24O41, matériaux dont la perméabilité magnétique augmente entre 20 et 200ʿC. Ces matériaux ont été mis en forme de la même façon que le Gd3Fe5O12 et les mêmes caractérisations ont été effectuées. Dans aucun cas on ne retrouve l'évolution très nette avec la température pour les tensions inférieures à 25 V
The aim of this thesis was to replace the Aluminum sheets in a ballast by a magnetic substance to increase the life time of fluorescent tubes. The principal problem that reduces the latter is the short circuit in the system comprising the starter, the tube and the ballast. This work was done within a collaboration between an academic partner, IPCMS, and an industrial one, Vossloh Schwabe France. Three families of Ferrite magnets having the (a) Garnet, (b) Spinel and (c) Hexagonal structure, have been synthesized and characterized using X-ray diffraction, Faraday, VSM and SQUID magnetometers at IPCMS and their performance evaluated at Vossloh. One of the required elements is a material that has a magnetic permeability increasing from 20 to 200ʿC. The three choices were based on the range of the Curie temperatures (150ʿC< TC < 300ʿC), saturation magnetization and coercivities (0-100 Oersted). For Gd3Fe5O12, with a compensation temperature of 20ʿC, gives the best performance in a limited voltage range. The inductance increases from 20 to 200ʿC for applied voltage less than 20V and decreases for higher voltages. The temperature dependence of the inductance is similar for different thickness of the air-gap or filling densities. However, the value at the maximum decreases with lowering filling-density or increasing thickness. On substituting Gd for Y and Fe for Al the measured inductance scales with the magnetization and not to the permeability. Both the Spinel and the hexagonal ferrites have low performances due to the high magnetization

Cette thèse de doctorat est consacrée à la modélisation de décharges luminescentes pour la description de circuits électriques. L'objet n'est pas la modélisation du comportement interne d'un plasma, mais de sa conductivité équivalente. Les paramètres de la conductivité sont déterminés à partir des caractéristiques de tension et de courant de lampes à décharges. Ce modèle ne requiert aucune donnée technologiques de la part des fabricants de lampe. L'environnement Matlab/Matlab Simulink est utilisé pour le traitement de u(t); i(t), l'exécution des algorithmes d'identification et la simulation en termes de circuits électriques équivalents. Les résultats des simulations sont comparés avec les données mesurées. Le modèle de conductance est testé dans des simulations de lampes à décharge à basse et haute pression, alimentées par ballast magnétique
This Ph. D. Thesis deals with light discharges modelling for description of electric circuits. It is not modelling of internal behaviour of a plasma, but its equivalent conductivity. The parameters of conductivity model are determined from measured voltage and current characteristics of discharge lamps. This model does not require any technological data from lamp producers. The Matlab/Matlab Simulink is used for data processing of u(t); i(t), application of identification algorithms and electric circuits simulation. The simulated results are compared with measurements. The model is tested in simulations of low and high pressure discharge lamps in circuits with magnetic ballasts

Le travail présenté concerne la modélisation de la dernière phase de la montée en régime d'une lampe à décharge mercure haute pression. La simulation de la décharge a été conduite dans le cadre de l'hypothèse de l'Équilibre Thermodynamique Local, en utilisant un modèle fluide bidimensionnel et dépendant du temps. Après validation des résultats avec la littérature, le modèle a été utilisé pour étudier la phase haute pression de la montée en régime d'une lampe mercure, de décrire l'évolution de différentes grandeurs durant cette phase et de mesurer l'effet de la convection. Deux modèles ont été comparés. Le premier tient compte de la convection et le second le néglige. Nous avons prouvé que la convection ralentit la phase de préchauffage tout en augmentant des pertes de mercure derrière les électrodes et le temps d'évaporation de la quantité de mercure. Dans la décharge électrique, les influences de plusieurs paramètres tels que le courant d'arc et la géométrie du brûleur sont étudiées. Leurs incidences sur la thermalisation de la décharge ont été examinées. Nous avons pu démontrer que la montée en régime d'une lampe mercure haute pression est accélérée en augmentant le courant d'arc ou la longueur inter- électrodes à courant constant par contre une augmentation du diamètre la ralentit
The present work deals with the modelling of the high-pressure-mercury lamp during the last phase of the warm-up period. Simulation is carried out in the frame of Local Thermodynamic Equilibrium using a time-dependent two-dimensional computational fluid model. After validation from comparison with literature results, this model is used to analyse the dynamic behavior of a high pressure mercury discharge lamp, to describe the evolution of various results during this phase and to measure the effect of the convection. Two models have been compared. The first takes into account of the convection and the second neglects it. We proved that the convection slows down the warm-up phase while increasing mercury losses behind the electrodes and the time of evaporation of the quantity of mercury. In the electric discharge, the influences of several parameters such as the current and the geometry of the burner are studied. Their incidences on the thermalisation of the discharge were examined. It was found, in one hand, that the warm-up of a high pressure mercury lamp is accelerated by amplifying the current or the inter-electrodes length with constant current. On the other hand, an increase in the diameter slows down it

Dans un contexte ou l'efficacité lumineuse est une priorité, les lampadaires à diodes électroluminescentes (DEL) sont une source de lumière de premier choix. Bien que plus coûteuses que les autres sources, elles offrent, en plus d'une grande efficacité, une longue durée de vie, ce qui en fait une option très intéressante à long terme. Comme toutes les autres sources de lumière, elles subissent par contre une dégradation lumineuse, qui diminue leur flux lumineux ainsi que leur efficacité. Afin de mieux contrôler cette dégradation lumineuse, des stratégies d'alimentation électrique peuvent être utilisées. Deux de ces stratégies sont le contrôle de courant et le contrôle de chaine, la première faisant varier le courant et la deuxième le nombre de DEL allumées. Pour étudier et comparer ces deux stratégies, un modèle mathématique a été développé et un programme de simulation a été conçu. Les résultats ont permis de constater qu'en plus de garder un flux lumineux plus constant, les stratégies d'alimentation électrique peuvent augmenter l'efficacité lumineuse et la durée de vie d'un lampadaire à DEL ou diminuer le nombre de DEL nécessaire, diminuant ainsi le coût initial.

Les sources lumineuses électriques ont été développées il y a environ 200 ans. D'une manière générale, ils se décomposent en trois classes : lampe à incandescence, lampes à décharge et lampe à l'état solide. La FDDL (Flat Dark Discharge Lamp), qui fait l'objet de cette thèse, appartient à la famille des lampes à décharge dans laquelle le mercure n'est pas utilisé. Ainsi, elle est considérée comme une technologie très prometteuse pour l'environnement. Son fonctionnement repose sur le principe de la lampe à décharge basse pression et celui du CRT (Cathode Ray Tube). Toutefois, son mécanisme d'allumage est nouveau par rapport aux lampes à décharge traditionnels, qui fonctionnent en régime d'arc ou en régime de luminescence. En outre, elle emploie le phosphore qui est largement appliquée dans le CRT. Il convient de souligner que la pression du gaz est inférieure à la pression du mercure dans les lampes basse pression et qu'elle est plus élevée dans le CRT ou FED (Field Emission Display). Cette pression permet de maintenir la lampe à une haute tension. C'est ainsi que les électrons, obtenus par l'ionisation des atomes dans le gaz, seront accélérés ce qui va exciter la substance fluorescente (phosphore). En tant que nouveau candidat, vert et sans mercure, pour l'application dans le domaine du rétro-éclairage, des recherches pour son optimisation doivent être envisagées. La FDDL fonctionne en dépression, en espace de décharge étroit et dans un champ électrique élevé. Dans un tel état il existe certaines caractéristiques communes avec la décharge Townsend, qui pourront nous aider à faire de simples calculs. Le canal étroit de la décharge est d'autant plus petit que l'épaisseur de la région cathode chute. Comme il n'y a pas assez de collisions qui se produisent avant que les électrons interagissent avec le phosphore de la surface anodique, Le libre parcours moyen d'excitation et d'ionisation a été utilisé pour prédire la relation entre les espèces et la pression du gaz de décharge, la distance d'espacement et de la tension appliquée. Cette étude pourrait donner quelques indications quantitatives pour l'amélioration de la lampe FDDL. Ajoutons également, des mesures sur des échantillons FDDL, remplis avec du néon, qui aident à connaître certaines caractéristiques de la lampe, y compris l'uniformité de la luminosité, la réponse de phosphore et de la distribution thermique à la surface. Le vert émit par le phosphore n'a pas de réponse aux longueurs d'ondes d'excitation 650 nm et 532 nm, mais pourrait être excité dans le violet (405 nm). Par ailleurs, nous avons examiné l'influence de différents gaz tampon à différentes pressions, se trouvant à la sortie d'émission globale. De plus, on s'est intéressé à la région fine et inexplorés entre la décharge Townsend (excitation électronique des luminophores) et la décharge luminescente (excitation par collision des électrons avec gaz tampon). A ces régions, les deux mécanismes peuvent contribuer à la production globale et le contrôle pour les effets d'éclairage dynamique
Electrical light sources have been developed for about 200 years. There are three generation light sources : incandescent lamp, discharge lamp and solid state lamp. The flat dark discharge lamp (FDDL) lamp studied in this thesis is a new kind of discharge lamp in which no mercury is used. It borrows the ideas from the general low pressure discharge lamp and the cathode ray tube (CRT). Its lighting mechanism is brand new compared with the traditional discharge lamps which generally work in the glow or arc discharge regime. It employs the phosphor which is widely applied in the CRT. The gas pressure is lower than the general low pressure mercury lamp and higher than that in the CRT or FED (Field Emission Display). This pressure can maintain high lamp voltage to accelerate electrons to excite the phosphor while the ionization of gas atoms produces electrons in the space. As a new candidate for the green backlight application, an optimum working condition needs to be explored. The FDDL works in low pressure, narrow discharge gap and high reduced electrical field. In such a condition it has some common feature with the Townsend discharge, which could help us to make some simple calculation. The narrow discharge gap is even smaller than the thickness of the cathode-fall region. As no sufficient collisions happen before the electrons hit anode phosphor, in this study the mean free path of excitation and ionization are used to predict the relation between the gas species, gas pressure, discharge gap distance and applied voltage, which could give some quantitative guide for improving the FDDL lamp. Measurements on FDDL samples which is filled with neon help to know about some characteristics of the lamp, including brightness uniformity, phosphor response and thermal distribution on the surface. The phosphor emitting green light has no response to 650 nm and 532 nm photon excitation but could be excited by violet (405 nm) light. Moreover we have investigated the contribution of different buffer gases with different pressures to the overall emission output as we explored the fine and uncharted region between Townsend discharge (electron excitation of the phosphors) and glow discharge (electron impact excitation of the buffer gas) where both mechanisms can contribute to the overall output and controlled for dynamic lighting effects

L'objectif de ce travail consiste à étudier l'influence d'une alimentation à courant pulsé sur le comportement électrique et spectral des lampes à décharge à vapeur de mercure haute et moyenne pression destinées à l'éclairage et à la photochimie. C'est ainsi qu'on se propose d'examiner l'effet des impulsions de courant, en nombre, amplitude et durée, sur le rayonnement visible et ultraviolet. Pour effectuer ce travail, nous avons étudié et réalisé un dispositif d'alimentation permettant d'effectuer une étude expérimentale sur le comportement électrique et spectral des lampes à décharge pour plusieurs modes d'excitation, en courant rectangulaire alternatif et rectangulaire avec des impulsions. Contenu de sa souplesse, le dispositif réalisé permet également de mener une étude expérimentale sur le comportement des lampes à décharges vis-à-vis des creux de courant. Des simulations sur Matlab Simulink de l'alimentation couplée à une lampe mercure haute pression, représentée par son modèle de conductance simplifié, ont été effectuées. Plusieurs mesures photométriques et spectrales en utilisant le dispositif expérimental du laboratoire, moyennant quelques modifications d'adaptation ont été aussi effectuées. En parallèle avec l'étude expérimentale, on est arrivé à établir un modèle polynomial de la variation de la luminance L d'une raie visible du mercure en fonction du temps de la forme dL/dt = f (i)-h (L). Ce modèle est implémenté avec le modèle de conductance de la lampe à décharge dans un logiciel de circuits électriques. Les résultats obtenus par simulation sont validés expérimentalement pour les différents modes d'alimentation. En outre, on a pu tirer des conclusions intéressantes sur le comportement des raies d'émission et des grandeurs électriques caractéristiques
The main purpose of the present work concerns the study of the influence of a pulsed current supply on the electric and spectral behaviour of discharge lamps, in particular, the high and medium pressure mercury vapor lamps used for lighting and photochemistry. Thus we suggest examining the effect of the impulses of current, in number, amplitude and duration, on the visible and ultraviolet radiation. To do this work, we studied and realized a feeding device for performing an experimental study on the electric and spectral behaviour of discharge lamps for several excitation modes, rectangular alternating current and rectangular current with impulses. Contained by its flexibility, the realized device also allows leading an experimental study on the behaviour of discharge lamps towards the hollows of current. Simulations on Matlab Simulink of the current supply coupled with a high-pressure mercury lamp, represented by its simplified model of conductance, were made. Several spectral and photometric measurements using the experimental laboratory device, with some modifications for adaptation were also made. In parallel with the experimental study, we managed to establish a polynomial model of the variation according to the time of a visible mercury line luminance L of the form dL/dt = f(i) - h(L). This model is implemented with the conductance model of the discharge lamp in software of electric circuits. The simulation results are validated experimentally for the various current excitation modes. Besides, there have been some interesting conclusions about the behaviour of emission lines and the electrical characteristics

L'objet de ce travail est la determination de la densite de population de l'etat excite inferieur, d'une raie spectrale non-resonnante, par des mesures spectrophotometriques d'emission et d'absorption, resolues dans l'espace et le temps. Cette etude porte sur des decharges mercure et mercure-iodures metalliques en haute pression et concerne les etats hg-6#3p#1, na-3#2p#1#/#2 et tl-6#2p#3#/#2. La temperature et la composition de plasma sont determinees, sous l'hypothese de l'e. T. L. , a partir des luminances totales des raies non-absorbees, hg-577,0 nm, na-616,1 nm et tl-655,0 nm en appliquant des methodes d'inversion convenables. Dans le cas des decharges mercure haute pression dopees a l'iodure de sodium, les effets de la pression et du regime alternatif sur les distributions de densite sont mis en evidence. L'analyse des luminances spectriques des raies auto-absorbees a partir du formalisme de bartels permet l'evaluation de l'effet de l'inhomogeneite du plasma sur la mesure de la densite de population moyenne. Deux approches, ne presupposant pas l'e. T. L. , la methode des parametres multiples et celle de l'absorption a deux voies, sont utilisees dans l'exploitation des mesures de luminance des raies autoabsorbees hg-435,8 nm, na-818,3 nm et tl-535,0 nm. La methode d'absorption permet la mesure directe de l'epaisseur optique et la determination de la densite radiale moyenne des atomes des etats absorbants. Ces methodes conduisent a des densites de populations en bon accord entre elles mais les valeurs obtenues sont plus faibles que celles correspondant a des situations d'equilibre. Une analyse de l'ensemble des mecanismes de peuplement et de depeuplement des etats serait necessaire afin de mieux comprendre les origines de ces ecarts. Nous ne discutons ici que l'effet de l'ionisation associative, tres prononce dans les decharges mercure-iodures et considere comme une origine possible de desequilibre, en particulier dans le cas du thallium

Plusieurs lumières ont été installées sur le pont Jacques-Cartier le 17 mai 2017 afin de célébrer le 375ième anniversaire de la ville de Montréal et le 150ième anniversaire du Canada. Les lumières varient en couleur et intensité et sont illuminées toutes les nuits, pour une durée d’au moins 10 ans. L’Université Laval a répondu à l’appel d’offre lancée par l’organisation du pont afin de déterminer l’effet de ces lumières sur les animaux qui vivent à proximité du ou au pont, c’est-à-dire : l’hirondelle à front blanc (Petrochelidon pyrrhonota), le faucon pèlerin (Falco peregrinus), l’engoulevent d’Amérique (Chordeiles minor), le martinet ramoneur (Chaetura pelagica) et l’entomofaune (les insectes). Les observations, effectuées en 2017 et 2018, consistaient à détecter la présence, l’abondance, les activités de nidification et le taux d’activité des espèces d’intérêt. Les résultats ont montré que l’engoulevent d’Amérique et le martinet ramoneur n’ont pas été détectés aux alentours du pont et que l’illumination semble ne pas avoir d’impact sur leur présence. Les observations sur le faucon pèlerin ont montré que l’espèce n’était présente au pont qu’en 2018. Bien que des activités de chasse ont eu lieu, aucune nidification n’a été observée. Les observations sur les hirondelles ont montré que l’illumination a eu peu d’impacts en 2017. En 2018, l’espèce est plus abondante à proximité du pont, surtout dans la zone illuminée, et est plus active le soir lorsque les lumières sont allumées. Bien qu’aucun impact n’ait été observé en 2017, les observations ont montré une abondance plus élevée à proximité de la zone illuminée du pont. Une chaine alimentaire semble connecter les insectes, les hirondelles et les faucons puisque qu’une augmentation de l’un entraine une augmentation de l’autre. Les implications de ces observations sont expliquées et des recommandations sont émises sur la continuation du suivi.
Plusieurs lumières ont été installées sur le pont Jacques-Cartier le 17 mai 2017 afin de célébrer le 375ième anniversaire de la ville de Montréal et le 150ième anniversaire du Canada. Les lumières varient en couleur et intensité et sont illuminées toutes les nuits, pour une durée d’au moins 10 ans. L’Université Laval a répondu à l’appel d’offre lancée par l’organisation du pont afin de déterminer l’effet de ces lumières sur les animaux qui vivent à proximité du ou au pont, c’est-à-dire : l’hirondelle à front blanc (Petrochelidon pyrrhonota), le faucon pèlerin (Falco peregrinus), l’engoulevent d’Amérique (Chordeiles minor), le martinet ramoneur (Chaetura pelagica) et l’entomofaune (les insectes). Les observations, effectuées en 2017 et 2018, consistaient à détecter la présence, l’abondance, les activités de nidification et le taux d’activité des espèces d’intérêt. Les résultats ont montré que l’engoulevent d’Amérique et le martinet ramoneur n’ont pas été détectés aux alentours du pont et que l’illumination semble ne pas avoir d’impact sur leur présence. Les observations sur le faucon pèlerin ont montré que l’espèce n’était présente au pont qu’en 2018. Bien que des activités de chasse ont eu lieu, aucune nidification n’a été observée. Les observations sur les hirondelles ont montré que l’illumination a eu peu d’impacts en 2017. En 2018, l’espèce est plus abondante à proximité du pont, surtout dans la zone illuminée, et est plus active le soir lorsque les lumières sont allumées. Bien qu’aucun impact n’ait été observé en 2017, les observations ont montré une abondance plus élevée à proximité de la zone illuminée du pont. Une chaine alimentaire semble connecter les insectes, les hirondelles et les faucons puisque qu’une augmentation de l’un entraine une augmentation de l’autre. Les implications de ces observations sont expliquées et des recommandations sont émises sur la continuation du suivi.
Several lights were installed on the Jacques-Cartier Bridge on May 17, 2017 to celebrate the 375th anniversary of the city of Montreal and the 150th anniversary of Canada. Lights vary in color and intensity and are illuminated every night, for a period of at least 10 years. Université Laval applied for the tender issued by the bridge’s organisation to determine the effect of the illumination on species that live near or on the bridge, specifically the cliff swallow (Petrochelidon pyrrhonota), the peregrine falcon (Falco peregrinus), the common nighthawk (Chordeiles minor), the chimney swift (Chaetura pelagica) and the insect fauna. The observations, conducted in 2017 and 2018, consisted of detecting the presence, abundance, nesting behavior and activity rate of the species of interest. The results reported that the common nighthawk and the chimney swift were not detected near the bridge and therefore seem to be unaffected by the illumination. Observations of the peregrine falcon indicated that the species was only seen in 2018. Although the bridge was used as a hunting ground, no nesting occurred. The observations on the cliff swallow showed the bridge had no impact on the species in 2017. However, in 2018, the species was more abundant, especially in the illuminated zone, and was more active in the evening when the lights were on. Although observations of the insect fauna showed no impact from the bridge in 2017, abundance of insects in 2018 was higher near the illuminated part of the bridge. A food chain seems to connect the insects, the swallows and the falcons since it is possible that an increase in one causes an increase in the next. The implications of these observations are explained, and recommendations are made on further follow-up.
Several lights were installed on the Jacques-Cartier Bridge on May 17, 2017 to celebrate the 375th anniversary of the city of Montreal and the 150th anniversary of Canada. Lights vary in color and intensity and are illuminated every night, for a period of at least 10 years. Université Laval applied for the tender issued by the bridge’s organisation to determine the effect of the illumination on species that live near or on the bridge, specifically the cliff swallow (Petrochelidon pyrrhonota), the peregrine falcon (Falco peregrinus), the common nighthawk (Chordeiles minor), the chimney swift (Chaetura pelagica) and the insect fauna. The observations, conducted in 2017 and 2018, consisted of detecting the presence, abundance, nesting behavior and activity rate of the species of interest. The results reported that the common nighthawk and the chimney swift were not detected near the bridge and therefore seem to be unaffected by the illumination. Observations of the peregrine falcon indicated that the species was only seen in 2018. Although the bridge was used as a hunting ground, no nesting occurred. The observations on the cliff swallow showed the bridge had no impact on the species in 2017. However, in 2018, the species was more abundant, especially in the illuminated zone, and was more active in the evening when the lights were on. Although observations of the insect fauna showed no impact from the bridge in 2017, abundance of insects in 2018 was higher near the illuminated part of the bridge. A food chain seems to connect the insects, the swallows and the falcons since it is possible that an increase in one causes an increase in the next. The implications of these observations are explained, and recommendations are made on further follow-up.

Actuellement, la majeure partie des ballasts électroniques pour les lampes à décharge à haute pression fournissent un signal carré à basse fréquence (quelques centaines de Hertz). Ces derniers ont l'inconvénient d'être volumineux et complexes à mettre en oeuvre, donc coûteux. Ainsi, pour réduire leur coût, il est nécessaire de travailler à haute fréquence (plusieurs kiloHertz), ce qui permet de réduire la taille et le poids du ballast respectivement de -40% à -60% et de -10% à -30% ainsi que sa puissance électrique consommée (-10% à -15% d'économie). Cependant, dans les lampes opérant à haute fréquence, on voit l'apparition d'instabilités. Ces instabilités peuvent causer son dysfonctionnement et, dans certains cas, sa destruction. Ce phénomène, connu sous le nom de "résonance acoustique", est dû à la génération d'ondes acoustiques qui se propagent vers les parois de la lampe où elles seront atténuées et réfléchies. Lorsque les ondes incidentes et réfléchies entrent en interaction, des ondes stationnaires sont générées. Malgré les nombreuses études menées sur ce sujet, la compréhension physique de ce phénomène reste incomplète. La manière avec laquelle les ondes acoustiques interagissent avec la décharge électrique est mal connue et les modèles numériques existant permettent seulement de prédire les fréquences correspondant aux modes propres de la lampe sans donner une explication sur le phénomène. Cette thèse a été consacrée à la réalisation d'un modèle numérique capable de prendre en compte cette interaction au sein de la lampe. Il permet ainsi d'évaluer leurs impacts sur le fonctionnement de la lampe en fonction de la fréquence. Grâce aux résultats obtenus avec ce modèle, nous pouvons maintenant expliquer la façon avec laquelle les résonances acoustiques sont générées et comment elles entrent en interaction avec l'alimentation
Nowadays, the available commercial electronic ballasts used to supply HID lamps usually operate at low frequency (several hundred hertz) square waves and have the disadvantage to be bulky and complex to implement, so expensive. Thus, to reduce their cost, it is necessary to supply the lamp at high frequency, which enable, in addition, to reduce the size of the ballast (-40% to 60%), its weight (-10% to 30%) and its electrical power consumption (-10% to -15%). However, on lamps operating at high frequency, we can see the occurrence of instabilities inducing its malfunction and, in some cases, its destruction. This phenomenon known as acoustic resonances is due to the generation of acoustic waves which propagate towards the lamp walls where they are damped and reflected. When the incident and reflected waves interact, standing waves are generated and may interact with the electric discharge causing the lamp dysfunction. Despite the many studies on this subject, the physical understanding of this phenomenon remains incomplete. The way in which the acoustic waves interact with the electrical discharge is poorly understood and current numerical models, including the influence of acoustic resonances, enable only to locate the frequencies corresponding to eigenmodes of the lamp without providing explanation of the phenomenon. This thesis was devoted to the realization of a numerical model of a discharge lamp taking into account this interaction in order to improve the physical understanding of acoustical resonances and their impact on the arc instabilities of the lamp according electrical signal frequency. Using the results obtained with this model, we are able to explain the way in which the acoustic resonances are generated and how they interact with the lamp

L'objectif de ce mémoire est l'étude du comportement de décharges mercure argon et mercure néon excitées par différents types d'onde de courant. Ce type de décharge utilise le mercure, en pression de vapeur saturante, comme gaz d'émission. Un gaz rare (100 à 700P de Ne, Ar) joue le rôle de gaz d'emprisonnement. Pour cette gamme de pressions, l'essentiel du rayonnement du mercure correspond à l'émission de la raie de résonance du mercure à 254 nm. Ce rayonnement peut être utilisé directement pour son action germicide ou être converti en lumière visible par un luminophore. Le reste du rayonnement se distribue entre une autre raie ultra violette et un faible rayonnement visible. Le modèle collisionnel radiatif auto-cohérent réalisé constitue un développement de celui conçu y a quelques années dans notre laboratoire pour le traitement de la décharge mercure argon alimentée en courant continu. Il permet de décrire le comportement temporel de la décharge. Par ailleurs, sa structure permet de l'étendre à d'autres mélanges mercure gaz rare. La validation du modèle pour les régimes dépendant du temps a été réalisée par comparaison avec des résultats expérimentaux obtenus dans notre laboratoire
The aim of that thesis is to study the properties of a discharge established in mercury/argon and mercury/neon mixtures and controlled by different current wave forms. In such discharges, the emitting gas is the mercury at saturated vapor pressure. A rare gas (in the pressure range of 100 to 700Pa for the Neon and Argon) plays the imprisonment role. For this pressure range, most of the mercury radiation is concentrated in the resonance line at 254nm. This radiation can be directly used for germicide purposes or be converted to visible light through fluorescent powders. The other lines of the mercury spectrum lie in the UV region and some weak ones are in the visible range. The self Consistent Collisional Radiative model developed in this thesis is an improvement of the Argon stationary model previously developed in our laboratory. The temporal dependence of the discharge is now taken into account. Moreover, its new structure allows further extensions to other rare gases or mixtures. The model is validated for time dependant regimes by experimental comparisons performed

Ce travail présente une méthode de calcul du transfert radiatif dans des lampes à décharge haute pression utilisant une technique de lancer de rayons (ray tracing). La décharge est découpée en cellules élémentaires d'où sont lancés des rayons dans toutes les directions. On détermine pour chaque rayon les mailles traversées et la distance parcourue dans chacune de ces mailles. L'équation du transfert radiatif (ETR) est alors résolue le long de chaque rayon. On calcule ainsi le coefficient d'émission nette, le flux spectrique émis par la décharge ainsi que la distribution spatiale du rayonnement (indicatrices). Le calcul est effectué en considérant que la décharge présente la symétrie cylindrique et en se plaçant dans l'hypothèse de l'équilibre thermodynamique local (ETL). Dans cette situation, la seule connaissance du profil de température et de la pression permet de calculer la composition chimique du plasma et de prendre en compte les mécanismes d'élargissement des raies spectrales dans le traitement du transfert radiatif. Cette méthode de calcul est appliquée à des lampes contenant du mercure pur et du mercure dopé par des halogénures métalliques (iodure de thallium). On déduit des calculs énergétiques les caractéristiques photométriques de la lampe : flux lumineux, efficacité lumineuse, indicatrice d'intensité, température de couleur et coordonnées chromatiques. On met en évidence l'influence des raies du thallium sur les caractéristiques photométriques de la lampe
This work presents a method for calculating radiative transfer in high intensity discharge lamps using a technique of ray tracing. The considered discharge is divided into elementary cells responsible for launching rays in all directions. We determine for each ray the crossed mesh and the distance travelled in each mesh. The radiative transfer equation (RTE) is then solved along each ray. We calculate thus the net emission coefficient, the spectral flux emitted by the discharge and also the photometric curves. These calculations consider that the discharge has a cylindrical symmetry and assume that the plasma is at local thermodynamic equilibrium (LTE). Hence, the only knowledge of the temperature profile and pressure is sufficient to calculate the chemical composition of plasma and to account the mechanisms of broadening of spectral lines in the treatment of radiative transfer. This calculation method is applied into lamps containing pure mercury and mercury doped with metal halides (thallium iodide). We deduce from energy calculations the photometric characteristics: Luminous flux, luminous efficacy, photometric curves, color temperature and chromaticity coordinates. We show the influence of thallium lines in photometric characteristics of the lamp

Les travaux présentés portent essentiellement sur l’étude expérimentale de l’influence des modes d’alimentation sur le rayonnement ultraviolet émis par une lampe mercure-argon basse pression. La lampe a été successivement alimentée avec un courant sinusoïdal à différentes fréquences, avec un courant en créneau à rapport cyclique et fréquence variables et avec des impulsions de courant de largeur et d’amplitude variables. Pour atteindre les objectifs fixés, un dispositif expérimental a été mis au point. Cette réalisation comprend un cylindre intégrateur de flux, deux chaînes de mesures spectrophotométriques (Cellules (UV et visible) et camera CCD) et un commutateur de courant permettant d’alimenter la lampe avec des créneaux de courant. La structure choisie a permis d’offrir une grande marge de réglage et de contrôle des grandeurs électriques pour étudier leur influence sur le rayonnement de la lampe. L'analyse du transfert radiatif au sein du cylindre intégrateur à été réalisée. Les mesures spectrophotométriques pour la caractérisation de la décharge ont été réalisées en régimes sinusoïdal, rectangulaire et pulsé. Les simulations effectuées à l’aide d’un modèle collisionnel radiatif en régime pulsé ont permis de trouver une description électrique et physique du comportement dynamique de la décharge
The main purpose of the present work concerns the study of the influence of the current waveform on the « emitted radiation » by a low pressure mercury discharge lamp. Three types of power supplies are then used, a sinusoidal current at various frequencies, a current invertor delivering rectangular signals at variable duty cycle and frequency and a pulsed power supply allowing a variation of the width and amplitude of the impulse. The implemented experimental set-up performs photometric and radiometric measurements. It is composed mainly of a photometric cylinder, a spectrograph, a CCD camera, a detectors and a power supply. Such a supply offers the possibility of modifying the discharge’s operating conditions for the study the influence of the supply parameters on the radiation of lamp

Ce travail concerne l'alimentation, la modélisation et l'étude expérimentale des lampes à décharge haute pression dans le mercure pur et mercure dopée à l'iodure de thallium. Une alimentation pulsée a été dimensionnée en utilisant les résultats de simulation obtenus en couplant un modèle de conductance de la lampe à décharge mercure haute pression avec un logiciel de circuit. La conception du modèle comme la réalisation pratique de l'alimentation ont été réalisés au laboratoire. Après avoir validé électriquement le fonctionnement du couplage de cette alimentation avec la lampe, nous avons effectué des mesures de flux spectrique relatif et de flux lumineux ainsi que des mesures de luminances totales de raies résolues en temps. Ces dernières mesures ont conduit à la détermination de la température pour le mode pseudo continu et pour le mode pulsé. En comparant ces mesures avec celles obtenues d'un code de calcul "fluide" , nous avons pu évaluer, caractériser et analyser le comportement dynamique des décharges étudiées et indiquer les limites des modèles. On a en particulier observé que plus l'intensité des impulsions est importante plus est court le temps d'établissement et plus le temps de relaxation augmente. Le phénomène présente la même allure pour une lampe dopée à l'iodure de thallium mais les temps, en particulier les temps de relaxation sont considérablement augmentés. On peut penser que cet effet est lié à la présence de niveaux métastables du thallium et au piégeage de ses raies de résonance. L'influence des impulsions sur le rayonnement est importante pour la partie ultra violette du spectre. En régime d'impulsion on a noté une augmentation de l'efficacité pouvant atteindre 30%. Ces résultats peuvent ouvrir de nouvelles perspectives à la production du rayonnement ultraviolet dans les applications industrielles
The present work deals with feeding, the design and experimental study of mercury discharge lamps of high pressure 400 W, one of which was doped in thallium iodine. A pulsed power supply was measured using the results of simulation obtained by coupling a model of mercury discharge lamp of high pressure with a circuit software. The conception of the model as well as the practical achievement of the pulsed power supply have been done in the laboratory. After having electrically validated the acting of the coupling of feeding with the lamp, we measured energetic spectrical flow and the luminous flow as well as total lightings of lines resolved in time. The latter results led to the determination of temperature for the pseudo continued and pulsed modes. Comparing these measurements with those obtained through a "fluid" calculating code enabled us to evaluate, characterise and analyse the dynamic behaviour of the studied discharges and also indicate the limits of the models. We have particularly noticed that the more intense the impulsions are, the shorter the establishment time is and the longer the relaxation time becomes. This phenomenon is almost the same for a lamp doped in thallium iodine, though times, especially relaxation times, are of considerable increase. Infact, we can relate this effect to the presence of metastable levels of thallium and the snaring of its resonance rays. The influence of impulsions on the radiation is important for the ultra-violet part of the spectrum. In the impulsion regime, efficiency increases and can reach 30%. These results can open new perspectives to the production of ultra-violet radiation in industrial applications

Une revue des méthodes de diagnostic optique classique montre qu'elles ne sont pas utilisables pour les lampes aux halogénures métalliques actuelles en raison du caractère diffusant de l'enveloppe céramique du brûleur. Par contre, les rayons-X étant peu diffusés par cette enveloppe céramique nous avons pu déterminer la densité des atomes de mercure par absorption de rayons-X. Ces résultats associés à une mesure de la température axiale par spectroscopie d'émission, nous ont permis de déterminer le profil de température d'une lampe aux halogénures métalliques à enveloppe céramique. Enfin, pour caractériser les propriètés radiatives d'une telle lampe nous avons mesuré le flux total en fonction de la puissance électrique consommée
A listing of classical optical diagnostic methods puts in evidence that they cannot be employed in the case of the current metal halides lamps. This is due to the fact that ceramic envelops are diffusing visible light. However, X-rays diffusion due to the ceramic envelop is low, thus we could determine the mercury density using X-rays absorption spectroscopy. Those results, together with a measure of the core temperature by emission spectroscopy measurement, gave us the temperature profile of a ceramic metal halides lamp. At the end, to characterise the radiative properties of such a lamp, we measured the total flux emitted function of the electric power injected