Dissertations / Theses: 'Imagerie par désorption laser'

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Thiery, Gwendoline. "Imagerie par désorption laser/spectrométrie de masse de multiples marqueurs spécifiques : développement de la technique TAMSIM "Targeted Multiplex Mass Spectrometry Imaging"." Paris 6, 2008. http://www.theses.fr/2008PA066253.

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Abstract:

La protéomique est devenue un domaine de recherche essentiel en biologie et en médecine. Afin, de répondre aux enjeux de cette discipline, il est nécessaire de pouvoir caractériser et localiser les protéines exprimées au niveau cellulaire. De nombreuses techniques d’analyses in situ des ces protéines considérées comme étant des marqueurs spécifiques d’une pathologie existent et sont utilisées en routine, notamment pour le suivi des cancers, dans de nombreux laboratoires d’anatomo pathologie. La plus répandue est l’immunohistochimie (IHC). Cette technique consiste à révéler spécifiquement in situ un complexe immun (antigène-anticorps). Dans l’optique d’accroître la capacité de détection multiple (multiplexage) d’une immunoréaction, nous avons développé une nouvelle technique d’imagerie in situ de multiples marqueurs spécifiques. Des traceurs chimiques photoclivables (Tag) sont fixés spécifiquement sur des anticorps. Les anticorps marqués sont complexés in situ aux protéines cibles présentent sur le tissu. Les Tag sont ensuite clivés de leurs anticorps respectifs par désorption laser. Apres une irradiation de la coupe par le laser à 355 nm une image est générée à partir des différents spectres de masse enregistrés pour chaque Tag utilisés. Contrairement au mode MALDI, l’utilisation de la matrice n’est pas nécessaire pour favoriser l’ionisation de ces composés chimiques. Ce qui simplifie grandement l’analyse par spectrométrie de masse. Cette technique appelée TAMSIM pour TArgeted multiplex Mass Spectrometry IMaging a pu être validée pour l’analyse de différents marqueurs spécifiques localisés au sein des tissus pancréatiques et sur des sections tissulaires de foie humain.

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Mallah, Khalil. "In depth systemic biology analysis of central nervous system injuries." Thesis, Lille 1, 2018. http://www.theses.fr/2018LIL1S108/document.

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Abstract:

Dans un contexte d’étude des altérations biologiques survenant après un impact sur le système nerveux central (SNC), ma thèse porte sur l’étude des modifications protéomiques et lipidiques survenant après une lésion du SNC. Une étude spatio-temporelle a été menée sur un modèle TBI de rat afin d'identifier des marqueurs spécifiques de la lésion. En utilisant le MALDI-MSI, nous avons effectués une reconstruction 3D du cerveau lésé 3 jours post-lésion et nous avons représentés les molécules lipidiques spécifiques à la lésion. Après, cette analyse est réalisé avec d’autres délais après l’impact: 1, 3, 7 et 10 jours. En parallèle, une analyse microprotéomique est réalisée sur des coupes de tissus dans une approche visant à corréler les modifications lipidiques et protéiques. Nos résultats ont permis d'identifier une famille de lipides, les acylcarnitines, exprimés dans le cortex lésé avec une intensité maximale à 3 jours post-impact. Les données de protéomiques ont montrés une régulation positive de l’expression de protéines liées à la maladie de Parkinson. Dans l’ensemble, nos résultats décrivent un lien entre le TBI léger et la maladie de Parkinson dès 3 jours après l’impact, avec un rôle possible de l’acylcarnitine. Cette même famille de molécules est aussi présente dans les lésions médullaires. Dans une approche thérapeutique, les résultats précédents ont montrés que la protéine RhoA est un candidat majeur dans SCI. Après avoir utilisé un inhibiteur de RhoA, une étude protéomique a été réalisée pour évaluer l’impact sur ces lésions. Les résultats montrent que les traitements in-vivo et in-vitro avec l’inhibiteur stimule la croissance neuritique et la régénération axonale
In the context of studying biological alterations occurring post impact to the central nervous system, my thesis was focused on studying the proteomic and lipid changes occurring post injury to the brain and spinal cord. A fundamental spatio-temporal study was conducted on an open-head rat TBI model to identify potential injury-specific markers. Using MALDI MSI, we performed 3D reconstruction of the injured brain at 3 days after injury and depicted lesion-specific m/z lipid molecules. After, MALDI MSI was applied on the acute/sub-acute time frame post impact: 1 day, 3 days, 7 days, and 10 days. In parallel, a microproteomic analysis was carried out on tissue segments directly consecutive to the imaged ones in an approach to correlate both lipid and protein changes. Our results yielded the identification of a family of lipids, acylcarnitines, which are expressed within the injured cortex with maximum intensity 3 days post impact. These lipid molecules also were found to be expressed in the substantia nigra and microproteomics data showed an upregulation in expression of Parkinson’s related proteins. Taken altogether, our results depict a role of link between mild-TBI and Parkinson’s disease as early as 3 days post impact, with a possible role of acylcarnitine. This same family of molecules was also present in SCI. In a therapeutic approach previous results showed RhoA protein as a major candidate post impact in SCI. After using RhoA inhibitor treatment, a proteomic study was carried out to investigate its impact on SCI. The results showed that both in-vivo and in-vitro treatment with RhoA inhibitor stimulated neurite outgrowth and helped in axonal regeneration

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Manuelli, Pascal. "Etude des mécanismes de la désorption : ionisation laser assistée par matrice." Metz, 1995. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1995/Manuelli.Pascal.SMZ9520.pdf.

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Abstract:

Ce mémoire sur les mécanismes de la désorption/ionisation laser assistée par matrice (MALDI) est le fruit de travaux réalisés au laboratoire de spectrométrie de masse et de chimie laser (LSMCL) de l'université de Metz. Cette thématique est apparue au laboratoire suite au développement de l'analyse des biomolécules par spectrométrie de masse et à l'expérience accumulée depuis 15 ans sur la désorption laser. Nous nous sommes attachés à décomposer les étapes constituant une analyse MALDI afin de mieux comprendre les mécanismes mis en jeu lors de ce type d'ionisation. Nous avons plus précisément, à l'aide de molécules modèles (nucléotides, peptides,), étudie l'interaction entre le faisceau laser et les matrices couramment utilisées. Ceci nous a permis de mettre en évidence le rôle important des petites molécules neutres (notamment le dioxyde de carbone) qui sont éjectées lors de l'expansion du nuage gazeux induit par irradiation laser. Dans ce contexte, nous avons étudié des dérivés et des complexes de la cyclodextrine. Cette partie nous a permis d'expliquer les phénomènes d'interaction entre la molécule cible et les molécules de matrice ainsi que l'influence de la longueur d'onde du laser ionisant. A l'aide de la technique MALDI, nous avons pu mettre en évidence des différences structurales et caractériser des complexes d'inclusion intacts
This report on the mechanisms of matrix assisted laser desorption ionization (MALDI) was realized in mass spectrometry laboratory at Metz'university. This research field appeared in the laboratory after the development of biomolecules analyses by mass spectrometry and the experience stored for fifteen years on "laser desorption". We decomposed the different states of a MALDI experiment for a better understanding of this ionization process. By using some model compounds (as peptides, nucleotides,. . . ) we have studied more precisely the interaction between a laser beam and the different matrices. This allow us to show the great role of small neutral molecules (e. G. Carbone dioxide,. . . ) which are ejected in the plume after the laser pulse. Then, some derivative and complexes of cyclodextrins have been studied. This part is necessary to explain first the interaction between matrix and target molecules and secondly the dependance on the laser wavelength. Thank's to the MALDI technique we can highlight both both structural differences in intact inclusion complexes characterization

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Shenar, Nawar. "Spectrométrie de masse par désorption/ionisation laser de peptides modèles : applications en protéomique." Montpellier 2, 2008. http://www.theses.fr/2008MON20150.

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Witomski, Arnaud. "Imagerie laser à synthèse d'ouverture par réinjection optique." Phd thesis, Grenoble 1, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00144904.

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Abstract:

Nous présentons dans ce mémoire une technique d'imagerie laser à synthèse d'ouverture par réinjection optique. L'imageur de base, appelé Laser Optical Feedback Imaging (LOFI), détecte la faible quantité de lumière rétrodiffusée par la cible à analyser, qui est décalée en fréquence et réinjectée dans la source laser pour être amplifiée par la dynamique du laser. Le grand avantage de cette technique est qu'elle est auto-alignée, c'est à dire que le laser est à la fois la source et le détecteur. La résolution spatiale des images LOFI est limitée par la diffraction : nous proposons d'adapter la technique de synthèse d'ouverture, bien connue dans le domaine radar, pour nous affranchir de ce problème. En mettant à profit le balayage du laser sur la cible pour faire l'acquisition de l'image pixel par pixel, nous montrons qu'il est possible d'augmenter synthétiquement l'ouverture de collection du système et donc la résolution de l'image. Nous présentons le traitement du signal adapté à la reconstruction de l'image super-résolue à partir des données acquises pour les différentes positions successives du laser. Nous montrons qu'on peut étendre cette technique utilisée en balayage linéaire à un balayage angulaire et que nous pouvons obtenir une résolution, non seulement meilleure que la limite de diffraction, mais également meilleure que celle obtenue avec un balayage linéaire. Nous validons cette technique expérimentalement en comparant des images LOFI obtenues avec et sans synthèse d'ouverture.
Nous présentons ensuite dans ce mémoire le dispositif LOFI en régime paramétrique soumis à une modulation de pompage. Nous présentons l'analyse d'un laser soumis de manière synchronisée à une réinjection optique décalée en fréquence et une modulation de pompage et nous montrons qu'il est possible d'amplifier paramétriquement le signal rétrodiffusé par la cible. Nous validons cette analyse par des résultats numériques et expérimentaux et nous démontrons qu'il est possible de déterminer la quantité de lumière réinjectée dans le laser.

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Sanchez, Nadine. "Contribution à l'étude de la désorption laser in situ de médicaments : cas de l'amiodarone." Metz, 1990. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1990/Sanchez.Nadine.SMZ9010.pdf.

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Abstract:

Ce travail, concernant l'étude de la désorption laser in situ de l'amiodarone, comporte trois parties principales: la première est relative à l'étude de la fragmentation de l'amiodarone en spectrométrie de masse et à la reconnaissance des différents fragments. Nos résultats par désorption laser sont en accord avec le concept de la formation préférentielle des ions à nombre pair d'électrons. En effet, les ions majoritaires répondent d'une part à ce critère et, d’autre part, on explique leur présence à partir de l'espèce moléculaire protonée, formée principalement par désorption laser. Dans la deuxième partie, nous avons exploré la potentialité de la microsonde LAMMA pour la localisation de cibles organiques dans un tissu biologique. Le cas de l'amiodarone est étudié d'abord dans une matrice polymérique, ensuite dans un tissu biologique enrobe. L'analyse des cryocoupes est également abordée. Nous montrons ainsi qu'au-delà d'un certain seuil de concentration (variable selon le polymère d'enrobage), des interactions physico-chimiques sont prépondérantes et empêchent la détection de la molécule cible. L'effet de longueur d'onde représente toutefois un espoir de détecter l'amiodarone in situ si celle-ci se fixe dans certaines zones cellulaires avec un taux supérieur à 1%. La difficulté de détecter l'amiodarone en matrice complexe nous a amené à optimiser le signal du pic moléculaire. Aussi, la troisième partie de ce travail est consacrée à la désorption assistée de l'amiodarone par microsondes LAMMA et FTSM. Nous nous sommes attachés à mettre en évidence les effets de matrice ainsi que les effets de longueur d'onde sur la détection du pic quasi moléculaire (M+H)+ de l'amiodarone. Nos résultats permettent de proposer une nouvelle matrice de désorption susceptible d'être utilisée comme polymère d'enrobage des tissus biologiques à une longueur d'onde donnée

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Fournier, Isabelle. "Contributions à l'étude des mécanismes physicochimiques impliqués dans la désorption : ionisation laser assistée par matrice." Paris 6, 2000. http://www.theses.fr/2000PA066171.

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Abstract:

La desorption/ionisation laser assistee par matrice (maldi) est actuellement une methode de production d'ions de haute masse moleculaire tres efficace pour leur analyse en spectrometrie de masse. Toutefois, les mecanismes physico-chimiques associes restent encore mal connus. La premiere partie de ce travail est consacree a l'etude des modifications de la surface du materiau au cours des irradiations laser au seuil de production des ions. Pour la matrice d'acide sinapinique, les signaux des differents ions decroissent avec le nombre de tirs laser jusqu'a disparaitre, et seule une irradiation par quelques tirs laser a haute energie permettent de retrouver le signal ionique. L'examen des surfaces irradiees montre que la desorption s'accompagne d'une fusion du materiau et de modifications chimiques (decarboxylation partielle des molecules de matrice). Pour la matrice d'acide 2,5-dihydroxybenzoique, aucune modification de surface n'a pu etre mise en evidence et l'irradiation s'accompagne de l'ejection d'une quantite importante de matiere (environ 200 m 3/tir laser). Les resultats montrent que la desorption serait un phenomene local lie a l'energie laser absorbee. La seconde partie a ete consacree a l'etude des profils temps-de-vol d'ions peptidiques et de matrice dans des conditions d'extraction retardee. L'evolution du temps-de-vol des ions en fonction du temps de retard a leur extraction a ete systematiquement etudiee. Le resultat principal est la mise en evidence de precurseurs des ions sous forme d'amas non covalents dont la taille a pu etre estimee. La charge electrique de ces amas apparaissant en retard (200 a 400 ns suivant la matrice) par rapport a l'impact laser. L'existence de ces amas permet de comprendre les differentes etapes conduisant a la formation des ions protones en maldi.

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Poupinet, Ludovic. "Imagerie laser par synthese d'ouverture : theorie et validation experimentale." Paris 11, 1997. http://www.theses.fr/1997PA112158.

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Abstract:

Nous avons etudie theoriquement et experimentalement une technique d'imagerie active par synthese d'ouverture. Une source laser eclaire un objet. Le champ optique retrodiffuse par ce dernier est mesure par un detecteur mobile. La detection heterodyne permet au detecteur de mesurer la phase et l'amplitude du champ. Le deplacement du detecteur permet d'effectuer ces deux mesures en differents points de l'espace. Un algorithme de deconvolution reconstruit ensuite une image de l'objet eclaire. Cet algorithme, en connaissant le support de l'objet, complete les mesures effectuees et reconstitue ainsi le champ optique dans une pupille virtuelle. L'etude theorique de cette methode permet d'en definir les limites de validite (dimensions de l'objet, configuration de mesure), d'etablir les performances que l'on peut attendre (rapport signal a bruit, champ de vision, resolution) et enfin, de mettre l'accent sur les points delicats de la realisation experimentale (precision de deplacement, connaissances a priori de l'objet). Un montage experimentale de validation est defini puis realise. Le deplacement du detecteur est assure, virtuellement, par un periscope de position et d'ecartement variables permettant d'adresser differents points d'un plan. Les variations de chemin optique dans la voie signal doivent etre compensees avant la reconstruction. Le montage experimental est teste avec divers objets. Les resultats obtenus demontrent la validite de la methode et permettent de mettre en avant les points qui peuvent etre ameliores. En conclusion, cette technique d'imagerie permet une grande souplesse dans le traitement des donnees. En effet, les memes mesures peuvent etre utilisees pour reconstruire des images avec differentes focales, pour analyser le front d'onde retrodiffuse, ou determiner la distance separant l'objet du detecteur. Cette souplesse ouvre de larges perspectives d'applications.

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MARTIN, DIDIER. "Propagation d'ondes et imagerie en milieux anisotropes par laser ultrasons." Paris 7, 1993. http://www.theses.fr/1993PA077185.

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Abstract:

L'objet de cette these est l'etude de quelques effets de l'anisotropie elastique sur la propagation d'ondes ultrasonores ainsi que ses consequences sur l'imagerie. Le systeme experimental utilise est base sur l'emploi d'un laser pulse en emission et d'un interferometre laser - ou d'un transducteur piezo-electrique - en reception. Un interet particulier est porte en premiere partie sur les diagrammes de directivite en emission et en reception des systemes experimentaux. La simultaneite des mecanismes thermoelastique et d'ablation lors de la generation ultrasonore a la surface d'un solide a ete demontree. La seconde partie expose d'une part les resultats d'une etude comparee d'une modelisation numerique et physique d'une meme experience apparentee a une experience de sismique de prospection entre puits. D'autre part, sont commentes les resultats d'une caracterisation experimentale de quelques effets de l'anisotropie sur le champ de propagation d'ondes ultrasonores (ondes de volume, d'interface et de surface), comme l'effet de triplement des ondes quasi-transversales et l'effet de focalisation - defocalisation - des faisceaux acoustiques. Enfin, la troisieme partie presente les resultats de modelisations d'experiences de sismique reflexion, a deux dimensions, dans des milieux isotropes et anisotropes. L'etude des reflexions dans un milieu naturel mais fortement anisotrope (schiste ardoisier) et l'influence de l'anisotropie sur les images reconstituees par traitements (migration) isotrope et anisotrope des enregistrements sont presentees. Nous avons demontre la necessite d'adopter un algorithme anisotrope afin d'imager correctement les structures au risque d'obtenir une image floue (anomalie de focalisation due a une mauvaise vitesse de migration) et/ou un positionnement errone des reflecteurs (effet de delocalisation du a la distinction entre la direction d'energie et la direction de phase). En conclusion, nous avons pu observer que ce systeme experimental au stade actuel de developpement technologique est un outil de recherche performant. Cependant, sa faible sensibilite, sa dynamique de reception limitee et la lourdeur de sa mise en uvre le rendent actuellement inadapte a la realisation d'experiences a grandes echelles comme avec les cuves acoustiques traditionnelles

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Kotanian, Christelle. "Mécanismes d'ionisation en phase gazeuse et par désorption : cas de la source MAB et de la désorption laser assistée par nanotubes de carbone : application à l'analyse de toxines et d'acides gras." Paris 6, 2007. http://www.theses.fr/2007PA066451.

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Abstract:

Afin de comprendre les mécanismes réactionnels dissociatifs mis en jeu lors de la formation des ions par ionisation Penning, une partie de ce travail est consacrée à l’étude de l’énergie interne au sein de la source MAB. A partir de résultats expérimentaux et de simulations, il a été possible d’établir que la quantité d’énergie interne déposée sur les ions est une distribution plus large que prévue. Afin d’évaluer les performances de cette source dans la détection et l’identification de composés de faible masse moléculaire, un autre instrument, prototype de la version commerciale, est testé. Une bibliothèque spectrale a été élaborée sur des toxines de faible rapport m/z. Une alternative, basée sur la désorption UV avec comme support des nanotubes de carbone à la place de la matrice aromatique utilisée en MALDI, a été testé afin de détecter des composés de faible masse moléculaire. Pour mieux comprendre le rôle de ce support dans l’assistance à la désorption, l’étude de l’énergie interne a été étudiée et a montré une distribution thermique. Puis, des familles de composés de faibles rapports m/z ont été étudiées montrant des résultats très prometteurs.

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Dutouquet, Christophe. "Processus physico-chimiques dans des plasmas d'ablation laser : étude par spectroscopie d'émission, d'absorption et par imagerie de fluorescence induite par laser." Orléans, 2001. http://www.theses.fr/2001ORLE2069.

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Abstract:

L'un des principaux défauts du dépôt de couches minces par ablation laser est le manque de connaissances des mécanismes fondamentaux impliqués dans le procédé. En particulier, lorsque l'ablation laser est produite en présence d'un gaz réactif, le rôle des réactions chimiques entre le jet de vapeur et le gaz est une étape essentielle nécessitant une étude approfondie. Dans ce contexte, les densités d'espèces dans le panache du plasma et en particulier les densités de molécules ou radicaux formés par réactions chimiques ont été mesurées par spectroscopie d'émission, par fluorescence induite par laser (LIF) et par spectroscopie d'absorption lors de l'ablation de cibles de titane, d'aluminium, et de carbone dans l'oxygène ou l'azote à basse pression. L'analyse des spectres d'émission moléculaires et atomiques a permis de déterminer les températures rotationnelles, vibrationnelles et électroniques. Les mesures LIF ont permis de détecter les atomes et molécules dans l'état fondamental. Le faisceau laser sonde cylindrique est transformé en une nappe laser de 0. 2 ? 40 mm2 de section qui traverse le panache de plasma en passant par son axe de symétrie. La fluorescence induite est détectée par une caméra CCD rapide. Dans cette configuration, il est possible d'obtenir une cartographie tridimensionnelle des densités d'atomes et de molécules dans l'état fondamental. Les mesures d'absorption associées à celles de fluorescence induite par laser complètent les mesures de spectroscopie d'émission, permettant de détecter les espèces dans l'état excité dans des régions du plasma de plus haute température. L'ensemble des résultats met en évidence le rôle des réactions chimiques en phase plasma dans la synthèse de couches minces par ablation laser réactive.

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Bellet, Jean-Baptiste. "Identification par imagerie laser d'un objet dissimulé - Aspects mathématiques et numériques." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2010. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00549386.

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Abstract:

Nous nous intéressons à l'imagerie d'un objet enfoui dans un milieu multi-couches inhomogène, avec des données ne contenant pas la phase. Nous résolvons un problème direct modèle de propagation des ondes dans un tel milieu, à l'aide de l'analyse asymptotique et des équations intégrales. Puis nous développons des algorithmes de reconstruction à base de dérivée topologique et des techniques de l'optimisation de forme.

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Vincent, Nathalie. "Imagerie tridimensionnelle par telemetrie laser : application a la robotique de manipulation." Orléans, 1997. http://www.theses.fr/1997ORLE2026.

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Cette these montre les capacites de la telemetrie laser en perception tridimensionnelle pour des applications robotiques. L'etude est essentiellement realisee au travers d'un projet de preparation automatique de commandes. Les objets a localiser sont disposes sur un espace maximum de 400 mm x 400 mm ou un robot manipulateur vient les saisir. Differents prototypes d'imageurs sont developpes afin d'executer cette tache de perception. Le premier d'entre eux, muni d'un dispositif de double translation, a permis de valider le choix du telemetre laser et d'elaborer un filtre correcteur specifique pour le capteur utilise. Sa precision le rend compatible avec des applications de numerisation de formes quelconques. L'introduction d'un mecanisme de balayage plus performant a augmente la rapidite d'acquisition. La localisation des differents objets est effectuee par des algorithmes differents selon la disposition de ceux-ci dans l'espace de saisie. Lorsque les objets sont en vrac planaire, une fusion des donnees du telemetre laser avec des capteurs ultrasonores est realisee. En vrac quelconque, a partir des seules mesures laser, les differentes faces des objets sont localisees. Pour chacune d'elles un centre de prehension est alors calcule, permettant la saisie par un bras manipulateur muni d'une ventouse. Plusieurs tests effectues en conditions reelles valident les differents traitements.

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Jamette, Pascal. "Imagerie de NO par fluorescence induite par laser dans un moteur à allumage commandé." Lille 1, 2001. https://pepite-depot.univ-lille.fr/RESTREINT/Th_Num/2001/50376-2001-273.pdf.

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Moriaux, Anne-Laure. "Étude de la désorption du CO2 dans l’espace de tête d’un verre de champagne par spectrométrie laser infrarouge." Thesis, Reims, 2018. http://www.theses.fr/2018REIMS018/document.

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Abstract:

Le phénomène d’effervescence d’un champagne est la manifestation visuelle évidente du processus de désorption du gaz carbonique dissous. Outre la formation de bulles pendant cette phase transitoire de dégazage, le CO2 en solution va également s’échapper directement par diffusion à travers la surface libre (l’interface air/champagne). Il s’agit d’un processus de désorption invisible du CO2 dissous et, par la même, beaucoup plus difficilement quantifiable. Depuis une quinzaine d’années maintenant, nous avons systématiquement mené des recherches afin d’apporter des éléments scientifiques et objectifs qui contribuent à une meilleure connaissance de chacune des étapes de la vie d’une bulle dans un verre de champagne : nucléation, ascension, éclatement. Notons également que ces bulles de gaz contiennent très probablement des molécules aromatiques volatiles qui, elles aussi, s’échappent progressivement du champagne au cours d’une dégustation. A ce jour, les interactions du CO2 avec les composés organiques volatils (aromatiques), tel que l’éthanol, et l'effet éventuel d'un excès ou d'un déficit de CO2 lors d'une dégustation n'ont fait l'objet d'aucun travail analytique. Une première étape dans la compréhension du rôle du CO2 passe nécessairement par son dosage fin dans l'espace de tête au dessus d’un verre de champagne. La détection et la mesure du CO2 gazeux se baseront sur des mesures par spectrométrie laser bien maîtrisées au GSMA pour la mesure du CO2 atmosphérique. Grâce aux avancées technologiques des lasers, un travail préliminaire (thèse de Maxime Mulier, 2009) avait permis de mettre en place un spectromètre laser infrarouge susceptible de détecter la diffusion du CO2 gazeux au buvant d’une flûte de champagne. Le projet ECOCHAMP permettra l’amélioration du spectromètre initialement développé au GSMA, pour être au plus proche des conditions réelles de dégustation et ainsi déterminer la concentration en CO2 gazeux avec précision et de manière non invasive et non destructrice. La détermination de la concentration en éthanol, un composé organique volatil majeur du vin, sera également réalisée au-dessus du verre grâce aux améliorations du spectromètre laser infrarouge. Nous étudierons de nombreux paramètres pouvant influencer la perception du CO2 et de l’éthanol au cours d’une dégustation: influence du mode de versement, de l’angle du verre, des conditions d’effervescence, de la forme du verre, du volume de vin servi, de la température du vin, etc…En parallèle, le suivi de la libération progressive du CO2 dissous hors d’un vin de champagne se fera par micro-pesées (GSMA) et par visualisation à l’aide de la thermographie infrarouge (GRESPI). Les résultats obtenus devraient permettre une avancée importante dans la compréhension des phénomènes de désorption du CO2 et d’éthanol hors d’un vin de Champagne. Ces données seront obtenues dans des conditions très proches des conditions réelles de dégustation et elles seront comparées à des évaluations sensorielles réalisées par un panel de dégustation (expérimenté et non expérimenté). En faisant varier les paramètres liés aux conditions de service, nous pourrons ainsi être en mesure de cartographier l’espace gazeux situé au dessus d’un verre de champagne, en suivant les concentrations de deux molécules jouant un rôle prépondérant lors d’une dégustation : le CO2 et l’éthanol
The effervescence Champagne phenomenon is the obvious visual manifestation of dissolved carbon dioxide gas desorption process. Besides the formation of bubbles during this transitional phase degassing, CO2 in solution will also escape by diffusion through the free surface (air / champagne interface). It is an invisible desorption process of dissolved CO2, much more difficult to quantify. For fifteen years now, we have lead researches to provide scientific and objective elements which contribute to a better knowledge of each bubble life stage in a glass of champagne: nucleation, ascension, bursting. These gas bubbles may contain volatile aromatic molecules which will gradually escape champagne during a tasting. The CO2 interactions with volatile organic (aromatic) compounds, such as ethanol, and the possible effect of excess or deficit of CO2 during a tasting have been the subject to any analytical work. A first step in understanding the role of CO2 necessarily requires its precise dosage in the headspace above a glass of champagne. The detection and measurement of gaseous CO2 will be based on measurements by laser spectrometry well mastered at the GSMA for the measurement of atmospheric CO2. Thanks to laser technological advance, a preliminary work (Maxime Mulier’s thesis, 2009) allowed to establish an infrared laser spectrometer capable to detect the CO2 gas diffusion at the top of glass of champagne. The ECOCHAMP project will allow the improvement of the spectrometer intially developed at the GSMA, to be closer to the actual conditions of tasting and determine the CO2 gas concentration accurately, noninvasively and nondestructively. The determination of the ethanol concentration, a major volatile organic compound in wine, will also be carried out above the glass thanks to the infrared laser spectrometer improvements. We will study many parameters which can influence the CO2 and ethanol perception during a tasting: the influence of the pouring method, the angle of the glass, the glass shape, the volume of served wine, the wine temperature, the sparkling conditions, etc ... In parallel, the dissolved CO2 gradual release out of a champagne will be monitor by micro-weighed (GSMA) and by visualization using thermography infrared (GRESPI). The results should allow a major advance in understanding desorption phenomena of CO2 and ethanol out of a champagne. These data will be obtained in conditions very close to the actual tasting conditions and will be compared to sensory evaluations performed by a taste panel (experienced and inexperienced). By varying the parameters relative to service conditions, we could well be able to map the gas space above a glass of champagne, according to the concentrations of two molecules which play a leading role during a tasting: CO2 and ethanol

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Ruf, Hartmut. "Dynamique moléculaire par imagerie attoseconde." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00803390.

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Abstract:

Depuis sa première observation, la génération d'harmoniques d'ordre élevé (GHOE) dans les gaz a demontré son importance, ouvrant la voie à la science attoseconde. Cette technique produit un rayonnement impulsionnel XUV qui s'étend dans le domaine spectral intermédiaire entre l'ultraviolet et les rayons X. Ces impulsions attosecondes donnent accès à des résolutions temporelles extrêemes, permettant ainsi d'observer des dynamiques électroniques dans des atomes ou des molécules. En effet le processus de généneration d'harmonique repose sur l'oscillation de paquets d'électrons attosecondes issus des molécules, accélérés par le champ de laser intense et se recombinant radiativement avec leurs ions moléculaires parents. Ainsi, le rayonnement harmonique émis lors de la recombinaison permet d'encoder l'information structurale sur le ou les orbitales impliquées avec une résolution spatiale de l'ordre l'Angström et temporelle femtoseconde ou attoseconde. La génération d'harmonique peut être utilisée comme signal de sonde dans des expériences de spectroscopie pompe-sonde résolue en temps. Ces expériences de spectroscopie harmoniques permettent d'étudier la structure des orbitales et les dynamiques moléculaires ultra-rapides. L'objectif de cette thèse est d'utiliser le processus de la GHOE, pour sonder les processus fondamentaux qui interviennent dans les atomes, les molécules et la matière condensée. Tout d'abord, pour comprendre comment extraire des informations dynamiques ou structurelles sur les orbitales à partir du signal harmonique nous avons étudié un système simple et connu: l'argon. Une nouvelle approche théorique développée par Fabre et Pons a permis de reproduire fidèlement l'expérience. Nous avons continué à étudier la structure et la dynamique moléculaire dans N2 et CO2. Les molécules issues d'un jet supersonique Even-Lavie qui permettait d'obtenir des températures rotationelles de moins de 10K ont été alignées par laser avec un fort degré d'alignement. Ce type de jet permet d'améliorer la sensibilité à la structure des orbitales impliquées et d'identifier la contribution de plusieurs orbitales. Ensuite nous avons utilisé la sensibilité de la génération des harmoniques d'ordre élevé à la structure des orbitales moléculaires pour sonder la dynamique complexe du NO2 excité autour d'une intersection conique. Nous avons appliqué la méthode du réseau d'excitation transitoire qui permet d'améliorer la sensibilité aux molécules excitées. Nous avons donc mené une étude dans les agrégats. A l'aide d'une étude différentielle en température et d'une méthode de cartographie spectrale et spatiale, nous avons pu isoler la contibution des grands agrégats. Notre analyse suggère un nouveau mécanisme de génération par des agrégats et permet même une estimation de la longeur de corrélation des électrons dans les agrégats. Ce manuscrit se termine avec la présentation d'une ligne de lumière XUV. Cette technique consiste à utiliser le rayonnement XUV fs produit par la GHOE comme impulsion sonde pour ioniser des fragments de dissociation moléculaire à l'aide d'une transition à un photon.

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BARANGER, Philippe. "Détection du kérosène par imagerie de fluorescence induite par laser, pour application sur foyer aéronautique." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00009189.

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Abstract:

Les nouveaux concepts de foyers aéronautiques, développés pour répondre aux évolutions des normes européennes de pollution, sont généralement basés sur une amélioration des procédés d'injection de carburant liquide et de mélange dans la chambre de combustion. Il n'existe pas actuellement d'outil de modélisation suffisamment élaboré pour pouvoir se passer de validation expérimentale. Le but de cette thèse est de déterminer les possibilités d'une mesure par PLIF (fluorescence induite par laser en nappe) de la répartition de vapeur de kérosène (Jet A1) permettant de visualiser quantitativement les champs de concentrations instantanées du carburant vaporisé en sortie d'injecteur. Pour permettre la mise en place d'une telle technique, il a été réalisé une analyse spectroscopique expérimentale sur la vapeur de kérosène. Cette analyse a permis, en premier lieu de déterminer les propriétés du spectre de fluorescence du kérosène en fonction de paramètres physiques tels que la température, la pression ou la composition du mélange gazeux, en particulier en présence d'oxygène. Ensuite, il a été montré que l'étude de la fluorescence du kérosène peut se faire en considérant uniquement un mélange de quatre aromatiques dont les propriétés photophysiques ont également été analysées. Suite à cette analyse spectroscopique, un modèle phénoménologique de fluorescence du kérosène gazeux a été mis en place. Ce modèle a permis de définir une métrologie optique sur ce carburant. Une expérience pilote a été réalisée en laboratoire afin de déterminer les potentialités réelles de cette méthode de diagnostic. Les résultats obtenus prouvent que cette technique est prometteuse pour réaliser des mesures sur la vapeur de kérosène dans un foyer aéronautique.

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LAMOULIE, ALAIN. "Cartographie de flammes par deux techniques optiques : imagerie spectrale multiplex et spectroscopie par diode laser." Paris 6, 1989. http://www.theses.fr/1989PA066286.

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Abstract:

Ce travail est une contribution a la mise en uvre de deux techniques optiques l'imagerie spectrale multiplex et la spectroscopie par diode laser appliquee a la cartographie de flamme. La premiere technique limitee par la basse resolution spectrale permet d'obtenir des cartes en emissivite. On demontre de maniere experimentale la faisabilite du principe d'un spectro-imageur hadamard fourier qui est la combinaison de methodes multiplex, spatial et temporel. La seconde caracterisee par la tres haute resolution spectrale conduit, de facon theorique, a une representation a trois dimensions d'une flamme air-methane, suposee axisymetrique, qui se traduit par des profils en temperature et en pression partielle de co. Pour determiner ces profils on a etudie deux methodes d'inversion. L'une, qui necessite theoriquement une seule mesure, utilise une methode non lineaire du type marquardt. L'autre repose sur une approche de tomographie utilisant au cours du traitement la transformee d'abel

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Baranger, Philippe. "Détection du kérozène par imagerie de fluorescence induite par laser, pour application sur foyer aéronautique." Paris 11, 2004. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00009189.

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Abstract:

Les nouveaux concepts de foyers aeronautiques, developpes pour repondre aux evolutions des normes europeennes de pollution, sont generalement bases sur une amelioration des procedes d'injection de carburant liquide et de melange dans la chambre de combustion. Il n'existe pas actuellement modele suffisamment elabore pour pouvoir se passer de validation experimentale. Le but de cette these est de determiner les possibilites d'une mesure par plif (fluorescence induite par laser en nappe) de la repartition de vapeur de kerosene (jet a1), permettant de visualiser quantitativement les champs de concentrations instantanees du carburant vaporise en sortie d'injecteur. La mise en place d'une telle technique a necessite une analyse spectroscopique experimentale sur la vapeur de kerosene. Cette analyse a permis de determiner les proprietes du spectre de fluorescence du kerosene en fonction de parametres physiques tels que la temperature, la pression ou la composition du melange, en particulier en presence d'oxygene. Ensuite, il a ete montre que l'etude de la fluorescence du kerosene peut se faire en considerant uniquement un melange de quatre aromatiques dont les proprietes photophysiques ont egalement ete analysees. Suite a cette analyse spectroscopique, un modele phenomenologique de fluorescence du kerosene gazeux a ete mis en place. Ce modele a permis de definir une metrologie optique sur ce carburant. Une experience pilote a ete realisee en laboratoire afin de determiner les potentialites reelles de cette methode de diagnostic. Les resultats obtenus prouvent que cette technique est prometteuse pour realiser des mesures sur la vapeur de kerosene dans un foyer aeronautique
The new concepts of aeronautical engines, developed to follow the evolution of the european standards of pollution, are generally based on an improvement of the processes of liquid fuel injection and mixture in the combustion chamber. There is currently no model mature enough to work without experimental validation. The purpose of this thesis is to assess the possibility of measuring the kerosene (jet a1) vapour distribution by plif (planar laser induced fluorescence). That measurement technique must quantitatively image the instantaneous concentrations fields of the vaporized fuel in a spray. The implementation of such a technique needs an experimental spectroscopic study, which was realized on the vapour of fuel. First of all, this study allowed us to determine the properties of the kerosene fluorescence spectrum versus physical parameters such as temperature, pressure or gas mixture composition, especially in presence of oxygen molecules. Then, it was shown that the fluorescence spectrum of the fuel could be reproduce in all physical conditions by a single mixture of four aromatics. Their photophysical properties were also analyzed. Following this spectroscopic study, a phenomenological model for the fluorescence of the gaseous fuel was set up. This model led us to a protocol for an optical diagnostic on this fuel vapour. An experiment was set up to test the implementation and the limits of this technique in simple laboratory conditions. This experiment confirmed that this is indeed a promising technique for the diagnostic of the fuel vapour in aeronautical engine

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Gonthiez, Thierry. "Etude de la réactivité induite par laser de l'ammoniac sur une surface de silicium." Orléans, 2001. http://www.theses.fr/2001ORLE2071.

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Abstract:

Ce travail est consacré à la photochimie laser de l'ammoniac en surface du silicium afin de comprendre les premières étapes de la croissance de couches minces de nitrure de silicium assistée par rayonnement. A cette fin, les effets d'un faisceau laser UV (^=355 nm, ?=4,1 ns) ont été étudiés sur des surfaces de silicium à température ambiante avant, pendant et après des expositions à de faibles quantités d'ammoniac (p<10-8 mbar). Pour caractériser les phénomènes physico-chimiques en surface, nous utilisons des diagnostics laser (désorption laser couplée à la photoionisation laser et à la spectroscopie de masse), la spectroscopie des électrons Auger (AES), la microscopie (électronique et optique) et la profilométrie (mécanique ou optique). L'irradiation d'une surface de silicium avec de faibles énergies laser induit des modofocations de surface qui s'accompagnent de la désorption d'atomes neutres et ionisés de Si. Deux populations distinctes d'atomes de Si sont émis de la surface. La première, caractérisée par une énergie cinétique indépendante de l'énergie laser (E=0,043 eV), provient de mécanismes d'origine électronique. La deuxième, caractérisée par une cinétique qui dépend de l'énergie laser, correspond à un processus thermique en surface. L'énergie cinétique de ces espèces est alors équivalente à une température de surface au moment de leur éjection. Lors de l'exposition du silicium à l'ammoniac, les molécules de NH3 s'adsorbent spontanément à température ambiante et ne se dissocient que partiellement en surface. Selon l'état de surface, le premier degré de dissociation (NH3-NH2+H) est soit spontané, soit activé par les irradiations. Dans les deux cas, les radicaux NH2 sont liés à Si et forment des liaisons Si-NH2. Selon les énergies laser, les molécules Si-NH2 sont soit désorbées, soit dissociées en Si-NH. Plus l'énergie laser est importante plus cette voie de dissociation devient prépondérante.

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Tassali, Nawal. "IRM moléculaire à base de xénon hyperpolarisé par laser." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2012. http://www.theses.fr/2012VERS0030.

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Abstract:

L'imagerie par résonance magnétique (IRM) est une technique médicale incontournable permettant d'observer l' intérieur du corps de façon non invasive et non irradiante. L'IRM reste cependant connue pour souffrir d'une très faible sensibilité. Pour pallier cette limitation, une solution de choix est d’utiliser des espèces hyperpolarisées. Parmi les entités dont on peut augmenter la polarisation nucléaire et donc le signal RMN de plusieurs ordres de grandeur, le xénon se distingue par sa capacité à interagir avec son environnement proche, ce qui se traduit par une large gamme de déplacement chimique. L’objectif devient alors d’utiliser le xénon hyperpolarisé comme traceur. Le sujet de cette thèse porte sur le concept de sonde IRM 129Xe hyperpolarisé par laser pour la détection d’évènements biologiques. Dans cette approche, le xénon est vectorisé vers des cibles au moyen de systèmes hôtes fonctionnalisés puis détecté grâce à des séquences d’imagerie rapide. La conception et la mise au point d’un montage permettant la production de xénon hyperpolarisé par pompage optique par échange de spin sont décrites. Sont ensuite développées des études sur l’interaction du gaz rare avec de nouveaux cryptophanes susceptibles de constituer des molécules hôtes performantes. La mise en place de séquences IRM adaptées au caractère transitoire de l’hyperpolarisation et permettant l’utilisation optimale de l’échange du xénon dans les différents environnements est présentée. Des applications de biosondes IRM 129Xe pour la détection de cations métalliques et de récepteurs de surface cellulaire sont également décrites. Enfin, nos premiers résultats sur un modèle petit animal sont abordés
Magnetic Resonance Imaging (MRI) has a high importance in medicine as it enables the observation of the organs inside the body without the use of radiative or invasive techniques. However it is known to suffer from poor sensitivity. To circumvent this limitation, a key solution resides in the use of hyperpolarized species. Among the entities with which we can drastically increase nuclear polarization, xenon has very specific properties through its interactions with its close environment that lead to a wide chemical shift bandwidth. The goal is thus to use it as a tracer. This PhD thesis focuses on the concept of 129Xe MRI-based sensors for the detection of biological events. In this approach, hyperpolarized xenon is vectorized to biological targets via functionalized host systems, and then localized thanks to fast dedicated MRI sequences. The conception and set-up of a spin-exchange optical pumping device is first described. Then studies about the interaction of the hyperpolarized noble gas with new cryptophanes susceptible to constitute powerful host molecules are detailed. Also the implementation of recent MRI sequences optimized for the transient character of the hyperpolarization and taking profit of the xenon in-out exchange is described. Applications of this approach for the detection of metallic ions and cellular receptors are studied. Finally, our first in vivo results on a small animal model are presented

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Kieleck, Christelle. "Imagerie de fluorescence induite par laser : application à la reconnaissance des groupes de macroalgues." Brest, 2000. http://www.theses.fr/2000BRES2049.

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Abstract:

Les techniques classiques qui donnent les cartographies des macroalgues émergées ne permettent pas de diagnostic lorsque les algues sont immergées. Une méthodologie pour l'identification des groupes (rouge, vert, brun) de macroalgues immergées est proposée. Dans un premier temps, grâce à un spectrofluoromètre, l'enregistrement des spectres de fluorescence sous forme de matrice d'excitation-émission (eem) révèle le comportement spectral des trois groupes de macroalgues et fixe les paramètres spectraux de la technique d'imagerie. Ensuite, l'imagerie de la fluorescence émise par les macroalgues, induite par laser, ajoute la dimension spatiale aux informations spectrales pour le diagnostic. Une étude systématique est effectuée en laboratoire sur des macroalgues immergées dans un aquarium et excitées par un laser accordable de type opo (oscillateur paramétrique optique) de 400 à 640 nm. Une caméra ccd intensifiée précédée d'un filtre visualise la fluorescence émise par les algues à 680 nm. L’étude précise de la série d'images de fluorescence induite est réalisée et il est démontré que seul un rapport de deux de ces images correspondant à deux longueurs d'onde d'excitation différentes permet de définir des seuillages peu sensibles à la profondeur d'eau traversée par les faisceaux lumineux. Les performances de la méthode sont validées sur plusieurs macroalgues démontrant ainsi son potentiel pour une adaptation in situ. En conclusion, nous présentons une évaluation des paramètres physiques du système d'imagerie adaptés à un diagnostic in situ.

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Vigneau, Jean-Nicolas. "Dynamique d'ionisation dissociative du dihydrogène soumis à un champ laser intense." Master's thesis, Université Laval, 2020. http://hdl.handle.net/20.500.11794/66574.

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Gautier, Pierre. "Dosage des polluants NO et CO par imagerie de fluorescence induite par laser dans les écoulements réactifs." Thesis, Normandie, 2017. http://www.theses.fr/2017NORMIR26/document.

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Abstract:

La thèse consiste à développer une technique d'imagerie quantitative de concentration de polluants dans les écoulements réactifs. Il s'agit d'une part de développer l'imagerie de fluorescence sur NO. Un modèle de fluorescence à n niveaux a été développé pour calculer l'évolution de la fluorescence avec la température, concentration des espèces et pression. Ce modèle a été validé avec des mesures de fluorescence et d'absorption obtenues dans une cellule optique fonctionnant jusqu'à 800 K et 20 bar puis dans un brûleur laminaire haute-pression. De ce modèle a été définie une stratégie permettant la mesure de la distribution instantanée de NO dans une flamme stratifiée. Une étude similaire pour détecter CO a été ensuite initiée. Des mesures de fluorescence à deux photons ont été obtenues dans la cellule et dans une flamme plate atmosphérique. Les résultats montrent que cet outil est opérationnel, répondant à un besoin pour l'amélioration des performances des systèmes de propulsion
This PhD work is to develop a quantitative imaging technique for measurements of the concentration of pollutants in reactive flows. On one hand, the concern was to develop the NO fluorescence imaging technique. For this purpose, an n-level fluorescence model was first developed to calculate the behavior of fluorescence signals with temperature, species concentration, and pressure. Then this model was validated with fluorescence and absorption measurements acquired in an optical cell up to 800 K and to 20 bar and in a high-pressure laminar burner. From this model, a strategy used to measure the instantaneous NO distribution in a stratified flame was defined. Then, a similar study to detect CO with fluorescence was then investigated. Two-photon fluorescence measurements were performed in the optical cell and in a flame. The results make clear that the spectroscopic diagnostic becomes operational with the need to improve the performances of propulsion systems

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Panier, Thomas. "Imagerie par nappe laser de l'activité neuronale dans l'ensemble du cerveau d'un poisson-zèbre." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00979762.

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Abstract:

Un tiers de la thèse couvre la conception et le montage d'une expérience de stimulation tactile chez l'humain. En utilisant la microneurographie, nous avons pu enregistrer la réponse neuronale des mécanorécepteurs lorsqu'ils sont stimulés de façon précise et contrôlable. Notre dispositif permet le contrôle de la position, l¿orientation, la vitesse et de la force d'appui de la stimulation via une texture micro-usinée par nos soins. Ainsi les conditions sont réunies pour étudier de façon systématique la transduction de l'information tactile, qui se trouve d¿abord dans la surface à sonder puis passe dans le codage par les neurones du système nerveux. La seconde partie concerne le montage d'un microscope par nappe laser appliqué à l'enregistrement de l'activité neuronale d¿une larve de poisson-zèbre. Le but est de se doter d'un outil permettant d'observer la totalité de la chaîne de transmission de l'information mécano-sensorielle : du récepteur au cerveau. Les poissons sont génétiquement modifiés pour exprimer le rapporteur calcique GCaMP3 dans chacun de leurs neurones. Le microscope à nappe laser, où l'éclairement du spécimen se fait par le côté avec un faisceau laser scanné et l'observation se fait par le dessus selon un axe perpendiculaire au plan d'éclairement, permet d'augmenter à la fois la fréquence de prise d'images et la taille du champ enregistré par rapport aux techniques usuelles (microscope confocal ou 2-photons). Ces gains sont mis à profit pour étudier les corrélations entre les signaux de neurones distribués dans l'ensemble du cerveau de la larve du poisson-zèbre, et mettre directement à jour les sous-réseaux à l'œuvre au cours de l'activité cérébrale.

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Vilmart, Gautier. "Détection de vapeurs d'atomes métalliques par fluorescence induite par laser (LIF) : application à la propulsion solide." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLS523/document.

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Abstract:

Cette thèse porte sur la méthode de Fluorescence Induite par Laser (LIF) à haute cadence développée sur deux atomes métalliques (Al et Fe) utilisés comme traceurs fluorescents dans les flammes de propergols solides où ils sont naturellement présents. Deux expériences d’évaporation de l’aluminium sont mises en œuvre pour mettre au point la technique dans des conditions contrôlées sur une large gamme de pressions et températures. Un modèle théorique du processus de fluorescence appliqué à ces deux atomes est élaboré pour calculer les taux de quenching du signal avec la pression et la température. Les données collisionnelles qui sont inconnues sont prédéterminées théoriquement pour Fe et expérimentalement pour Al. Les coefficients de transferts d’énergie et d’élargissements spectraux par collisions de l’atome Al sont déterminés expérimentalement en environnement d’azote pur. Une étude du comportement du signal de Al avec l’énergie laser est effectuée pour mesurer les seuils de saturation avec les gaz N₂, Ar et He en fonction de la pression. Le modèle permet de reproduire correctement les profils temporels et spectraux avec toutefois des approximations et des limitations qui sont explicitées. Une première application de l’imagerie LIF sur Al dans une flamme de propergol solide aluminisé (10 bar et 3000 K) permet de visualiser des gouttes d’aluminium réactives et observer leur évolution dans la flamme
During the PhD thesis, high-speed laser induced fluorescence (LIF) of two metallic atoms (Al and Fe) is presented, in order to use them as fluorescent markers in solid propellant flames, where they are naturally present. LIF measurements are first performed inside two different evaporation chambers used to generate aluminum vapors in controlled conditions over a broad pressure and temperature range. A theoretical model of the LIF process is elaborated and applied to both atoms in order to calculate the signal quenching rate as a function of pressure and temperature. Unavailable collisional data are determined theoretically for Fe and experimentally for Al. Energy transfer and collisional broadening coefficients are determined experimentally for the Al atom in pure nitrogen environment. Study of the signal level of Al as a function of laser intensity is undertaken to measure saturation thresholds in N₂, He and Ar as a function of pressure. The model is used to properly reproduce the temporal and spectral profiles, though some approximations and limitations remain. A first application of high-speed LIF imaging to the measurement of aluminum in a solid propellant flame (10 bar , 3000 K) is demonstrated. It allows us to clearly visualize reactive aluminum droplets in the flame and to follow their evolution in the flame

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Baouche, Saoud. "Formation d'hydrogène moléculaire sur des surfaces d'intérêt astrophysique : premiers résultats sur des glaces d'eau à très basse température et sur le graphite à haute température." Paris 6, 2004. http://www.theses.fr/2004PA066361.

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Gault, Baptiste. "Physique de l’évaporation par effet de champ assistée par impulsions laser ultracourtes : Application à la sonde atomique." Rouen, 2006. http://www.theses.fr/2006ROUES047.

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Abstract:

La sonde atomique est un microscope analytique permettant d’observer la distribution tri-dimensionnelle des atomes, chimiquement identifiés par spectrométrie de masse à temps de vol, à une échelle quasi-atomique. Cette technique pourrait être d’une grande utilité dans le développement futur des dispositifs de la nanoélectronique. Cependant, la technique est aujourd’hui limitée à l’analyse de matériaux conducteurs du courant. Ce travail de thèse est la première étape du développement d’une nouvelle génération de sonde atomique assistée par impulsions laser ultracourtes, qui permettrait l’analyse de matériaux mauvais conducteurs, et dont le champ de vision serait accru. Nous avons étudié la physique de l’interaction entre une impulsion laser ultracourte et une pointe métallique dont les dimensions sont sub-longueur d’onde, afin de déterminer le processus physique qui provoque l’évaporation par effet de champ assistée par impulsions laser ultracourtes. A travers une étude des mécanismes d’ablation laser ou d’exaltation de champ électrique, nous avons ainsi pu mettre en évidence que l’évaporation est due à un effet d’optique non-linéaire de surface d’ordre deux, appelé redressement optique. L’échauffement consécutif à l’illumination est aussi caractérisé à l’aide d’une expérience pompe-sonde. Finalement, les performances du nouvel instrument sont aussi discutées : la résolution spatiale semble conservée, la résolution en masse est généralement bien meilleure, et il semble que l’analyse de matériaux pas ou peu conducteurs soit possible
The tomographic atom probe is an analytical microscope able to map the atom distribution in three dimensions with a near-atomic resolution. The atoms are chemically identified by time-of-flight mass spectrometry. This technique could become a key-tool in the development of the future devices of the nanoelectronics. However, the field of applications is limited to good conducting material. This work is the first stage of the development of a new generation of laser assisted atom probe, that could analyse either good or poorly conducting material, with an enhanced field of view. We studied the physics of the interaction between an ultrafast laser pulse and a sub-wavelength metal tip, in order to determine the process that provokes the ultrafast laser assisted field evaportaion. Through a complete study of the laser ablation or of the field enhancement phenomenon, we put into evidence that the evaporation was due to a surface second-order non-linear optical effect called optical rectification. The heating and cooling of the illuminated tip was modelled and experimentally studied by a pump-probe method. Finally, the performances of this new instrument are discussed : the spatial resolution is kept, and the mass resolution is generally greatly increased. It seems that poorly conducting material can also be analysed

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Cassat, Pierre. "Détermination des mécanismes d'action de deux agents de mouture du ciment par désorption laser couplée à la spectrométrie de masse à transformée de Fourier." Metz, 1998. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1998/Cassat.Pierre.SMZ9845.pdf.

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Abstract:

Le ciment, qui n'a cessé de se développer depuis l'antiquité, est sans aucun doute un des matériaux le plus utilisé dans nos sociétés. Nous avons porté notre intérêt sur une étape primordiale de la fabrication du ciment : le broyage. Cette étape essentielle constitue une des plus consommatrice en terme d'énergie. C'est en ajoutant des composés organiques, appelés agents de mouture, à la charge du broyeur que les cimentiers sont parvenus à réduire cette consommation. Malheureusement leurs mécanismes d'action ne sont, à l'heure actuelle, basés que sur quelques hypothèses. C'est dans ce champ d'application que nous avons utilisé la désorption laser couplée à la spectrométrie de masse pour apporter quelques éléments de réponses. Cette technique, qui constitue un outil analytique complémentaire dans l'étude des ciments, nous a, en effet, semblé particulièrement adaptée pour identifier in situ les agents de mouture ou pour mettre en évidence d'éventuels composés issus de leur transformation par le broyage. En premier lieu, nous ferons le point sur les connaissances et les théories élaborées sur les mécanismes d'action des agents de mouture et sur les techniques traditionnelles de leur dosage dans le ciment. Dans un deuxième temps, nous développerons la désorption laser appliquée à la détection in situ des agents de mouture dans les phases minérales constitutives du ciment. En troisième lieu, l'application de la désorption laser assistée par matrice, technique essentiellement développée pour l'analyse des protéines et des acides nucléiques, nous permettra de mieux comprendre les interactions de ces agents de mouture avec les différentes phases minérales. Enfin le développement d'une technique d'alkylation des composés polaires couplée à la chromatographie en phase gazeuse complètera les dispositifs analytiques mis en place dans le cadre de ce travail, notamment pour proposer des protocoles de dosage des adjuvants organiques des ciments
Cement, which never ceases to develop since antiquity, is probably one of the most useful material of our society. We have brought one's mind to bear on a primeval step of the cement industrial manufacture: the grinding. However, this essential step is one of the most energy consumers. By adding organic molecules to the grinding media, cement makers have reached to decrease this accomplishment. Unfortunately, their mechanisms of action are misunderstood. It is in this application field that Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry should bring answers. These technique, which make up a complementary analytical tool in the cement chemistry should be weil adapted to the in situ identification of grinding aids or to detect eventual degradation compounds produced by grinding. First, we will states about the knowledge and the theories on the mechanisms of action of grinding aids. Moreover we will discuss about usual quantity determination techniques of these compounds in cement. Second, we will develop laser desorption apply to in situ detection of two grinding aids in the four clinker constitutive phases. Third, application of Matrix Assisted Laser Desorption/Ionisation, usually used for the proteins and nucleic acid detection, will allow us to understand the nature of interaction between grinding aids and clinker minerai phases. Finally, alkylation technique development of polar compounds by thermally assisted pyrolysis, gas chromatography will complete analytical deviee implemented as part as our works, particularly to propose grinding aids quantity determination

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Irimiea, Cornelia. "Characterization of soot particles and their precursors by coupling laser-based techniques." Thesis, Lille 1, 2017. http://www.theses.fr/2017LIL10066.

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Abstract:

Les processus de combustion ont un impact important sur la qualité de l’air, le climat ou l’utilisation des sources d’énergie. Malgré les progrès réalisés pour une combustion plus propre, les chemins réactionnels conduisant à la formation des polluants (notamment des particules de suie) ne sont pas encore complétement élucidés. L’objectif de ce travail est d’étudier la formation des suies et de leurs précurseurs dans des flammes de laboratoire pour une meilleure compréhension fondamentale des mécanismes impliqués dans la transition de la phase gaz à la phase particulaire. Le même objectif est poursuivi dans des campagnes de terrain pour évaluer l’impact potentiel des propriétés de surface des suies sur l’environnement. Nous utilisons des techniques d’analyse in-situ (incandescence et fluorescence induites par laser) et ex-situ (spectrométrie de masse couplée à la désorption laser ou ionique) pour mettre en évidence des propriétés spécifiques des suies et de leurs précurseurs. L’évolution de l’indice de réfraction complexe avec le stade de la combustion est mesurée, et ses implications sur la physico-chimie de la flamme et sur les techniques analytiques sont discutées. Une nouvelle méthode de détection basée sur l’excitation simultanée de la suie et des précurseurs à une seule longueur d’onde est proposée. La composition chimique de surface des suies émises par des moteurs utilisés dans les transports terrestres et aériens est également analysée. Des méthodes statistiques multivariées sont utilisées pour identifier des tendances communes et des différences dans les échantillons étudiés, en faisant ressortir l’influence du carburant ou des paramètres de combustion
Combustion impacts many important aspects of our life like the air quality, the local and global climate and the use of energy sources. In the last decades, an outstanding progress towards cleaner combustion has been achieved. However, the reaction pathways leading to the formation of some pollutants, especially particulate matter (soot) resulting from incomplete combustion, are still elusive. In this work, we aim to investigate specific aspects of soot and its precursors formation in laboratory flames for a fundamental understanding of the mechanisms leading from the gas phase up to the mature particulate found in the exhausts. This objective is also pursued in field-campaigns to assess the potential impact of soot surface properties on the environment. Following this approach, experimental techniques like in-situ laser induced incandescence and fluorescence, and ex-situ laser desorption and secondary ion mass spectrometry are used to target specific properties of soot and its precursors. Notably, the evolution of the complex refractive index of soot is measured as a function of soot maturity, and the implications on both the flame physico-chemistry and the analytical techniques applicability are discussed. Additionally, a new detection method for soot and precursors based on simultaneous excitation at one wavelength is developed. In parallel, two campaigns are dedicated to the analysis of the surface chemistry of soot sampled from airplane and car exhausts. Statistical methods as multivariate analysis are used to identify patterns and differences within sets of samples by assessing the influence of the combustion parameters or the role of the fuel

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Crotti, Caroline. "Chirurgie du segment antérieur de l'oeil et traitement du glaucome par laser femtoseconde et imagerie de tomographie par cohérence optique." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00655580.

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Abstract:

Mon projet de thèse est étroitement lié au projet ANR NOUGAT, " Nouvel OUtil pour la chirurgie du Glaucome Assistée par laser femtoseconde et Tomographie par cohérence optique " (ANR-08-TECS-012), coordonné par le groupe " Optique, Photonique, Santé " (OPS) du Laboratoire d'Optique Appliquée (LOA), et dont les partenaires sont : l'hôpital Hôtel-Dieu de Paris, le laboratoire Charles Fabry de l'Institut d'Optique Graduate School, la société Amplitude Systèmes. Le glaucome est une maladie oculaire associée à une pression intraoculaire élevée. Les traitements chirurgicaux classiques visent à créer des canaux filtrants dans la sclère pour baisser la pression, mais les bénéfices ne sont souvent que temporaires. La greffe de cornée est indiquée lors d'opacités du tissu ou pathologies affectant la transparence cornéenne. Elle est largement pratiquée mais certaines limites existent, notamment lorsque la découpe doit se faire en profondeur d'un tissu pathologique. Mes travaux ont d'abord consisté à caractériser les trois principaux éléments constitutifs du segment antérieur de l'oeil : la cornée, la sclère et le cristallin. Suite aux recherches précédentes menées par notre équipe, la diffusion de la cornée est maintenant un phénomène compris et quantifiable. L'étude du tissu scléral a permis de mettre en évidence une fenêtre de relative transparence optique centrée à la longueur d'onde de 1650 nm ; des expériences préliminaires ont été menées sur le cristallin. Grâce à l'optimisation de sources laser existantes au sein de l'équipe, en particulier du générateur paramétrique optique, de nouvelles séries d'incisions ont ensuite été réalisées dans des cornées humaines (obtenues auprès de la Banque Française des Yeux), avec des longueurs d'onde situées entre 1500 et 1800 nm. Les analyses histologiques et par microscopie électronique en transmission et à balayage de ces découpes confirment que l'utilisation d'une longueur d'onde entre 1600 et 1700 nm réduit le phénomène de diffusion dans le tissu par rapport à la longueur d'onde appliquée dans les systèmes commerciaux (1000 nm). Par ailleurs, un dispositif d'imagerie par tomographie par cohérence optique (OCT) a été développé en étroite collaboration avec l'Institut d'Optique Graduate School. Utilisant une longueur d'onde de 1315 nm, ce dispositif a une résolution de l'ordre de 5 μm, ce qui est compatible avec notre application ; cependant, il présente encore une rapidité d'acquisition moyenne. Les structures cornéennes ont été imagées avec trois dispositifs OCT disponibles, ce qui a permis de comparer leurs avantages et leurs inconvénients en vue de la combinaison de ce système d'imagerie à la source laser et d'une éventuelle application clinique. Mes travaux de recherche ont finalement permis d'optimiser le développement de systèmes chirurgicaux pour les tissus du segment antérieur de l'oeil et d'approfondir nos connaissances sur l'optique de ces tissus, ce qui vient compléter les études antérieures réalisées au sein de mon équipe de travail et ouvre la voie à des applications futures.

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Ali, Muhammad. "Etude d'un nouveau dispositif de bioimpression par laser." Thesis, Bordeaux, 2014. http://www.theses.fr/2014BORD0070/document.

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Abstract:

Les technologies laser sont largement utilisées dans le contexte de l'impression 3D de matériaux de toute taille ainsique pour la bioimpression des constituants de tissue biologiques. Dans ce contexte, la bioimpression par laser (LAB), basée sur le procédé LIFT, a émergé comme une technique permettant de s'affranchir des inconvénients des technologies d'impression à jet d'encre(par exemple le colmatage). La bioimpression par Laser est une technique d'écriture directe de matériaux sous forme solide ou liquide dotée d'une haute résolution spatiale. La technique permet ainsi le transfert précis de microgouttelettes (volume de l'ordre du pL) de biomatériaux et de cellules sur un substrat de réception. Dans nos travaux de recherche, afin de mieux comprendre la dynamique du processus de transfert et d'utiliser la technique en ingénierie tissulaire, nous avons avons développé une approche expérimentale basée sur une méthode d'imagerie résolue en temps. Nous avons tout d'abord caractérisé les différents régimes d'éjection afin de définir des conditions appropriées à l'impressiond'éléments biologiques. Nous avons également exploré la fenêtre d'éjection, afin d'étudier l'influence de l'énergie laser sur la dynamique de jet. Ensuite, nous avons étudié une nouvelle de configuration bioimpression par laser pour laquelle des études paramétriques impliquant l'effet de la viscosité et de la distance d'impression sur la morphologie des gouttes imprimées ont été réalisées. Cette configuration permet d'imprimer des encres biologiques en obtenant des contours très lisses et uniformes jusqu’à une grande distance de séparation (≤10 mm). Les paramètres d'impression de cellules ont aussi été analysées par TRI en fonction de la concentration cellulaire des encres. Nos résultats fournissent des renseignements clés sur l'optimisation et devraient permettre un meilleur contrôle du mécanisme de transfert du processus de LAB. Enfin à la lumière de ces études, nous proposons un mécanisme complet pour la bioimpression par laser
Laser-based approaches are among the pioneering works in cell printing. These techniques are being extensively focussed for two or three-dimensional structures of any size in transferring pattern materials including deposition of 3D biological constructs. In this context, Laser-Assisted Bioprinting (LAB), based on Laser-Induced Forward Transfer (LIFT) has emerged as a nozzleless method to surmount the drawbacks (e.g. clogging) of inkjet printing technologies. LAB is a laser direct-write technique that offers printing micropatterns with high spatial resolution from a wide range of solid or liquid materials, such as dielectrics, biomaterials and living cells. The technique enables controlled transfer of droplets onto a receiving substrate. A typical LAB setup comprises three key components: (i) a pulsed laser source, (ii) a ribbon coated with the material to be transferred and (iii) a receiving substrate. The ribbon integrates three layers: (i) a quartz disk support transparent to laser wavelength, (ii) a thin (1–100 nm) absorbing layer (like Ti or Au), and (iii) a bioink layer (few tens of microns) incorporating the material to print. The receiving substrate is faced to the bioink and placed at 100 μm to 1 mm distance from the ribbon. Rapid thermal expansion of metallic layer (on absorbing laser pulse) propels a small volume (~pL) of the ink towards a receiving substrate. Such a metallic interlayer eliminates direct interaction between the laser beam and the bioink. Volume of deposited material depends linearly on the laser pulse energy, and that a minimum threshold energy is required for microdroplet ejection. The thickness of the absorbing layer, viscosity and thickness of the bioink, different optical parameters such as the focus spot and the laser fluence are the controlling parameters to obtain a microscopic resolution and to limit the shock inflicted on the ejected cells. In our research works, we considered experimental approach to study the physical mechanism involved in the LAB using a time-resolved imaging method in order to gain a better insight into the dynamics of the transfer process and to use the technique for printing biomaterials. First we designed and implemented a novel configuration of LAB for upward printing. Then we characterized different ejection regimes to define suitable conditions for bioprinting. We further explored jetting window to study the influence of laser energy on jet dynamics. Ejection dynamics has been investigated by temporal evolution of the liquid jet for their potential use in cell printing. In addition parametric studies like effect of viscosity and printing distance on the morphology of the printed drops were conducted to explore jetting “window”. This configuration allows debris-free printing of fragile bioinks with extremely smooth and uniform edges at larger separation distance (ranging from 3 to 10mm). Material criteria required for realization of the cell printing are discussed and supported by experimental observations obtained by TRI investigation of cell printing from donors with different cell concentrations. These results provide key insights into optimization and better control of transfer mechanism of LAB. Finally, in the light of these studies, a comprehensive mechanism is proposed for printing micro-drops by LAB

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Vignolo, Corinne. "Application des techniques de lecture par chauffage laser de plaques thermoluminescentes pour l'autoradiographie." Toulouse 3, 1994. http://www.theses.fr/1994TOU30083.

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Abstract:

L'autoradiographie est une technique couramment employee dans les differents domaines des sciences de la vie, outil courant de la biologie clinique et des biotechnologies. Elle permet la visualisation de la distribution spatiale et en intensite d'une substance radiomarquee. Le marqueur utilise est un radioisotope emetteur beta. L'image se forme sur le detecteur radiosensible impressionne par l'emission radioactive de l'atome marqueur. Il a demontre que le film radiographique conventionnellement utilise comme detecteur pouvait etre remplace par une plaque thermoluminescente (sulfate de calcium dope dysprosium depose sur kapton). L'avantage de ce detecteur, par rapport au film radiographique reside dans une meilleure sensibilite (dans un rapport de 10 a 100) et une dynamique superieure (typiquement de l'ordre de cinq decades)

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Mazumder, Baishakhi. "Physics of the field evaporation of poor conducting materials in the Laser assisted Atom Probe Tomography." Rouen, 2010. http://www.theses.fr/2010ROUES039.

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Abstract:

La sonde atomique assistée par laser est une technique de nano analyse 3D qui donne des informations à l'échelle atomique avec une résolution spatiale nanométrique. Les phénomènes physiques sous-jacents les mécanismes d'évaporation de ces matériaux mauvais conducteurs sont très complexes en raison de la structure électronique de ces types de matériaux. Ce travail porte sur l'étude de l'évaporation de matériaux mauvais conducteurs à partir de semi-conducteurs (Si, SiC, GaAs et InP) jusqu'aux oxydes (MgO, TiO2 et HfO2). Les atomes de la surface de l'échantillon préparé sous forme de pointe sont ionisés par un champ électrique permanent et l'interaction avec un faisceau laser femtoseconde. Cette interaction augmente la température de la pointe localement, permettant l'évaporation des atomes de surface. Des analyses ont été effectuées en variant les différents paramètres laser (longueur d'onde, énergie, etc. ) pour comprendre les mécanismes d'évaporation sous-jacents. Des modèles ont été développés pour interpréter nos résultats expérimentaux. L'influence de la longueur d'onde et de l'énergie du laser sur les mécanismes d'évaporation de semi-conducteurs et d'oxydes a été déterminée en tenant compte de l'influence de l'absorption optique, de l'effet de flexion des bandes, etc. Des études systématiques, déterminant les conditions d'analyse pour l'évaporation de matériaux mauvais conducteurs ont été effectuées afin d'aider les chercheurs travaillant dans des domaines connexes. Plus précisément l'un des ingrédients clés qui a été ajouté est l'absorption optique de surface et l'évaluation ultérieure du couplage électrons-phonons conduisant à des effets thermiques. La présente thèse marque une étape dans la compréhension de l'évaporation par effet de champ assisté par laser fs, par des résultats expérimentaux et par leur interprétation
The laser assisted atom probe tomography is a 3D nanoanalysing technique which gives information in the atomistic scale with sub nanometre spatial resolution. The physical phenomena underlying the field evaporation of poor conductive material is very complex due to the electronic structure of these types of materials. This work deals with the field evaporation study of poor conductive materials starting from semiconductors (Si, SiC, GaAs and InP= to insulating oxides (MgO, TiO2, and HfO2). The surface atoms from the tip shaped specimen are ionized by a standing electric field and the interaction of a femto-laser beam with the tip. The laser tip interaction increases the tip temperature locally, enabling the evaporation of surface atoms. Analyses are done varying different laser parameters (wavelength, energy, etc. ) to understand the underlying evaporation mechanism. Representative models have been developed to support our experimental results. The influence of wavelength and laser energy on the evaporation mechanisms of semiconductors and oxides are determined taking into account the influernce of optical absorption, band bending effect, etc. Various complex and diversified physical phenomena were observed ands understood during this study. Systematic studies, determining the analytical conditions for field evaporation of non conducting materials are evaluated to help future researchers working in related fields. Specifically one of the key factors is the surface optical absorption and the subsequent evaluation of the electron phonon coupling leading to thermal effects. The present thesis is a modest attempt to understand the field evaporation behaviour under femtosecond laser pulse and the physics involved in this framework by experimental results and corresponding interpretation

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Roblin, Matthieu. "Modélisation numérique et imagerie optique en champ proche par rétro-injection laser de guides d'onde plasmoniques." Phd thesis, Université de Caen, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00937778.

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Abstract:

Cette thèse est consacrée à l'étude théorique et expérimentale de guides d'onde plasmoniques fonctionnant à la longueur d'onde de 1,55µm. Ces guides d'onde plasmoniques sont envisagés comme interconnexions optiques avec un confinement latéral sub-longueur d'onde. Différents codes de simulations ont été développés à la fois comme outils de prédiction pour la conception des composants mais également pour comparer systématiquement les résultats du calcul avec les mesures expérimentales. Un premier modèle 2D basé sur une approche multicouche a été utilisé pour identifier les modes plasmoniques sur des structures planaires. Un solveur de mode a ensuite permis de déterminer les modes propres dans des guides d'onde plasmoniques de formes diverses. Finalement, ces deux codes ont été utilisés pour implémenter une source optique dans un code FDTD (Finite-Difference Time-Domain) utilisé pour simuler numériquement, par éléments finis, des structures plasmoniques en 2D ou 3D. Deux catégories de guides d'onde plasmoniques ont été fabriquées par lithographie par faisceaux d'électrons. Un montage de microscopie en champ proche SNOM fonctionnant par rétro-injection laser a été utilisé pour caractériser expérimentalement les propriétés optiques de ces structures. La première catégorie est constituée de bandes métalliques en or caractérisées par une longueur de propagation élevée mais un confinement latéral limité. La seconde catégorie est constituée par des rubans en polymère déposés sur une couche d'or. Ces guides, dits DLSPP, présentent un confinement optique sub-longueur d'onde qui permet de combler l'écart d'échelle entre des composants optiques et des circuits intégrés électroniques.

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Roblin, Matthieu. "Modélisation numérique et imagerie optique en champ proche par rétro-injection laser de guides d’onde plasmoniques." Caen, 2013. http://www.theses.fr/2013CAEN2063.

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Abstract:

Cette thèse est consacrée à l’étude théorique et expérimentale de guides d’onde plasmoniques fonctionnant à la longueur d’onde de 1,55µm. Ces guides d’onde plasmoniques sont envisagés comme interconnexions optiques avec un confinement latéral sub-longueur d’onde. Différents codes de simulations ont été développés à la fois comme outils de prédiction pour la conception des composants mais également pour comparer systématiquement les résultats du calcul avec les mesures expérimentales. Un premier modèle 2D basé sur une approche multicouche a été utilisé pour identifier les modes plasmoniques sur des structures planaires. Un solveur de mode a ensuite permis de déterminer les modes propres dans des guides d’onde plasmoniques de formes diverses. Finalement, ces deux codes ont été utilisés pour implémenter une source optique dans un code FDTD (Finite-Difference Time-Domain) utilisé pour simuler numériquement, par éléments finis, des structures plasmoniques en 2D ou 3D. Deux catégories de guides d’onde plasmoniques ont été fabriquées par lithographie par faisceaux d’électrons. Un montage de microscopie en champ proche SNOM fonctionnant par étro-injection laser a été pour caractériser expérimentalement les propriétés optiques de ces structures. La première catégorie est constituée de bandes métalliques en or caractérisées par une longueur de propagation élevée mais un confinement latéral limité. La seconde catégorie est constituée par des rubans en polymère déposés sur une couche d'or. Ces guides, dits DLSPP, présentent un confinement optique sub-longueur d’onde qui permet de combler l’écart d’échelle entre des composants optiques et des circuits intégrés électroniques
This thesis is focused on the theoretical and experimental study of plasmonic waveguides operating at a wavelength of 1. 55µm. Such plasmonic waveguides are investigated for optical interconnections with sub-wavelength lateral confinement. Several computational codes have been developed as predictive tools for the design of structures but also for systematic comparisons with experimental measurements. First, a 2D model based on multilayer approach was used to identify and characterize plasmonic modes on planar waveguides. A mode solver was also developed to determine the eigenmodes in plasmonic waveguides with various transverse shapes. Finally, these two codes have been re-used to implemente the optical source in a numerical model based on Finite-Difference Time-Domain (FDTD) approach. This final model was used to simulate numerically plasmonic structures both in 2D or 3D. Two categories of plasmonic waveguides have been processed by electron beam lithography. A scanning near-field optical microscope (SNOM) based on laser feedback interferometry has been used to observe experimentally the optical properties in these structures. The first waveguiding structures were based on metallic stripes, with propagation length up to few hundred of µm but at low lateral confinement. The second series of waveguiding structures was based on DLSPP consisting of a sub-wavelength polymer ridge deposited on a gold layer. Such DLSPP optical waveguides allow sub-wavelength lateral light confinement and are investigated as efficient interconnection between highly integrated electronic devices and optical links

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Maire, Eric. "Analyse d'image appliquée à l'étude des récepteurs leucocytaires des antigènes de différenciation par cytofluoromicroscopie-laser." Mulhouse, 1994. http://www.theses.fr/1994MULH0364.

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Abstract:

Nous avons développé un système performant d'acquisition et de traitement d'image dédié à la cytofluorométrie dans le but de reconstruire en trois dimensions, et de manière automatique, des lymphocytes fluorescents. Cette reconstitution est réalisée à l'aide d'images de coupes sériées, préalablement améliorées par un algorithme itératif de deconvolution issu de la méthode de Gold que nous avons optimisé. Le gain en résolution obtenu (environ 50% sur le plan de l'image et 20% en profondeur de champ) permet alors de placer le microscope conventionnel muni d'une camera haute sensibilité et d'une informatique appropriée au même niveau de performance qu'un microscope confocal, et cela pour un coût moins élevé. Plusieurs critères de focalisation des sites fluorescents ont été testés afin d'augmenter encore la précision de la reconstruction en trois dimensions. Des procédés de reconstruction spécifiques à nos images permettent de s'affranchir des fausses triangulations habituellement générées par les algorithmes actuels. A l'issue de cette reconstruction, nous procédons à un étiquetage des sites de fluorescence pour obtenir des données volumiques de l'échantillon des cellules examinées. Une évaluation statistique sur une population de cellules témoins est ensuite effectuée afin de préciser à quelle lignée hematopioétique elles appartiennent. Cette étude, utilisant une analyse discriminante, a pour but d'apporter une aide au diagnostic des pathologies leucocytaires

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Schoemaecker, Coralie. "Diagnostics laser dans une flamme de diffusion : imagerie quantitative de nanoparticules de suies et d'espèces majoritaires et minoritaires." Lille 1, 2002. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2002/50376-2002-33.pdf.

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Abstract:

Les principales sources d'énergies actuelles sont basées sur la combustion d'hydrocarbures qui peut être le siège de la formation de particules de suies. L'émission de suies entraîne une baisse du rendement énergétique des installations mais surtout ces particules carbonées ont un effet néfaste sur la santé. En effet, les suies de petites tailles (quelques nanomètres) sont assimilées par l'organisme. Leur présence est associée à celle des Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP) qui sont reconnus comme cancérigènes. Il apparaît primordial de développer de nouvelles techniques quantitatives de détection dans des systèmes en combustion afin de doser les nanoparticules de suies ainsi que la phase gaz. Appliqués à des flammes, les diagnostics laser offrent des méthodes de dosage non intrusives et produisent une mesure instantanée avec une bonne sensibilité et sélectivité. Ce travail de thèse a permis d'étendre le potentiel des diagnostics laser utilisés au laboratoire à l'étude de flammes produisant des suies avec la mise en œuvre notamment de techniques d'imagerie laser. Ces études ont été réalisées dans une flamme de diffusion laminaire stabilisée sur un brûleur Wolfhard-Parker contenant des suies en teneurs variables. Les espèces majoritaires ont été mesurées par diffusion Raman et la température par diffusion Raman/Rayleigh. Des stratégies de détections originales par Fluorescence Induite par Laser des radicaux CH et OH ont été mises en œuvre en présence de suies. Un effort important a été consacré au développement d'une technique novatrice appelée Incandescence Induite par Laser qui permet la détection de nanoparticules présentant des fractions volumiques de quelques ppb. Cette technique a été couplée à la Cavity-Ring-Down-Spectroscopy afin d'obtenir des cartographies quantitatives de nanoparticules [. . . ]

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Malka, Victor. "Etude du prechauffage radiatif par imagerie x-uv de la face arriere de cibles minces irradiees par un laser de puissance." Paris 11, 1990. http://www.theses.fr/1990PA112099.

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Abstract:

Nous presentons une etude theorique et experimentale du prechauffage radiatif basee sur la determination de la temperature de face arriere de cibles minces d'aluminium. Le diagnostic original choisi est l'imagerie quasi-monochromatique, dans le domaine x-uv, realisee avec des microscopes de schwarzschild. La mesure de l'emissivite nous permet, sous certaines hypotheses, de deduire la temperature. Afin d'etudier les mecanismes de prechauffage radiatif nous presentons le modele de l'ion moyen a l'equilibre thermodynamique local, qui est applique aux calculs des coefficients de photoabsorption et aux calculs des opacites de rosseland et de planck. Nous presentons un modele simple de depot d'energie dans la cible par le rayonnement x emis par le plasma avant, qui conduit a un prechauffage immediat de la face arriere de quelque ev. Nous avons mis en evidence par des simulations numeriques l'existence d'une zone chauffee radiativement a plusieurs dizaines d'ev. Ces deux mecanismes de prechauffage radiatif ont ete experimentalement observes. Les temperatures mesurees sont en excellent accord avec les resultats des simulations numeriques avec transfert radiatif

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Bedoui, Salma. "Imageries spectroscopique et optique de la dynamique spatio-temporelle de la transition de spin induite par la température ou par une impulsion laser." Toulouse 3, 2012. http://thesesups.ups-tlse.fr/1978/.

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Abstract:

Les matériaux à transition de spin présentent un fort potentiel industriel en raison de la possibilité de modulation de leurs propriétés magnétiques, optiques, électriques et mécaniques. Ces propriétés liées à la transition de spin sont principalement caractérisées et étudiées grâce à plusieurs techniques habituelles telles que la spectroscopie Mössbauer, la diffraction des rayons X, mesure d'aimantation ou d'absorption optique etc. En revanche, la distribution spatiale et temporelle des états de spin au cours de la transition a été très peu étudiée dans la littérature. Par conséquent, l'objectif de ce travail consiste à étudier la dynamique spatio-temporelle de la transition de spin induite par la température ou par une impulsion optique (nanoseconde). L'échantillon principalement étudié est le composé [FeII(bapbpy)(NCS)2] où le "bapbpy" correspond au ligand N-(6-(6-(pyridin-2-ylamino)pyridin-2-yl)pyridin-2-yl)pyridin-2-amine. Ce composé présente une transition de spin thermo-induite en deux étapes et possède une forte coopérativité car ces deux transitions sont du premier ordre, présentant chacune une hystérésis. De plus, des études comparatives avec un deuxième composé faiblement coopératif ont été réalisées et nous ont permis de discuter la dynamique spatio-temporelle en fonction de la force de coopérativité des systèmes. La dynamique de la transition de spin en fonction de la température a été caractérisée par microscopie optique et par cartographie Raman dans des monocristaux. Nous avons réussi à imager la séparation des phases haut spin (HS) et bas spin (BS) au cours de la transition de spin et à obtenir une signature à la fois spectroscopique et optique de la coexistence des " domaines de spin " de taille micrométrique. Grâce à cette étude, nous avons mis en évidence un mécanisme de nucléation hétérogène favorisée par des inhomogénéités structurales (bords du cristal, dislocations, défauts, etc. ). Cette nucléation est suivie d'une croissance anisotrope des " domaines de spin " avec une vitesse de l'ordre de quelques micromètres par seconde. L'effet prédominant des défauts structuraux sur la dynamique spatio-temporelle de la transition de spin thermo-induite nous a conduits à étudier la possibilité de concevoir des sites de nucléation artificiels. Dans cet objectif, des défauts microstructuraux par ablation laser ont été créés. Ces défauts ont pour effet de baisser la barrière énergétique de la nucléation et, par conséquent, la température de transition ainsi que la largeur de l'hystérésis sont modifiées. Cette modification des sites de nucléation a permis également de générer un changement dans la direction de propagation des phases HS et BS. Ainsi, un contrôle de la dynamique spatio-temporelle est démontré pour la première fois dans les composés à transition de spin. La seconde partie de ces travaux a été réalisée sur l'étude de la transition de spin induite par une impulsion laser. En effet, à l'aide d'une impulsion laser (0,1 microJ, 4 ns, 532 nm) focalisée sur une petite zone de quelques micromètres, nous avons réussi à faire commuter des cristaux entiers grâce à un phénomène d'auto-amplification. Des observations importantes sur la taille critique du domaine induit par l'impulsion laser et sur la dynamique des parois de ces domaines ont pu être rapportées. Nous avons ainsi déterminé le rôle crucial des contraintes élastiques locales dans la stabilisation des domaines de spin. Ces études ouvrent de nouvelles perspectives pour la réalisation de systèmes photo-commutables à très fort rendement quantique grâce aux effets coopératifs intrinsèques des matériaux à transition de spin
Molecular spin crossover (SCO) complexes are benchmark examples of materials exhibiting bistability and associated structural phase transitions. The spin crossover phenomenon can be triggered by a variety of external perturbations (temperature change, laser pulse, etc. ) and entails a spectacular change of different physical properties: color, density, magnetic susceptibility and so on. This phenomenon has been deeply characterized using Mössbauer spectroscopy, X-ray diffraction, as well as magnetic and optical methods. However, the in situ observations of the nucleation, the evolution of the phase boundaries and the associated changes of the microstructure have been scarcely reported in spin crossover solids. Much remains unknown concerning the nucleation and growth kinetics for cooperative SCO systems. In this context, we aimed to study the spatial and temporal dynamics of the spin transition using Raman spectral and optical imaging of micro-sized single crystals. For our experiments we have chosen the molecular spin crossover compound [FeII(bapbpy)(NCS)2] (bapbpy = N-(6-(6-(pyridin-2-ylamino)pyridin-2-yl)pyridin-2-yl)pyridin-2-amine). This compound shows a two-step spin transition between the high spin (HS) and low spin (LS) states, where both steps are of first order and accompanied by a hysteresis loop. Optical microscopy studies on this compound allowed us to observe the heterogeneous nucleation of different spin domains and to clearly follow their propagation in single crystals. These results were confirmed by Raman spectroscopy and provided us with clear-cut spectroscopic evidence of the coexistence of micro-sized spin state domains. The use of different optical contrast techniques allowed us to determine the velocity of the domain barrier, which was typically around a few micrometers per second. We also carried out also comparative studies of a non cooperative compound [Fe(Meta'Me2(bapbpy)(NCS)2]. In line with the very gradual character of the SCO in this compound, its spin crossover process is accomplished in a homogenous manner without discernible domain formation. These reproducible observations suggest that it may be possible to modulate or even to control the spatiotemporal development of the SCO phenomenon. We demonstrate that it is possible to radically change the spatiotemporal dynamics of a first-order structural phase transition by ablating micrometric surface-relief defects in the crystal surface of [Fe(bapbpy)(NCS)2]. The idea is to ablate a microstructural defect where the nucleation barrier is reduced to such an extent that nucleation occurs preferentially at this site and the new phase is thus expected to propagate from this new point throughout the crystal. So, we report on pre-determined nucleation, guided motion, and trapping of the phase boundary. In parallel, we also studied the spin transition induced by a single nanosecond laser pulse. We carried out a conceptually new investigation where the phase transition was triggered by a spatially localized laser pulse within a comparatively large single crystal. The application of the laser pulse leads to the switching of the molecules from the LS to the HS state and a micro-sized HS nucleus is formed in the photo-excited volume. We show that the whole crystal can be transformed to the new phase from this initial domain thanks to a stress-driven self-amplification process. We point out that the key control parameter for the stability of the laser-induced initial domain is the accommodation strain energy. These results have broad implications for the field of photo induced phase transitions. They reveal that the stress-driven phase boundary motion can be a very efficient, but at the same time a rather slow stage of the overall switching process in cooperative systems

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Amara, Mohamed Kamel Eddine. "Applications de l'effet photoréfractif en métrologie optique : velocimetrie holographique par imagerie de particules & vélocimétrie Doppler laser." Rouen, 1998. http://www.theses.fr/1998ROUES019.

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La PIV permet de cartographier des distributions de vitesses dans les écoulements divers, flammes, jets, elle n'est cependant pas adaptée à l'étude de distributions de vitesses à trois composantes dans un volume d'étude. Des systèmes associant l'holographie à la PIV ont permis d'étendre l'étude aux volumes en utilisant des plaques photosensibles. Ils sont donc lents à cause du développement chimique et souffrent d'un RSB moyen. Dans la première partie de ce travail, un système de HPIV utilisant un cristal photoréfractif, support dynamique totalement recyclable, a été réalisé. Il se base sur l'enregistrement holographique instantané de plusieurs nappes dans le volume d'un cristal BSO. L'exploitation des puissances spectrales, via un calcul d'auto-corrélation, permet de déterminer les composantes de vitesses transversales. Une méthode de calcul de phase a été élaborée pour déterminer la composante axiale des vecteurs vitesses. Les tests de faisabilité se sont avérés encourageants. Dans la seconde partie de ce travail, on a procédé à une étude théorique de faisceaux non-diffractants produits par diffraction d'une onde convergente sur une ouverture annulaire. Pour compenser la faible efficacité de conversion, on a eu recours à une amplification optique des faisceaux par mélange à deux ondes dans un cristal photoréfractif Batio#3. On a montré aussi que, dans la LDV avec des faisceaux gaussiens, des erreurs d'estimations de vitesses de particules peuvent être induites à cause de la variation de l'interfrange dans le volume d'étude. Celles-ci peuvent être réduites par l'utilisation de faisceaux non-diffractants.

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Edouart, Dimitri. "Imagerie flash laser (IFL) dans l'atmosphère turbulente : étude des fluctuations de l'éclairement dans le plan image." École nationale supérieure de l'aéronautique et de l'espace (Toulouse ; 1972-2007), 2004. http://www.theses.fr/2004ESAE0002.

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L'lmagerie Flash Laser (IFL) procède d’un principe d’imagerie active utilisant un laser impulsionnel et un détecteur matriciel pourvu d’une ‘porte temporelle’ de très courte durée. La réjection de la diffusion sur les aérosols atmosphériques et du fond ambiant offrent potentiellement des performances remarquables pour la détection et l'identiﬁcation en environnement sévère (brouillard, précipitations. . . ). Les images obtenues dans l'atmosphère turbulente présentent cependant une modulation aléatoire appelée ‘tavelures’. La thèse propose une analyse de ce bruit dans divers régimes de fonctionnement. En particulier, elle identifie une forme de tavelures résultant d’un couplage entre le processus de diffusion lambertienne sur la surface de l’objet et la propagation à travers la turbulence atmosphérique. Une validation semi-quantitative de ce phénomène par simulations numériques est présentée. Par ailleurs, une méthode expérimentale permettant une caractérisation instantanée des propriétés statistiques de la modulation spatiale du faisceau d’éclairement introduit par la turbulence atmosphérique (la ‘scintillation’) est proposée.

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Frache, Gilles. "Développements instrumentaux et méthodologiques appliqués à l'étude de particules issues de moteurs diesel de dernière génératin par désorption / ionisation laser couplée à la spectrométrie de masse." Metz, 2006. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/2006/Frache.Gilles.SMZ0629.pdf.

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Abstract:

Le durcissement des normes européennes sur les émissions de véhicules diesel conjugué à l’amélioration des technologies moteur et des fluides pétroliers (carburants, lubrifiants) ont conduit à une diminution considérable de la pollution automobile. La méthode de référence pour l’analyse des particules émises, qui consiste à extraire les composés adsorbés avant de les analyser par GC/MS, atteint ses limite dans le cas d’échantillons issus de motorisations modernes (injection directe haute pression), couplées à des technologies de post-traitement comme le recyclage des gaz d’échappement ou le Filtre à Particule (FAP). Le but de cette étude a été de mettre au point une technique d’analyse de très haute sensibilité permettant la caractérisation la plus fine possible de ces particules. La désorption/ionisation laser a été utilisée pour désorber et ioniser les composés présents à la surface des échantillons sans aucune autre étape d’échantillonnage. Les ions ainsi formés sont alors analysés par spectrométrie de masse à temps de vol. L’ionisation directe d’HAP par des processus biphotoniques est très efficace à courte longueur d’onde. Un laser Nd:YAG (266 nm, E = 4,6 eV/photon) a donc été ajouté à un instrument commercial (Bruker MALDI-TOFMS équipé d’un laser à azote, 337 nm, E = 3,5 eV/photon) afin d’atteindre le seuil d’ionisation des HAP par ce processus biphotonique (EIHAP > 7,5 eV). L’étude structurale des ions formés par la mesure des fragmentations en cours de vol (Post- Source Decay) a été adaptée à l’analyse de dérivés d’HAP. Enfin, la séparation des processus de désorption et d’ionisation par l’utilisation synchronisée de deux lasers (L2MS) a été étudiée. Ces développements instrumentaux ont alors été appliqués à deux types d’échantillons. D’une part, des suies formées par onde de choc ont servi d’échantillons modèles permettant la compréhension des mécanismes de croissance des suies à partir de différents hydrocarbures, dans des conditions de pression et de températures proches de celles rencontrées dans un moteur. L’influence de la température et de la richesse sur la cinétique de formation des suies, sur leur structure et leur composition chimique a été étudiée. D’autre part, des particules issues de véhicules de dernière génération prélevées dans des conditions normalisées ont été analysées. L’influence des conditions de circulation, du régime moteur, de la composition du carburant a été discutée. Cette étude résulte d’une collaboration mise en place entre le groupe Total (Direction Recherche, Centre de Recherche de Gonfreville, Essais Moteurs), le Laboratoire de Spectrométrie de Masse et de Chimie laser de Metz, et le Laboratoire de Combustion et des Systèmes Réactifs d’Orléans (Formation et études cinétiques des suies par ondes de choc). Mots-clés : particules diesel, suies formées par onde de choc, hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), désorption/ionisation laser, spectrométrie de masse à temps de vol
The evolution of norms, engine technologies, and fell/ lubricant formulation involved a dramatic decrease of the polluting exhausts of diesel cars. The reference method for the analysis of diesel exhaust particles (extraction and GC/MS analysis) reaches its limitation for modem engines associated with particles filters. The aim of this study is to develop a high sensitivity analytic technique for the characterisation of this kind of samples. Laser Desorptio/Ionisation allows desorbing and ionising the compounds adsorbed on the surface of the particles without any other sampling step. The resulting ions are analysed by Time-Of-Flight Mass Spectromehy. The direct biphotonic ionisation is achieved by a Nd:YAG laser pulse (266 nrn, 4,6 evlphoton). This laser was coupled to a commercial Bruker MALDI-TOF mass spectrometer. Structural studies of the Post-Source Decay of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons derivatives have been realised thanks to the adaptation of an electronic part of the instrument. The separation of desorption and ionisation processes has been studied by the synchronised use of two lasers (L2MS). These developments were applied to soots formed in shock-tube pyrolysis of model hydrocarbons and to real diesel exhaust particles samples. The effect of driving conditions, engine speed and gas oil formulation were discussed. This study results from the collaboration between TOTAL, the Laboratory of Mass Spectrometry and Laser Chemistry of Metz, and the Laboratory of Combustion and Reactive Systems of OrlC

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Viard, Romain. "L'Imagerie Interventionnelle par Résonance Magnétique: Application en thermothérapie laser interstitielle pour le traitement des tumeurs hépatiques." Phd thesis, Université des Sciences et Technologie de Lille - Lille I, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00192916.

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Abstract:

La lutte contre le cancer a vu l'émergence de nouvelles technologies permettant d'améliorer le soin aux patients. Parmi celles-ci, la thermo-ablation par laser est une des techniques de destruction in situ des tumeurs les plus récentes. Elle consiste à plonger la fibre optique au cœur d'une tumeur en insérant un guide au travers de la peau. La diode laser émettrice de lumière permet ensuite de brûler localement la tumeur sans abord chirurgical, le patient pourra ainsi quitter plus rapidement l'hôpital. Les énormes avantages de cette thérapie sont cependant limités par la difficulté du geste à réaliser. Pour se guider durant les différentes étapes, le chirurgien pourra utiliser l'imagerie par résonance magnétique.
L'objectif de cette thèse, qui bénéficie du soutien de la Région Nord Pas de Calais et du CHRU de Lille de 2005 à 2007, est de fournir des outils pour l'assistance par IRM de la thermo-ablation par laser. Les différents développements offriront ainsi non seulement un outil de préparation à cet acte complexe (visualisation en trois dimensions des tumeurs du patient, calcul de la trajectoire optimale pour éviter la perforation de structures anatomiques vitales ...) mais également des outils d'assistance per-opératoire (positionnement du guide assisté par la stéréovision sur les premiers centimètres, évaluation des dommages thermiques de la zone traitée...).
Lors de cette première phase, nous nous sommes concentrés sur les tumeurs hépatiques, qui demeurent une réelle difficulté, tout en proposant un système pouvant être adapté à toute tumeur abdominale.

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Cauchy, Cécilia. "Mécanismes de relaxation de fullerènes photoexcités de l'IR lointain à l'extrême UV : étude par imagerie de vitesse." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00678808.

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Abstract:

Ce document présente une étude des mécanismes de relaxation de fullerènes induits par photoexcitation. Nous avons exploré les processus d'ionisation et de fragmentation de ces systèmes modèles suite à une irradiation par différentes sources de lumière : impulsion femtoseconde, laser à électron libre (IR lointain) et Synchrotron (XUV). Afin d'étudier ces mécanismes, nous utilisons l'imagerie par cartographie de vitesse qui nous permet de suivre l'évolution de la distribution angulaire de vitesse des particules émises. Suivant la durée, l'intensité et la longueur d'onde de l'excitation utilisée, la nature des mécanismes change drastiquement (mécanismes statistiques, ionisation cohérente en champ fort, autoionization de plasmons, etc...). Plusieurs approches théoriques sont utilisées allant du modèle Weisskopf pour les processus statistiques à la résolution de l'équation de Schrödinger dépendante du temps pour les processus cohérents. Cette étude permet de relier les mécanismes de relaxation intervenant à différentes échelles de temps

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Carré, Vincent. "Caractérisation par désorption / ionisation laser couplée à la spectrométrie de masse de particules émises par des véhicules diesel : mise en place d'une méthode impliquant la formation de complexes à transfert de charge." Metz, 2003. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/2004/Carre.Vincent.SMZ0403.pdf.

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Abstract:

Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) étant souvent associés à des matrices complexes telles que les particules émises par les moteurs diesel (PMD), nous avons choisi de les analyser directement par désorption/ionisation laser couplée à la spectrométrie de masse par résonance cyclotronique des ions à transformée de Fourier (LDI-FTICRMS). Nous avons mis en place une méthode d'analyse sélective des HAP adsorbés sur des PMD limitant leur sublimation en cours d'analyse. Il s'agit de former des complexes donneur-accepteur d'électrons p directement sur le filtre de prélèvement des PMD. A courte longueur d'onde (222 nm) et à faible irradiance (51́06 W. Cm-2), l'irradiation laser du filtre ainsi traité permet une augmentation significative de la détection des ions moléculaires M+· des HAP. Cette méthodologie a pour la première fois été appliquée à l'analyse de différents échantillons de particules. Ces derniers, collectés sur un banc moteur standard correspondent aux émissions d'un véhicule diesel suivant différentes parties du nouveau cycle normalisé de conduite Européen (conduite urbaine avec démarrage à froid ou avec moteur à chaud ou encore en conduite périurbaine). L'influence de la température du moteur, des régimes de conduite et de la teneur en HAP et en soufre des carburants sur l'empreinte spectrale des particules a pu être montrée. L'analyse de particules de suies modèles formées dans un tube à choc (collaboration LCSR-Orléans) à partir de précurseurs représentatifs des différentes familles chimiques des essences a montré une forte corrélation entre la réponse spectrale obtenue et les propriétés du précurseur étudié, notamment son caractère aromatique
Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are often associated to complex matrices, as for example exhaust diesel particulate matter (DPM). We choose to use laser desorption/ionization Fourier transform ion resonance cyclotron mass spectrometry (LDI-FTICRMS). The deposit of complexing agent directly on a sampling filter leads to the formation of charge transfer (C-T) with PAHs absorbed on DPM and limits their sublimation during analysis. The laser irradiation at short wavelength (222 nm) and low laser power density (51́06 W. Cm-2) of these so-prepared samples allows PAH molecular ion production to be dramatically increased. This methodology has been applied for the first time to different kinds of particulate matter. These exhaust particles are collected on a standard chassis dynamometer according to the different parts of the new European driving cycle (NEDC) define for light-duty by the economic commission for Europe (urban driving condition with cold start or warm engine, and extra urban driving conditions). The influence of engine temperature, driving conditions and fuel PAH and sulfur contents on PAHs patterns of DPM has been highlighted. Collaboration with the LCSR laboratory (Orléans) was also conducted to investigated model soot particles produced in a shock tube with various precursors representative to the different chemical compounds present in gasoline. Strong correlation between the nature of precursor and the soot particle fingerprint is observed. Soot particles produced by aromatic precursor (toluene) present a specific PAH pattern, which is characterized by a less detection of heavy compounds

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Vinson, Pierre. "Fusion sélective par laser de lits de poudre : Étude sur le recyclage de la poudre et détection de défauts au cours de la fabrication par imagerie thermique." Thesis, Paris, ENMP, 2015. http://www.theses.fr/2015ENMP0068.

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La fabrication directe et additive regroupe un ensemble de technologies de mise en forme des matériaux en rupture avec les procédés conventionnels. L'industrie aéronautique et aérospatiale s'intéresse fortement à ces nouveaux procédés, dont la fusion sélective par laser de lits de poudre métallique (SLM). Cette thèse présentera les enjeux de la fabrication additive ainsi que certains procédés. Une étude bibliographique a été menée sur deux alliages aéronautiques utilisés dans ces travaux : l'alliage de titane TA6V et le superalliage base nickel Nimonic 263. Les travaux présentés dans ce rapport comprennent l'étude de la poudre métallique brute d'atomisation (morphologie, granulométrie, composition chimique). D'autre part, l'étude de la recyclabilité de la poudre utilisée en SLM est présentée pour le TA6V, tant en ce qui concerne l'évolution de la poudre elle-même que celle des propriétés mécaniques des pièces qui en sont issues. Par ailleurs ce travail traite d'un modèle de consolidation du lit de poudre permettant également d'évaluer la productivité du procédé. Enfin, une étude paramétrique et thermique menée sur le Nimonic 263 en vue de l'établissement d'une solution de contrôle procédé est présentée
Direct and additive manufacturing regroups several new technologies that are very different from conventional manufacturing processes such as casting. Aeronautic and space industries are really interested in those new processes such as the selective laser melting of metallic powder beds know as the SLM process. This PhD thesis report will show the issues of additive manufacturing and will describe some processes. A bibliography study has been done on two aeronautical alloys used in this work: titanium alloy TA6V and nickel-based superalloy Nimonic 263. This work also presents powder characterization (granulometry, morphology chemical composition) for the gas atomized powder. Besides, study has been done on the recyclability of the TA6V powder for the SLM process, for the powder itself and the mechanical properties of parts built from recycled powder. Moreover, this works deals with a powder bed consolidation model to estimate the productivity of the process. Then, a parametric and thermal study has been done on the Nimonic 263. The coaxial system for thermal visualization is described such as the image processing algorithm used. Finally, this reports deals with the study of thermal signature of typical SLM defects

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Salomé, Rémi. "Imagerie rapide et suivi de l'activité de réseaux de neurones en microscopie à deux photons." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2004. http://www.theses.fr/2004STR13063.

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Betgé-Brezetz, Stéphane. "Modélisation incrémentale et localisation par amers pour la navigation d'un robot mobile autonome en environnement naturel." Toulouse 3, 1996. http://www.theses.fr/1996TOU30095.

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Cette these porte sur la modelisation d'environnements naturels et la localisation d'un robot mobile autonome. L'environnement, inconnu ou partiellement connu au depart, est percu incrementalement par le robot au moyen d'un capteur 3d (telemetre laser ou vision stereoscopique). Les domaines d'application de ce travail se situent dans le cadre de la robotique mobile d'intervention et de l'exploration planetaire. Une premiere partie etablit sous la forme d'un cahier des charges les caracteristiques que doit presenter le modele de l'environnement et fait une analyse critique des differentes representations etudiees dans la litterature. L'approche proposee est alors introduite et se base sur une decomposition de l'environnement en deux entites elementaires: le sol et les objets. La deuxieme partie porte sur la modelisation d'une perception. Elle precise comment le robot segmente le sol et les objets a partir des images 3d et l'illustre par de nombreux exemples sur des donnees issues de scenes et de capteurs differents. Un modele geometrique est calcule independamment pour chacun des objets et des relations topologiques (caracterisant leurs dispositions relatives) sont etablies entre eux. Des objets particuliers, appeles amers, sont selectionnes sur la base de criteres de precision et de distinction. Le robot identifie pour chacun d'eux leur sommet qui est une caracteristique reconnaissable et en calcule la position et l'incertitude en fonction de la forme de l'amer et de la resolution du capteur. La troisieme et derniere partie traite de la modelisation incrementale de l'ensemble de l'environnement. Apres chaque perception, le robot cherche a reconnaitre les amers ou une configuration d'amers dans le modele. Les appariements trouves lui permettent de reestimer a la fois sa position et son incertitude ainsi que celles des amers.

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Ngo, Thi Linh Dan. "Characterization of soot particles and their precursors produced during the combustion of conventional and alternative fuels : an in-situ laser diagnostics and ex-situ mass spectrometry investigation." Thesis, Lille 1, 2019. http://www.theses.fr/2019LIL1R040/document.

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Abstract:

L'intérêt pour les biocarburants s’est considérablement accru ces dernières années car ceux-ci pourraient permettre de diminuer la dépendance aux combustibles fossiles et contribuer à une croissance neutre en carbone. L’influence de l’utilisation de biocarburants sur les émissions de polluants (CO,CO_2,NO_x,HC, etc.) a fait l’objet de nombreux travaux, cependant les effets de la nature de ces carburants alternatifs sur les propriétés physico-chimiques des particules et des espèces aromatiques produites sont encore peu étudiés. Dans le cadre de ce travail de thèse, nous visons à caractériser les émissions de particules de suie et d'hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) lors de la combustion de carburants conventionnels et alternatifs (biocarburants) pertinents pour les secteurs de l'automobile et de l'aéronautique, tout en essayant de mettre en lumière leurs influence sur les mécanismes de formation de ces polluants. Pour atteindre cet objectif, deux réacteurs de laboratoire, un bruleur turbulent swirlé et un Combustion Aerosol STandard (CAST), ont été utilisés comme générateurs de suie. De plus, nous avons combiné différentes techniques laser complémentaires in situ, les incandescence et fluorescence induites par laser (LII/LIF), et ex situ, la spectrométrie de masse après désorption et ionisation laser (L2MS) et la spectrométrie de masse des ions secondaires (SIMS). Dans une flamme turbulente swirlée pour cinq carburants (Diesel, n-butanol, mélange 50/50 Diesel/n-butanol, Jet A1 et Synthetic Paraffinic Kerosene SPK), les profils LII et LIF et les propriétés des particules de suie et de leurs précurseurs en fonction de la hauteur dans la flamme ainsi que leur composition chimique ont été étudiés. De fortes corrélations entre les résultats obtenus avec les techniques in situ et ex situ ont été mises en évidence permettant de caractériser spectralement et chimiquement ces espèces. En outre, une nouvelle méthode d'étalonnage a été développée pour déduire directement la fraction volumique de suie à partir du signal LII en utilisant la luminance énergétique absolue émise par une source ayant un rayonnement de corps noir. En parallèle, les expériences utilisant le dispositif CAST ont été menées avec les carburants aéronautiques (Jet A1 et SPK). Outre l'influence du carburant de substitution, les effets d’un stripper catalytique (CS) sur les particules de suie et les espèces volatiles ont été examinés
Interest in biofuels has increased significantly in recent years as they could reduce dependence on fossil fuels and contribute to carbon-neutral growth. The influence of using biofuels on their exhaust emissions (CO,CO_2,NO_x,HC, etc.) has been studied widely. However, the effects of the nature of these alternative fuels on the physical and chemical properties of the particles and aromatic species produced are not fully understood. As part of this thesis work, we aim to study the emissions of soot particles and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) during the combustion of conventional and alternative fuels (biofuels) relevant to the automotive and aerospace sectors, while trying to highlight their influence on the formation of such pollutants. To achieve this goal, two laboratory combustors, a swirled turbulent jet burner and a Combustion Aerosol STandard (CAST), were used as soot generators. In addition, we have combined various complementary in-situ laser techniques, laser-induced incandescence and fluorescence (LII/LIF), and ex-situ two-step laser mass spectrometry (L2MS) and secondary ion mass spectrometry (SIMS). In a swirled turbulent jet flame for five fuels (Diesel, n-butanol, 50/50 Diesel/n-butanol mixture, Jet A1 and Synthetic Paraffinic Kerosene SPK), the LII and LIF profiles and properties of soot particles and their precursors with the height in the flame as well as their chemical composition were studied. Strong correlations between the results obtained with in-situ and ex-situ techniques have been demonstrated which allowed us to characterize these species spectrally and chemically. In addition, a new calibration method has been developed to directly deduce the soot volume fraction from the LII signal using the absolute radiance emitted from a light source having black body behavior. In parallel, experiments using the CAST device were conducted with aeronautical fuels (Jet A1 and SPK). In addition to the influence of the alternative fuel, the effects of a catalytic stripper (CS) on soot particles and volatile species were examined

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Dissertations / Theses on the topic 'Imagerie par désorption laser'

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