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Dissertations / Theses on the topic 'Ondes acoustiques de surface'
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1
Olive, François. "Caractérisation des couches minces par l'analyse des ondes acoustiques de surface." Grenoble 1, 1991. http://www.theses.fr/1991GRE10107.
Full textAbstract:
La microscopie acoustique permet d'observer sous la surface des matériaux optiquement opaques, pour la formation d'image dont le contraste est dû aux propriétés mécaniques locales de l'objet étudié. L’interprétation de ces images nécessite de bien comprendre l'interaction des différentes ondes acoustiques, générées par le microscope, avec la matière. Parmi ces interactions, le comportement des ondes acoustiques de surface s’avère fondamental pour la compréhension des contrastes. La signature acoustique est l’étude spécifique de cette interaction. On décrira la méthode et le dispositif expérimental mis en œuvre pour l'analyse de la signature acoustique. L’étude de cette technique nous a permis de développer une méthode de mesure non destructive de l’épaisseur des couches minces opaques, en particulier sur silicium ainsi qu'un profilomètre sans contact mécanique. Les performances de ces appareils ont été évaluées par comparaison avec les techniques destructives classiques et les résultats des mesures sont en excellent accord. L’étude approfondie de la fonction de réflectance a permis la détection expérimentale de différents modes de propagation acoustique de surface. Enfin l'analyse du comportement des ondes acoustiques en présence d'une interface solide-solide, lorsque le contact n'est pas intime, ouvre d’intéressantes perspectives pour le contrôle de l’adhérence.
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Li, Xiang-Yu. "Propagation des ondes acoustiques dans les milieux hétérogènes." Paris 6, 2010. http://www.theses.fr/2010PA066641.
Full textAbstract:
Ce travail aborde numériquement la caractérisation des propriétés acoustiques de milieux poreux ou fracturés, dans le cadre de la théorie de l'homogénéisation. En premier lieu, des caractéristiques telles que la célérité des ondes, leur dispersion et leur atténuation sont examinées systématiquement, pour divers types de milieux poreux secs. Ensuite, les propriétés mécaniques d'échantillons solides contenant une fracture de géométrie gaussienne aléatoire sont étudiées en termes de délai pour la propagation d'une onde dans la direction normale à la fracture, de coefficients de rigidité et de longueur d'influence. Enfin, le comportement mécanique de milieux poreux saturés est examiné. Le fluide peut être compressible et l'espace des pores peut inclure plusieurs composantes indépendantes, percolantes ou non. La perméabilité dynamique et la célérité des ondes sont déterminées pour le même type de milieux que dans le cas des pores.
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Saad, Nadine. "Caractérisation par ondes acoustiques des surfaces fonctionnalisées." Phd thesis, Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambresis, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00747257.
Full textAbstract:
La fonctionnalisation des surfaces permet d'en modifier leur comportement vis-à-vis des propriétés physico-chimiques de fluides. Nous avons restreint notre étude à la caractérisation par méthode acoustique des interfaces microstructurées silicium-fluide pour lesquelles une gravure physique d'un réseau de piliers de petites dimensions a été réalisée. Les propriétés de ces interfaces vis-à-vis des liquides dépendent de la géométrie des gravures, des propriétés du fluide et des conditions d'interaction du fluide avec la surface. Notre objectif a été de confronter des modèles de comportement en terme de mouillabilité de ces surfaces aux mesures des coefficients de réflexion des ondes ultrasonores. Une première étape du travail a consisté à modéliser le coefficient de réflexion d'une onde ultrasonore incidente sur une surface microtexturée en fonction de l'état du liquide sur la surface. Deux états physiques caractéristiques ont étés étudiés : l'état où le liquide reste au sommet des piliers (état Cassie) et celui où le liquide pénètre dans le réseau de piliers (état Wenzel). Deux modèles numériques ont été développés : le premier repose sur la modélisation par éléments finis utilisant COMSOL MULTIPHYSICS et le second modèle numérique utilise une méthode explicite aux différences finies.La technique expérimentale est fondée sur une méthode de mesure du coefficient de réflexion électrique d'un transducteur ultrasonore haute fréquence à l'aide d'un analyseur de réseau, qui permet après traitement d'en déduire le coefficient de réflexion à l'interface.Les résultats originaux obtenus démontrent qu'une onde acoustique de compression est sensible à l'état d'un liquide sur une surface microtexturée.
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Sebbag, Landry. "Les Lois de la réflexion-réfraction des ondes planes evanescentes et les ondes d'interface." Paris 7, 1987. http://www.theses.fr/1987PA077156.
Full textAbstract:
On recherche d'abord les solutions à quatre ondes composées de deux ondes planes évanescentes lamellaires incidente et réfléchie dans le fluide et de deux ondes planes évanescentes lamellaire et tourbillonnaire dans le solide. Cas particuliers des ondes d'interface
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Bidard, Agnès. "Développement d'une technologie originale d'encapsulation de filtres à ondes acoustiques de surface." Besançon, 2001. http://www.theses.fr/2001BESA2052.
Full textAbstract:
Le travail présenté dans ce mémoire concerne le développement d'une nouvelle technologie d'encapsulation de composants à ondes acoustiques de surface. Afin de répondre à des critères de réduction de coût et de taille, ce boîtier-puce est réalisé collectivement au niveau de la tranche et utilise des matériaux organiques bas coûts. Après avoir validé par modélisation à l'aide d'éléments finis la tenue thermo-mécanique de l'encapsulation, nous avons contrôlé théoriquement l'absence de perturbations thermomécaniques introduites par le boîtier sur la fonction centrale du filtre. .<br>The present work is concerned with a new surface acoustic wave device packaging. In order to reduce the size and the cost aspects, this chip size package uses low cost organic materials. It is also a wafer level technology. After studying the package thermomechanical behaviour by using a finite element method modelisation, we proved that the central frequency of the filter was not shifted by thermomechanical perturbations introduced by the package. .
6
Rebière, Dominique. "Capteurs à ondes acoustiques de surface : application à la détection des gaz." Bordeaux 1, 1992. http://www.theses.fr/1992BOR10626.
Full textAbstract:
L'etude concerne des dispositifs a ondes acoustiques de surface utilises pour la detection des gaz. Les travaux effectues au cours de la derniere decennie ont montre l'interet de tels dispositifs. Dans cette etude, les mecanismes de propagation des ondes elastiques dans les structures multicouches sont presentes sous forme matricielle, permettant de s'affranchir des hypotheses limitatrices liees a la methode des perturbations habituellement utilisee. Des oscillateurs pilotes par des lignes a retard a ondes acoustiques de surface, ont ete realises et caracterises. La presence de depot a proprietes d'absorption selective sur les lignes transforme celles-ci en detecteur de gaz. Le modele etudie et caracterise est celui de la detection du no#2 par une couche de phthalocyanine de cuivre
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AURIBAULT, DANIEL. "Etude par la technique laser-ultrasons des ondes acoustiques de surface guidees." Paris 7, 1996. http://www.theses.fr/1996PA077164.
Full textAbstract:
Les ondes acoustiques de surface guidees se propageant dans des guides solides isotropes a geometries classiques (plaque) ou complexes (guides topographiques) presentent des proprietes physiques attrayantes (dispersion, confinement du champ, distribution du champ, etc. ) pour des applications tres diversifiees (controle non destructif, traitement du signal, seismologie, lignes a retard, etc). Dans un premier temps, les ondes guidees par une plaque ont ete etudiees theoriquement par la theorie exacte de rayleigh-lamb et experimentalement par la technique laser-ultrasons, methode tout optique sans contact et large bande. Lorsque la plaque est fine (produit frequence x epaisseur tendant vers zero), un modele a ete etabli. Il decrit correctement, en accord avec la theorie exacte, les modes fondamentaux a#0 (mode de flexion), s#0 (mode dilatationnel) et sh#0 (tranche' de l'onde transversale). Dans un second temps, les ondes guidees par deux guides topographiques, l'arete d'un diedre et l'arete d'une plaque fine, appelees, respectivement, modes antisymetriques de flexion (asf) et pseudo-mode de rayleigh, ont ete examines par des approches theoriques developpees a partir du modele de la plaque fine et par la technique laser-ultrasons appliquee pour la premiere fois a l'etude de ce type d'onde. Les resultats experimentaux en assez bon accord avec la theorie presentee ont mis en evidence un fort confinement du champ et une forte dispersion des modes asf, et un fort confinement du champ et une faible dispersion du pseudo-mode de rayleigh. L'analyse de l'interaction de ce dernier mode avec un milieu ambiant visqueux permet d'envisager la realisation de capteurs de viscosite
8
Zeng, Qian. "Génération et utilisation des ondes acoustiques de surface dans un dipositif microfluidique." Paris 6, 2011. http://www.theses.fr/2011PA066193.
Full textAbstract:
Des dispositifs microfluidiques sont fabriqués avec des éléments piézoélectriques intégrés tels que les transduceurs inter-digités (IDTs) et les transduceurs inter-digités focalisés (F-IDTs) pour générer des ondes acoustiques de surface (SAWs). Ces dispositifs sont ensuite utilisés pour démontrer des applications potentielles à la manipulation de microparticules et de microgouttes, et au mélange ultrarapide dans un canal microfluidique. Des calculs numériques sont effectués à l’aide du logiciel COMSOL Multiphysics afin de comprendre la propagation de SAW sur le substrat den niobate de lithium. Expérimentalement, nous avons réalisé des IDTs et des F-IDTs sur ce substrat pour manipuler des microgouttes et les intégré dans un canal microfluidique pour manipulation de microparticules à l’aide des ondes acoustiques de surface stationnaires (SSAWs). Enfin, basé sur le principe de focalisation par onde acoustique de surface un micro-mélangeur est élaboré, permettant un mélange ultra-rapide et une réaction enzymatique renforcée
9
Pastureaud, Thomas. "Etude de nouvelles structures pour la conception et la fabrication de filtres à ondes acoustiques guidées haute fréquence." Besançon, 2002. http://www.theses.fr/2002BESA2069.
Full textAbstract:
La modélisation de la propagation des ondes acoustiques de surface suscite un vif intérêt pour la conception de filtres fréquentiels de petite taille. Le filtrage radiofréquence impose l'étude de nouvelles structures pour améliorer les solutions actuelles. Dans cette optique, les travaux présentés démontrent la faisabilité de filtres radiofréquence efficaces sur des structures utilisant des couches minces piézoélectriques. Des modèles adaptés aux structures stratifiées ont donc été développés pour caractériser les modes acoustiques. Les prévisions théoriques sont confrontées à l'expérience dans le cadre du projet OASIS où un procédé technologique innovant est mis en œuvre pour le transfert de films piézoélectriques orientés sur silicium. La propagation acoustique dans des plaques piézoélectriques est également étudiée pour des applications capteurs. Enfin, des géométries d'excitation originales sont présentées pour la conception des futurs dispositifs haute fréquence compacts<br>The mobile phone industry needs for small frequency filtering devices have recently created a strong interest in the simulation of surface acoustic waves propagation. RF range filtering lays stress on the need for new structures, to bypass the drawbacks of formerly used technical solutions. In this context, the reported work shows that efficient RF filters can be designed on stratified structures using thin films. Specific models were developed to characterize the acoustic propagation in such layered media. Theoretical results are compared to experimental measurements performed within the OASIS project. Indeed, the technological part of the project is focussed on a new process for transferring oriented films on silicon substrates. Acoustic propagation in piezoelectric plates is also analysed for sensor applications. Finally, novel excitation geometries are studied in order to design future high frequency compact devices
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Ventura, Pascal. "Analyse bidimensionnelle des transducteurs à ondes acoustiques de surface utilisés dans la conception des filtres de bandes à faibles pertes." Besançon, 2001. http://www.theses.fr/2001BESA2042.
Full text
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Ossandón, Sebastián E. "Modélisation mathématique, analyse et simulation numérique de phénomènes complexes de propagation des ondes acoustiques, élastiques et électromagnétiques." Palaiseau, École polytechnique, 2006. http://www.theses.fr/2006EPXX0001.
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Hazebrouck, Robert. "Spectrométrie acoustique en régime impulsionnel, application à l'étude de couplages fluide-structure." Lille 1, 1993. http://www.theses.fr/1993LIL10027.
Full text
13
Vétillard, Jocelyne. "Quelques méthodes d'analyse et de contrôle de problèmes aérocoustiques." Paris, CNAM, 2006. http://www.theses.fr/2006CNAM0551.
Full textAbstract:
L'étude menée dans cette thèse porte sur la modélisation numérique et le contrôle des ondes acoustiques qui se déplacent dans un conduit rectiligne parcouru par un fluide mais de section constante ou variable et dont une partie est flexible. A ce titre il s'agit d'un problème d'interaction fluide-structure. Le système de contrôle est constitué d'actionneurs situés sur la partie flexible du corps de la tuyauterie. Le problème de la contrôlabilité exacte de la solution du modèle et résolvons des hypothèses restrictives portant à la fois sur la géométrie de la tuyauterie et sur la vitesse moyenne de l'écoulement permanent. En particulier, un phénomène de flottement peut intervenir pour certaines vitesses critiques et correspond à une résonance entre un mode de cavité interne et un mode propre de la structure flexible. Un certain nombre de résultats numériques viennet étayer les résultats théoriques obtenus<br>The aim of this thesis is to study the numerical modelling and the control of acoustic waves which propagate in a flow duct with a constant or a variable section a part of which is flexible. It deals with a problem in fluid-stucture interaction. The control system is modelled by actionners located on the flexible part of the duck. The problem of exact controllabity is solved by using some restricted hypotheses dealing both with the duct geometry and the mean velocity of the flow. In particular, the flutter phenomenon an coccur for critical velocities and corresponds to the resonance between the intern cavity eigennodes and the flexible structure eigennodes. Several results come to support theorical results
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Bussonnière, Adrien. "Actionnement microfluidique par ondes acoustiques de surface : de la physique aux applications biologiques." Thesis, Lille 1, 2014. http://www.theses.fr/2014LIL10212/document.
Full textAbstract:
Les laboratoires sur puce visent à intégrer sur un substrat miniaturisé une ou plusieurs fonctions de laboratoire. Cette miniaturisation d’opérations élémentaires présente des avantages indéniables en termes de portabilité, de vitesse et de rendement des analyses chimiques ou biologiques. Il est ainsi nécessaire de pouvoir contrôler avec précision des petites quantités de liquide sous forme de gouttes. Les actionneurs à ondes acoustiques de surfaces permettent de réaliser la plupart des opérations requises en exploitant les interactions non linéaires entre une onde acoustique et un liquide. Toutefois la physique sous-jacente à ces microsystèmes n’est encore que partiellement comprise, limitant le développement de telles plateformes d’analyse. Nous nous proposons, dans ce travail, d’étudier de manière théorique et expérimentale l’oscillation et le déplacement d’une goutte soumise à des ondes acoustiques de surface. La réaction d’une goutte à une telle excitation ainsi que les transferts non linéaires d’énergie sont abordés dans une première partie. La deuxième partie est consacrée à la modélisation faiblement non linéaire de l’oscillation d’une goutte afin de prédire les résonances paramétriques d’une goutte soumise à une excitation périodique. Dans une troisième partie, la comparaison de la dynamique de gouttes pendantes et de gouttes posées sur des plans horizontaux et inclinés met en exergue l’influence de la gravité sur la dynamique de la goutte, et permet d’observer de nouvelles dynamiques complexes. Enfin dans la dernière partie, les dynamiques décrites dans les précédents chapitres sont utilisées pour trier des cellules en fonction de leur pouvoir d’adhésion<br>A lab-on-a-chip aims at integrating on a miniaturized substrate one or several laboratory functions. This miniaturization of elementary functions has major advantages to design portable systems, to control precisely the experimental conditions or to reduce the environmental impact of industrial activities. In most of these microsystems, it is necessary to actuate a small amount of chemical or biological fluid under the form of droplets. In particular, it is often necessary to move, divide atomize or mix these small quantities of fluids. Surface Acoustic Wave actuators allow to perform all these elementary operations. They rely on the nonlinear interaction of a surface wave and a liquid. However a precise understanding of the underlying physics is still missing, hence restraining a widespread use of these microsystems. We present, in this thesis, a theorical and experimental study of the oscillation and the displacement of a droplet under a surface acoustic wave excitation. In the first part, we describe the droplet dynamics and nonlinear energy transfers that occur during actuation. The second part of the manuscript is dedicated to the development of a weakly nonlinear model to study parametric response of a droplet to periodic excitation. In a third part, the influence of the gravity is shown through the comparison of pendant and sessile droplet dynamics. A competition beetwen acoustic forces and gravity appears when tilting the experimental device and allow us to observe new droplet dynamics. In the last part of the manuscript, the free surface drop deformations generated by surface acoustic waves, are used to viably sort cells based on their adhesion properties
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Eude, Muriel. "Étude expérimentale de la propagation d'une onde acoustique dans un milieu atténuant en présence d'hétérogénéités." Lyon 1, 2004. http://www.theses.fr/2004LYO10007.
Full textAbstract:
Le propos de cette thèse est l'étude expérimentale, dans le contexte de l'imagerie médicale, des interactions entre une onde plane se propageant dans un milieu fluide et une distribution d'inclusions solides. Les expériences sont menées sur des échantillons d'Agar-agar contenant des distributions tridimensionnelles de diffuseurs sphériques de 1mm de diamètre. L'épaisseur des échantillons, la densité et la répartition des diffuseurs sont des paramètres maîtrisés. Pour différentes concentrations de diffuseurs et différentes épaisseurs d'échantillons, les coefficients de réflexion et de transmission sont mesurés sur une large bande de fréquence. Nos résultats expérimentaux sont confrontés aux prédictions d'un nouveau modèle de diffusion multiple qui permet d'évaluer analytiquement la transmission et la réflexion d'une onde plane ultrasonore de part et d'autre d'une région comportant une distribution aléatoire homogène de diffuseurs. L'accord expérience / théorie valide ce modèle
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Coustaux, Guilain Isabelle. "Classification de signatures acoustiques. Apport des méthodes connexionnistes." Toulouse 3, 1995. http://www.theses.fr/1995TOU30111.
Full textAbstract:
La reconnaissance et la classification de signatures acoustiques trouve son interet dans de nombreuses applications. Celles-ci concernent, entre autres, la surveillance acoustique, le comptage d'evenements ou encore le controle non destructif. Le but de cette etude est de definir une demarche systematique valable, si possible, pour toutes les categories de signaux. Une presentation des methodes de modelisation et des algorithmes de classification frequemment rencontres dans le cadre de la reconnaissance automatique est faite dans une premiere partie. Vient ensuite une definition et une presentation des techniques neuronales sous leur aspect algorithmique et mise en uvre. Une troisieme partie est consacree a une premiere evaluation de l'approche connexionniste pour la classification face a d'autres demarches, grace a des signaux simules et a des signaux lies a des problemes reels. Pour finir, une derniere partie est dediee a la resolution complete d'un probleme concret. Les deux dernieres parties ont permis de proposer deux methodes pour augmenter la vitesse de convergence lors de l'apprentissage du reseau neuromimetique, et d'etudier l'influence de la methode de modelisation sur les performances du systeme de decision. Finalement, nous avons pu conclure sur la superiorite des techniques neuronales face a d'autres approches, pour la classification de signatures acoustiques, dans tous les cas etudies
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Bernard, Ianis. "Manipulation de particules et génération de vortex par ondes acoustiques de surface en géométrie microfluidique." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAY015/document.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés à la manipulation par forces acoustiques de particules et de fluide à petite échelle. Nous avons construit pour cela un système où des ondes acoustiques de surface sont générées sur un substrat piézo-électrique de LiNbO3 à partir d’électrodes interdigitées, puis émises dans une cavité microfluidique, à une fréquence de l’ordre de 37 MHz soient des longueurs d’onde d'environ 100 µm.Dans le cas où deux ondes stationnaires sont émises perpendiculairement et à la même fréquence, nous montrons théoriquement et expérimentalement la présence d’un terme d’interférence qui, selon le déphasage temporel entre les deux ondes, va modifier la localisation des ventres et nœuds de pression dans la cavité, mais aussi donner lieu à des tourbillons dont l’axe de rotation est perpendiculaire au substrat.Nous montrons théoriquement que ces tourbillons proviennent de la forme particulière des écoulements redressés en paroi et, en injectant des microparticules, nous avons déterminé des vitesses angulaire de plusieurs rad/s. Leur disposition spatiale suit une périodicité d'une demi-longueur d'onde, et leur sens de rotation est alternée entre tourbillons voisins horaires et anti-horaires. Que cela soit avec des globules rouges ou des particules de latex, nous avons identifié une dynamique complexe, avec la formation d’agrégats au centre des vortex sous l’effet des forces de radiations et une répartition en différents niveaux par effet de lévitation acoustique dans l’épaisseur de la cavité, en accord avec l'analyse.Dans le cas où des particules d’une dizaine de micromètres sont utilisées, nous observons, outre l’arrangement des objets dans les nœuds de pression, une rotation individuelle de chaque objet, à des vitesses angulaires plus élevées. Nous interprétons ces observations comme la première mise en évidence d’un couple d’origine acoustique sur des microparticules et cellules biologiques à partir d’ondes acoustiques de surface, constituant l’analogue à petite échelle des effets de couples acoustiques décrits par Busse et Wang en 1981.La thèse propose une description détaillée des différentes montages électriques et microfluidiques, avec les différentes étapes conduisant à un laboratoire sur puce permettant la génération tant de forces que de couples acoustiques, mais aussi la manière de qualifier électriquement et optiquement ses performances<br>The focus of this PhD thesis was on particles and fluid handling through acoustic forces, at a very small scale. For this purpose, we built a micro-system based on surface acoustic waves emitted from interdigitated electrodes on a lithium niobate piezoelectric substrate. Those waves then leak into a fluid contained in a microfluidic cavity, at a frequency of 37 MHz, leading to 100 µm wavelengths.If two stationnary waves are emitted perpendicularly and at the same frequency, we theoretically and experimentally show evidence of interferences that can, depending on the time phase shift between them, nto only alter the positions of pressure nodes and antinodes in the acoustic cavity, but also give birth to acoustic vortices which axis is normal to the substrate surface.We theoretically show that those vortices come from the special behaviour of acoustic streaming due to a moving surface. Then, while injecting microparticles in the cavity, we measure angular velocities of a few rad/s. Those vortices spatial disposition follows a half-wavelength period, and their rotation alternates between neighbours: clockwise or anticlockwise. We identify a complex dynamic concerning their 3D structure, since small particles tend to aggregate in vertical columns in the center of the vortex because of radiation forces, with a vertical modulation in the height of the cavity, in good agreement with theoretical predictions.When 10 µm large particles are used instead, we observe individual rotations, even for spherical objects, with higher rotation velocities. We believe those observations to be the first evidence of an acoustic net torque exerted on micro-objects such as biological cells or beads stemming from surface acoustic waves, thus a small scale equivalent of acoustic torques described by Busse and Wang in 1981.This manuscript develops a detailed description of both electric and microfuidic devices, giving the successive steps leading to a lab on chip designed to generate acoustic forces and torques at once, and also the method for qualifying and quantifying electrically and optically its performances
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Shaw, Anurupa. "La génération d'impulsions courtes d'ondes acoustiques de surface sur un matériau piézo-électrique." Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2017. http://www.theses.fr/2017UBFCD063/document.
Full textAbstract:
La génération d’impulsions courtes d’ondes acoustiques de surface est étudiée, en s’inspirant du principe de l’amplification des impulsions chirpées qui est utilisée pour la génération d’impulsions laser ultrabrèves. La compression temporelle des impulsions est généralement réalisée à l’aide d’éléments dispersifs. Dans ce travail, un transducteur à ondes acoustiques de surface pouvant émettre des impulsions brèves est utilisé comme élément dispersif. Une étude comparative des transducteurs à peignes interdigités chirpés est menée avec un modèle du premier ordre et un modèle dit de matrice mixte. Des dispositifs à ondes acoustiques de surface sont conçus et réalisés à partir des résultats de simulation numérique. La façon de distribuer la période dans le transducteur est étudiée. L’apparition de bandes interdites dues aux réflexions internes dans le transducteur chirpé et son effet sur l’émission directionnelle des ondes surface sont en particulier observées et étudiées.Un interféromètre optique différentiel dans le domaine temporel et stabilisé est ensuite proposé afin de caractériser les impulsions brèves. Le transducteur à ondes acoustiques de surface est placé à l’extérieur de l’interféromètre. Des expériences sont conduites avec un transducteur à peignes interdigités chirpé ayant une bande opérationnelle couvrant la gamme de fréquences 200 MHz – 400 MHz et produisant des impulsions de 10 ns avec un déplacement hors-plan maximal de 36 nm. La réponse interférométrique est comparée à une mesure électrique directe obtenue à l’aide d’un transducteur de réception large bande ; une bonne correspondance des deux mesures est observée. Les influences de la différence de chemin optique dans l’interféromètre et du choix du point d’observation sur la surface sont discutées. La compression de l’impulsion le long du transducteur chirpé est observée expérimentalement.Finalement, une étude comparative de différents filtres de compression temporelle est présentée, dans l’objectif d’obtenir des impulsions optimales à la fois courtes temporellement et de forte intensité, pour un élément dispersif donné. Le filtre inverse est identifié comme le plus efficace et nous permet de produire les impulsions de plus grande amplitude. Afin d’optimiser la compression de l’impulsion pour les dispositifs fabriqués, des expériences sont conduites pour trouver les courbes de compromis optimal dans chaque cas de modulation de la période du transducteur<br>Generation of short pulses with surface acoustic waves (SAW) is studied, in analogy with the principle of chirped pulse amplification (CPA) used to produce ultrashort laser pulses. Temporal compression of pulses is generally achieved with dispersive elements. A SAW transducer emitting short SAW pulses is used as a dispersive element in this work. A comparative study of chirped inter digital transducers (CIDTs) using the first order model and the p-matrix model is presented. SAW devices are designed and fabricated using the simulation results and the effect of the varying pitch of the CIDts on the response is studied. Appearance of band gaps due to internal reflections within the CIDts and its effect on the directionality of the CIDTs are in particular found and studied.A stabilized time-domain differential optical interferometer is then proposed in order to characterize short pulses, with the surface acoustic wave (SAW) sample placed outside the interferometer. Experiments are conducted with surface acoustic waves excited by a chirped inter-digital transducer on a piezoelectric lithium niobate substrate having an operational bandwidth covering the 200 MHz – 400 MHz frequency range and producing 10 ns pulses with 36 nm maximum out-of-plane displacement. The interferometric response is compared with a direct electrical measurement obtained with a receiving wide bandwidth inter-digital transducer and good correspondence is observed. The effects of varying the path difference of the interferometer and the measurement position on the surface are discussed. Pulse compression along the chirped inter-digital transducer is observed experimentally.Finally, a comparative study of different filter designs for generating short pulses is presented with an objective to find a design to produce the optimal pulse which is short in width and high in amplitude, for a given dispersive element. The inverse filter is found to be the most efficient as it produces a short pulse with the highest amplitude. To optimize the pulse compression for the fabricated devices, experiments are conducted to find the optimal trade-off curve for each chirp case
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Al, Wardany Riad Gallias Jean-Louis. "Caractérisation non destructive des structures en béton au moyen des ondes dispersives de Rayleigh et de Lamb." [s.l.] : [s.n.], 2008. http://biblioweb.u-cergy.fr/theses/05CERG0272.pdf.
Full textAbstract:
Reproduction de : Thèse doctorat : Génie civil : Cergy-Pontoise : 2005.<br>Thèse soutenue en co-tutelle avec l'Université de Sherbrooke (Canada). Titre provenant de l'écran titre. Bibliogr. p.175-181.
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Khelif, Abdelkrim. "Propriétés de vibration et de diffusion de nanostructures en surface." Lille 1, 1998. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/1998/50376-1998-117.pdf.
Full textAbstract:
Dans ce travail, nous etudions les proprietes spectrales (modes localises, resonances) de nanostructures integrees sur ou pres d'une surface ainsi que la diffusion d'ondes par ces defauts. En utilisant le formalisme de la fonction de green, nous avons mis au point une methode numerique exacte pour obtenir les proprietes vibrationnelles (densite d'etats, diffusion d'une onde incidente en champ proche ou lointain) associees a un fil ou a une assemblee periodique de fils deposes sur la surface plane d'un substrat. L'avantage de la methode est de pouvoir envisager a la fois une geometrie arbitraire de la section du fil et de choisir des materiaux differents pour le fil et pour le substrat. Nous avons applique cette methode a l'etude des vibrations acoustiques de polarisation transverse. Dans le cas d'un seul fil depose, nous avons determine les resonances acoustiques a partir des pics de densites d'etats totales et locales. On peut obtenir des resonances tres bien definies dont les frequences dependent des parametres relatifs des deux materiaux ainsi que de la geometrie du fil. Dans certains cas, les frequences de resonance peuvent etre reliees aux modes propres du fil isole (non supporte). Par exemple, dans le cas d'un fil plus dur que le substrat, les resonances resultent d'un elargissement des modes propres discrets du fil isole. Par ailleurs, les pics de resonance deviennent plus fins et plus intenses lorsqu'on augmente la hauteur du fil depose (comparee a sa base). Nous avons aussi explore l'evolution de ces resonances resultant de la presence de deux fils voisins sur une surface. Un chapitre de ce memoire est consacre a l'etude de la diffusion d'une onde incidente par un fil depose. Celle-ci peut etre utilisee dans l'evaluation non destructive et l'imagerie de ces objets. En incidence normale ou a faible angle d'incidence, l'amplitude de l'onde diffusee presente une serie d'augmentations et de diminutions successives en fonction de la frequence.
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Mayorga, Vera Roberto. "Contribution à la caractérisation des contacts métal-semiconducteurs par la technique des ondes acoustiques de surface." Toulouse, INPT, 1987. http://www.theses.fr/1987INPT018H.
Full textAbstract:
Presentation d'une methode mettant en jeu l'application des ondes acoustiques de surface pour determiner les caracteristiques d'un semiconducteur et la hauteur de barriere de potentiel d'un contact schottky
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Valier-Brasier, Tony. "Propagation acoustique en guides fluides et solides à parois rugueuses : formulation intégrale pour ondes de pression, de cisaillement et de Lamb." Le Mans, 2010. http://cyberdoc.univ-lemans.fr/theses/2010/2010LEMA1010.pdf.
Full textAbstract:
Dans le cadre du contrôle non destructif, l'étude de la propagation d'ondes dans des guides rugueux ouvre la voie à diverses applications, telles la caractérisation de l'état de surface d'un matériau ou de la qualité d'un collage dans une structure assemblée, la détection d'effets de corrosion ou d'imperfections d'usinages,. . . Dans ce contexte, l'étude menée au cours de cette thèse porte sur l'analyse des effets de rugosité de frontières de guides d'ondes fluides ou solides sur la propagation des ondes acoustiques, en vue, en pratique, de caractériser cette rugosité. Le processus de diffusion sur des rugosités de parois se traduit par des couplages modaux, transferts d'énergie entre modes créés ou non par des sources, modes propres pour ondes de pression en fluides ou pour ondes SH en solides, modes de Lamb en guides solides. Qu'il s'agisse de champs à caractère scalaire (en fluide ou ondes SH en solide) ou vectoriel (ondes de Lamb), un modèle nouveau, qui repose sur une formulation intégrale des équations scalaires de propagation, est mis en œuvre, modèle dans lequel le choix des fonctions de Green joue un rôle prépondérant. Les relations entre champs acoustiques (de pression ou élastiques) et profils de rugosité ont été étudiées pour tous types de rugosité, mais plus particulièrement pour des rugosités périodiques qui permettent des analyses plus avancées. La relation entre les densités spectrales de puissance (DSP) des profils de rugosité et les coefficients de réflexion et de transmission en énergie des modes guidés est établie ; certains résultats obtenus ont été comparés à ceux d'expériences réalisées à cet effet<br>Analysing the wave propagation in rough waveguides, in the frame of Non Destructive Testing (NDT), opens the way to several applications such as the characterization of surfaces of materials or of adhesive properties, the detection of the corrosion or of the surface defects, and so on. The aim of this work, taken in this context, is to present a method for analysing the effects of roughness of boundaries (fluid or solid waveguides) on the propagation of acoustic guided waves, with a practical view to the characterization of the roughness. The scattering from rough boundaries leads to modal coupling, i. E. Energy transfer between modes created or not by sources, namely eigenmodes for pressure waves (fluid waveguides) and SH waves (solid waveguides), Lamb modes in solid waveguides. As regards fields characterized either by a scalar behaviour (pressure or SH waves) or by a vectorial behaviour (Lamb waves), the effects of the roughness are described in a new derivation from an integral representation of the scalar propagation equations, where the Green's functions chosen plays an important role. The relations between the acoustic fields (pressure fields or elastic fields) and the roughness profiles are discussed for any kind of roughness, drawing particularly the attention to periodic profiles because they allow more advanced analysis. The relation between the Power Spectral Density (PSD) of the roughness profile and the energy reflexion/transmission coefficients of the guided modes is provided; results are compared to those obtained from experiments conducted for this purpose
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Al, Wardany Riad. "Caractérisation non destructive des structures en béton au moyen des ondes dispersives de Rayleigh et de Lamb." Cergy-Pontoise, 2005. http://biblioweb.u-cergy.fr/theses/05CERG0272.pdf.
Full textAbstract:
Une méthode acoustique de contrôle non destructif du béton est développée. Cette méthode nommée FK, est basée sur l'analyse des ondes de surface (Rayleigh et Lamb) dans le domaine de fréquence-nombre d'onde. Elle fournit le profil de variation de la vitesse de propagation des ondes de cisaillement en fonction de la profondeur. Ceci permet une évaluation rapide et précise des caractéristiques mécaniques du béton ausculté (module d'élasticité, coefficient de Poisson), ainsi qu'une estimation de l'épaisseur d'éventuelles dégradations. Comme l’a montré sa validation sur des maquettes de grandes dimensions, la méthode FK est aussi capable de détecter et de localiser des plans de fissuration parallèles à la surface du béton. Sa mise œuvre in-situ, sur une écluse attaquée par la réaction alcalis-granulat, a permis d'obtenir des images 2D du module d'élasticité du béton et de démontrer ainsi son fort potentiel et sa haute fiabilité pour la caractérisation mécanique des ouvrages endommagés en béton<br>A new acoustical non-destructive method has been developed in this study. The method, named FK, is based on the frequency-wavenumber analysis of surface waves (Rayleigh & Lamb). It can accurately provide the variation of the shear wave velocity in concrete with depth. Experiments, conducted on various concrete slabs, have demonstrated the effectiveness of the proposed method to determine thicknesses and elastic properties (Yong’s modulus, Poisson’s ratio) of the near surface degradation. The FK method showed also high potential to detect and locate cracking plans parallel to the concrete surface. An in situ application has also demonstrated the capacity of the FK method to generate 2D images of the concrete Young’s modulus
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Hoang, Trang. "Conception et réalisation d'un capteur de pression à ondes acoustiques de surface à base d'AlN." Université Joseph Fourier (Grenoble), 2009. http://www.theses.fr/2009GRE10010.
Full textAbstract:
L'objectif de cette thèse est la conception d'un capteur de pression à ondes de surface utilisant le nitrure d'aluminium (AlN). Les études théoriques, la réalisation et la caractérisation du capteur de pression sur différentes structures à ondes de surface sont présentées. La modélisation du capteur est effectuée en utilisant un circuit équivalent basé sur le modèle de Mason et la méthode des modes couplés. Les paramètres des ondes de surfaces sont obtenus par calcul et analysés pour différentes structures telles que AlN/SiO2/Si, AlN/Si et AlN/Mo/Si. A partir de ces analyses, nous avons montré que la vitesse des ondes ainsi que le facteur de couplage peuvent dépendre du milieu de propagation. Pour chaque type de structure utilisant l'AlN, nous déterminons la plage d'épaisseur de la couche d'AlN pour laquelle la vitesse des ondes et le facteur de couplage présentent une faible dépendance au regard de l'épaisseur d'AlN. Les dispositifs à ondes de surface doivent être conçus, en particulier pour le choix des épaisseurs de différentes couches, en tenant compte de la précision du procédé de fabrication, afin de réduire les dispersions de caractéristiques des capteurs. En outre, nous avons analysé le comportement mécanique de la membrane en présence d'une pression et nous en avons déduit la sensibilité du capteur. Les effets des variations de température sur une structure à ondes de surface (SAW) sont étudiés. Pour des applications dans le domaine de la mesure de pressions, nous proposons une méthode de réduction des effets des variations de température. Pour le précédé de fabrication, nous proposons d'utiliser le micro-usinage de surface. Ce type de procédé de fabrication permet d'obtenir exactement les dimensions des membranes utilisées dans les capteurs de pression et il permet aussi de réaliser tout type de géométrie grâce au procédé d'arrêt de gravure du silicium. Les films de nitrure d'aluminium sont caractérisés au cours de la fabrication. Nous avons trouvé que pour améliorer le comportement piézoélectrique de l'AlN, trois voies sont possibles : utiliser une couche de molybdène sous l'AlN, réduire la rugosité de la couche se trouvant sous l'AlN jusqu'à 0,2 nm et augmenter l'épaisseur de l'AlN. Les pertes acoustiques de propagation, le facteur de couplage, l'effet d'une couche de Mo et l'effet du film mince de polyimide sur la fréquence centrale sont analysés expérimentalement. En conclusion, la sensibilité de pression mesurée de notre dispositif est présentée. Ce dernier résultat est très prometteur<br>The goal of this thesis is the design of a surface acoustic wave (SAW) pressure sensor using Aluminium Nitride (AlN). Theoretical studies, realization, and characterization of the pressure sensor on different SAW structures are presented. The modeling of the sensor was performed using an equivalent circuit based on Mason model and Coupling-Of-Mode. The theoretical study, SAW parameters in different structures of AlN/SiO2/Si, AlN/Si, and AlN/Mo/Si are calculated and analyzed. From these analysis, the wave velocity as well as coupling factor could depend on the wave propagation medium. For each structure using AlN, we establish the range of thickness of AlN layer, in which there is a weak dependence of the wave velocity and coupling factor on the AlN layer thickness. The SAW devices should be designed, in particular for the choice of the thicknesses of the different layers, by taking into account the accuracy of the manufacturing process, to reduce dispersion effects on the sensors characteristics. Besides, we also performed the mechanical analysis of the membrane under pressure and we have deduced the pressure sensitivity. The effect of frequency variation due to temperature change in SAW device using AlN is given. For pressure measurement applications, we propose a method to reduce temperature change effects. Concerning the fabrication process, we propose to use surface micro-machining. This kind of fabrication process allows to obtain exactly the dimensions of membranes used in pressure sensors and it also allows to have any kind of geometry due to the silicon etch stop wall. Characterizations of AlN film are done during fabrication process. We found that to increase the piezoelectric behavior of AlN, there are three possible ways: using a bottom Mo layer, decreasing the roughness of the layer below the AlN layer up to 0. 2nm and increasing the thickness of AlN. Acoustic propagation losses, coupling factor, effect of Mo layer and the effect of thin polyimide film on the center frequency are experimentally analyzed. Finally, the measured pressure sensitivity of our device is presented. This last result is promising
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Chevret, Patrick. "Simulation numérique des effets de la turbulence sur la propagation du son dans l'atmosphère." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1994. http://www.theses.fr/1994ECDL0018.
Full textAbstract:
La prédiction du niveau sonore pour une onde acoustique se propageant dans les basses couches de l'atmosphère est un problème délicat à appréhender compte tenu de la complexité des phénomènes physiques mis en jeu. En effet, s'il convient de bien décrire l'interaction entre l'onde et le sol, il est aussi indispensable de prendre en compte simultanément les variations du milieu de propagation dues aux gradients moyens et aux fluctuations turbulentes de température et de vent. La modélisation que nous avons choisie est fondée sur une approche statistique. Le milieu de propagation est représenté par un ensemble de réalisations d'un champ aléatoire d'indice superposé au champ moyen, et les ondes acoustiques sont propagées dans chacune de ces réalisations en utilisant une équation de propagation de type parabolique. Le champ turbulent est créé par superposition d'un nombre limité de modes de Fourier aléatoires, ce qui permet une description à partir des grandeurs physiques mesurées telles que les échelles de corrélations spatiales, les valeurs efficaces et les spectres des fluctuations. Pour la propagation des ondes acoustiques, on résout une équation parabolique grand angle par une méthode numérique mixte, Split-Step Padé, qui allie la rapidité de calcul des algorithmes Split-Step Fourier à la bonne prise en compte des conditions aux limites des méthodes aux différences finies. Notre modèle a été appliqué aux deux grandes classes de problèmes pour lesquelles les expériences réalisées in situ ont montré qu'il est nécessaire de prendre en compte les effets de la turbulence. Nous avons ainsi etudié d'une part la modification des interférences lors de la propagation au voisinage d'un sol en l'absence de gradient moyen, et d'autre part la diffusion dans les zones d'ombre profondes observées en présence d'un gradient de celérité négatif. Après avoir considéré une fonction de correction gaussienne pour les fluctuations d'indice, nous avons envisagé une fonction de correction associée à un spectre de von Karman afin de prendre en compte les effets d'une zone inertielle de turbulence significative. Si aucune différence n'a été constatée pour la propagation à courte distance en l'absence de gradient de célérité, ce choix a permis d'améliorer notablement l'accord théorie-expérience pour la propagation dans les zones d'ombre. En plus de l'analyse de l'évolution des niveaux acoustiques moyens, notre modèle fournit également des renseignements sur l'écart-type des niveaux ou même sur la densité de probabilité des fluctuations d'amplitude ou d'intensité. Dans le cas des zones d'ombre, nous avons pu ainsi mettre en évidence des comportements très variés avec des régimes de propagation allant de distributions quasi-normales pour les faibles distances, à des distributions associées à un signal très intermittent dans les zones d'ombre profondes<br>Sound level in the first hundred meters of the atmosphere is difficult to predict because propagation is significantly affected by ground reflec¬tions and refraction associated with the mean gradients and fluctuations of temperature and wind speed. A series of numerical experiments are conducted to calculate the sound pressure variations due to random temperature fluctuations. Meteorological conditions are used as input parameters to the model. Our numerical model is based on a statistical approach. The medium is considered as the sum of the mean gradient and turbulent fluctuations of the refraction index. The turbulence is represented as a set of inde¬pendent realizations (generated by the superposition of random Fourier modes) in which the sound is propagated by making use of a wide angle parabolic equation. Our discretization method is a mix of the classical Split-Step Fourier and Implicit Finite Difference methods. It is called Split-Step Padé and it incorporates the advantages of both methods (i. E. The speed of the Split-Step Fourier method and the possibility to model the ground impedance with the Implicit Finite Difference method). Our calculations have been applied to two particular classes of atmosphe¬ric propagation problems for which outdoor measurements have shown that strong effects of the turbulence are present. Our results are mainly comparisons with those measurements. First, we studied the modifications caused by the turbulence on the interference spectra in the line of sight region near the ground. Second, we simulated the case of an upward refracting atmosphere and showed that in the presence of turbulence, an important diffusion of sound into the shadow zone exists. These calculations were done with a gaussian correlation function. Then, to take in account the inertial region of the turbulence spectrum, we em¬ployed a modified von Karman spectrum. For the line of sight nearfield propagation there is no differences in the prediction. Now, in the case of the propagation in a shadow zone, the results agree better with measurements. In addition to mean quantities, our model also yields informations concerning the acoustic field (i. E. , phase and amplitude fluctuations and amplitude distributions). We observed an interesting result for the case of the propagation in a shadow zone: a normal amplitude distribution is found when the distance to the source is small and a distribution associated to very intermittent signal is obtained in the deep shadow zone
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Renaudin, Alan. "Réalisation d'une plate-forme à ondes acoustiques de surface pour une microfluidique digitale dédiée à la biologie." Lille 1, 2006. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2006/50376_2006_190.pdf.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur la microfluidique digitale dans les Lab-on-Chips dédiés aux applications biologiques. Nous présentons les résultats concernant le déplacement et la manipulation de gouttes de liquides à partir d'ondes acoustiques de surface (SAW) utilisées comme mode d'actuation. Ces ondes sont propagées dans le substrat piézoélectrique à partir de transducteurs à peignes interdigités travaillant à 20MHz. Les gouttes peuvent être pincées entre ce substrat et un couvercle de fermeture qui limite l'évaporation. Des traitements de surface et des conditions d'excitation SAW optimisés permettent de déplacer, de fusionner et de mélanger des gouttes de liquides sur une plate-forme dédiée. Nous exposons ensuite une méthode innovante de pulse-écho que nous avons développée pour localiser la goutte avec une précision submillimétrique. Le logiciel développé au laboratoire permet la gestion en aveugle du déplacement des gouttes et leurs entrées-sorties sur des zones bioactives. Nous précisons aussi les conditions pour maîtriser la température d'une goutte immobile. Dans ce contexte, une goutte de volume calibré allant du nanolitre au microlitre et contenant des analytes (protéines. . ) devient un microlaboratoire mobile dont le contenu peut interagir par contact avec les zones fonctionnalisées du couvercle. L'architecture originale et les solutions microfluidiques que nous proposons permettent d'envisager la réalisation d'un premier prototype de microsystème fluidique SAW pour l'analyse de protéines par spectrométrie de masse de type MALDI.
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Mallah, Mustapha. "Les ondes élastiques de surfaces dans les matériaux anisotropes semi-infinis ou multicouches." Le Mans, 1998. http://www.theses.fr/1998LEMA1005.
Full textAbstract:
Ce travail est consacre a l'etude numerique des ondes elastiques de surface pour des substrats et multicouches des milieux anisotropes. L'etude prend systematiquement en compte le champ des deplacements d'ondes a trois composantes, couplees, ceci pour differentes coupes de surface et differentes orientations de propagation. Nous avons verifie notre modele en comparant nos resultats dans des cas particuliers avec des resultats anterieurs. A partir d'une premiere etude, pour la surface (001) des systemes : cubique, orthorhombique, trigonal, tetragonal, hexagonal, nous presentons le formalisme analytique et un modele numerique general pour traiter les modes de surface dans ces systemes, leurs vitesses, et les champs des deplacements a trois composantes qui sont associes a ces modes. Le modele numerique montre la variation du comportement de ces modes en fonction du facteur d'anisotropie du milieu. Notamment l'etude montre cette variation pour les modes dits rayleigh, pseudo-modes, et supersoniques. Dans la deuxieme partie de ce memoire, on generalise le modele numerique afin d'etudier le systeme d'une couche mince anisotrope sur substrat anisotrope. Avec ce modele, nous avons montre les courbes de dispersion d'ondes elastiques de ces couches en fonction de la frequence de l'onde et de l'epaisseur de la couche, ceci pour differents angles de propagation. L'identification du type de mode (rayleigh, love, mixte) dans les systemes couches minces sur substrats est analysee grace a la nature de la polarisation du champ associe, a trois dimensions. Nous avons applique le modele numerique pour des systemes nouveaux, d'interet et d'actualite, comme le kmnf#3/si et c60/si. En effet, ces systemes sont en cours d'etude experimentale. Enfin, nous avons etudie ces modes pour des milieux effectifs composes des multicouches alternes de deux materiaux anisotropes, dans le cas ou les constantes effectives sont calculees par l'approximation statique. On retrouve la caracteristique de cette approximation dans les resultats concernant les vitesses des ondes. Il semble que l'etude des proprietes des ondes elastiques de surface dans le milieu effectif, puisse etre amelioree si on determine les constantes effectives par d'autres methodes d'approximation.
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Fertier, Laurent. "Couches minces fonctionnalisées pour la détection chimique et biochimique : applications aux transducteurs à ondes acoustiques." Montpellier 2, 2008. http://www.theses.fr/2008MON20132.
Full textAbstract:
La fonctionnalisation de surface de transducteurs à ondes acoustiques guidées (SH-SAW) est décrite dans le but d'obtenir des couches minces fonctionnelles pour la détection des métaux dissous et la reconnaissance antigène/anticorps. Dans le cadre de l'élaboration des capteurs chimiques, une molécule chélatante, à fonction thiourée, a été synthétisée, caractérisée puis immobilisée par liaison amide sur le dispositif. Cette immobilisation a été réalisée par l'intermédiaire d'une couche mince d'amines primaires déposée par adsorption chimique du 3-aminopropyltriehoxysilane (APTES) sur le capteur. Les propriétés acoustiques du dispositif sont principalement liées aux propriétés physiques des couches déposées (épaisseur, rugosité, homogénéité) ce qui a permis de valider cette méthode de fonctionnalisation pour les capteurs chimiques. Ces dispositifs ont ensuite été introduits dans un système d'analyse pour montrer leurs sensibilités aux cations Cd2+ en milieu liquide. Dans le but de développer des capteurs à reconnaissance antigène/anticorps, un peptide antigénique a été immobilisé par liaison α-oxo-semicarbazone sur une monocouche autoassemblée (SAMs). Le greffage du peptide et la reconnaissance de l'anticorps ont été suivis en temps réel sur le transducteur piézoélectrique. La microscopie de fluorescence ainsi qu'une analyse de surface par AFM ont permis de confirmer ces interactions spécifiques. Dans le cas du couple HA/anti-HA étudié le domaine de linéarité de la réponse du capteur est compris entre 0,1 µg. ML-1 et 5,0 µg. ML-1. Aux vues de ces résultats, la caractérisation gravimétrique de ce type d'interaction biomoléculaire est une voie complémentaire à la fluorescence utilisée communément en analyse biologique<br>The surface functionalization of guided-SH-SAW (Shear Horizontal – Surface Acoustic Wave) transducers was carried out to prepare layers for heavy metals chelation and antibodies recognition. For the preparation of the chemical sensors, a thiourea molecule acting as a chelating agent for heavy metals was grafted on the top-layer of the transducer. This covalent immobilization was obtained by amide bonds through primary amine groups immobilized on the device by the chemisorption of the 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES). The acoustic properties of the devices were mainly related to the nanometric thickness of the layers, which proved chemisorption of APTES was an efficient method to prepare a chemical acoustic sensor. The thiourea modified transducer was inserted in a microfluidic analysis system to prove its sensitivity for cadmium ions in liquid media. In the aim to develop bio-chemical sensors based on antigen/antibody recognition, a functionalization way based on SAMs of semicarbazyde functions leading to an α-oxo-semicarbazone bond with antigenic peptide is described. The first interest was to observe in real-time the immobilization of the peptide on the surface, followed by the monitoring of the antibody recognition (linear sensitivity range for HA antibody: 0. 1 µg. ML-1 to 5. 0 µg. Ml-1). Based on these results, this gravimetric determination is a promising complementary route for antibodies analysis
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El, Hakiki Mohamed. "Etude théorique et expérimentale de dispositifs à ondes élastiques de surface (O. E. S) à base des structures multicouches : ZnO/Quartz, AIN/Diamant et ZnO/AIN/Diamant." Nancy 1, 2005. http://www.theses.fr/2005NAN10012.
Full textAbstract:
Ce mémoire avait l'objectif de modéliser, réaliser et caractériser des dispositifs SAW à base de structures multicouches à savoir : ZnO/Quartz, AlN/Diamant et ZnO/AlN/Diamant, pour les applications capteurs et hautes fréquences. La première partie de ce mémoire a été consacrée à l'étude théorique de modélisation de structures multicouches de dispositifs SAW. Dans la deuxième partie de ce travail, nous avons présenté les procédés technologiques nécessaires pour la fabrication de ces dispositifs, ainsi nous avons également présenté les méthodes de caractérisation des principaux paramètres de ces dispositifs. Concernant La troisième partie, nous avons étudié les dépôts de films de diamant, d'oxyde de zinc et de nitrure d'aluminium. Nous avons également proposé une solution originale consistant à utiliser la face de nucléation du diamant auto-supporté qui présente une bonne qualité morphologique permettant d'assurer une bonne propagation des ondes élastiques. Dans la dernière partie, nous avons réalisé des capteurs SAW à base de structure ZnO/Quartz stables aux variations thermiques et présentant de bonnes sensibilités. Nous avons également réalisé des filtres SAW à base de structure AlN/diamant fonctionnant à haute fréquence tout en offrant de bonnes qualités de filtrage. Enfin, nous avons étudié et réalisé une structure originale, ZnO/AlN/Diamant, combinant un grand coefficient de couplage électromécanique et une grande vitesse de propagation<br>We investigate in this work the multilayer structures ZnO/Quartz, AlN/Diamond and ZnO/AlN/Diamond for designing SAW sensors and high frequency SAW filters. Beginning with a theoretical study that we have developed for modelling the SAW structures, we discuss then the technological processes used for preparing such devices and also the characterisation methods implemented to determine the device principal parameters. We describe subsequently an original method that we have established for SAW device design of the deposits on the diamond. The films are grown in this method on the unpolished nucleation side of the freestanding CVD diamond. These nucleation side have good morphological qualities which enhance the acoustic wave propagation. The ZnO/Quartz-based SAW sensors and AlN/Diamond-based SAW filters that we have designed are then presented and discussed as to their performances. While the sensors show a high sensibility and a low temperature coefficient, the filter can be operate at high frequencies without loosing its filtering capacity. Finally, a. New SAW device based on ZnO/AlN/Diamond combining high phase velocity and high electromechanical coupling coefficient has been investigated for GHz-band applications
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Mayorga, Vera Roberto. "Contribution à la caractérisation des contacts métal-semiconducteurs par la technique des ondes acoustiques de surface." Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb376078875.
Full text
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Janin, Yves. "Dispositifs à ondes de surfaces sur substrat céramique : applications à l'étude de films minces viscoélastiques." Tours, 1997. http://www.theses.fr/1997TOUR3306.
Full textAbstract:
Cette thèse comprend deux parties : d'une part la caractérisation des propriétés acoustiques de surface des céramiques piézoélectriques à grains fins, d'autre part la réalisation d'un capteur d'humidité et l'étude des ondes de Rayleigh se propageant dans un substrat piézoélectrique recouvert par un film mince viscoélastique. Dans la première partie, nous présentons tout d'abord les méthodes de caractérisation développées, dont certaines s' appuient sur la mesure de l'impédance électrique de transducteurs à peignes interdigités. Nous donnons ensuite les résultats d'une étude portant sur l'influence des conditions de fabrication des céramiques et le rôle des éléments dopants sur les propriétés de ces céramiques. Nous montrons en particulier qu'un traitement par pressage isostatique à chaud réduit notablement les pertes par propagation des ondes de surface. Dans la seconde partie, nous mettons en oeuvre un capteur d'humidité basé non pas sur la mesure des variations de vitesse de l'onde de surface, mais sur celle des variations d'amplitude de l'onde acoustique. Les résultats expérimentaux obtenus nous amènent ensuite à étendre la notion de permittivité piézoélectrique de surface au cas d'un substrat piézoélectrique recouvert par un film mince viscoélastique. Nous nous intéressons pour finir aux phénomènes de résonances de films polymères minces, et nous montrons que ce phénomène peut très bien être analysé grâce aux méthodes développées précédemment<br>This thesis is divided in two parts. The first one deals with the characterisation of the surface acoustic wave (SA W) properties of fme grain piezoelectric ceramics, and the second with the design of a humidity sensor and the study of Rayleigh waves propagating in piezoelectric substrates covered with thin viscoelastic films. In the first part, original characterisation methods are developed, most of them based on the measurement of the electrical impedance of interdigital transducers. Th en we study the influence of the fabrication process and the effect of doping on SA W properties of piezoceramics. In particular we show that the SA W propagation losses are significantly reduced by a hot isostatic pressing process. In the second part, a humidity sensor is designed. Unlike conventional sensors, it is not based on SA W phase velocity measurements, but on SA W amplitude measurements. The experimental results lead us to extend the effective surface permittivity concept to the case of a piezoelectric substrate coated with a thin viscoelastic film. Finally, we foc us on resonances of thin polymer films, and we show that this phenomenon can be analysed using this theoretical method
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Ntagwirumugara, Etienne. "Co-intégration d'un filtre à ondes de surface avec un amplificateur d'entrée de faible bruit sur Si pour téléphone mobile." Valenciennes, 2007. http://ged.univ-valenciennes.fr/nuxeo/site/esupversions/4bd689b6-f6f2-4c58-8579-cd72bb25debf.
Full textAbstract:
L’étude présentée dans cette thèse porte sur l'analyse d'un filtre en échelle co-intégré avec un amplificateur faible bruit (LNA) en technologie CMOS dans une gamme de fréquence autour de 945-MHz. L’étude théorique du filtre a été réalisée en utilisant en premier lieu la méthode des modes couplés mais aussi en appliquant le circuit équivalent RLC du résonateur. Le filtre a été développé sur une structure constituée d'un film de ZnO et d'électrodes en aluminium (Al) sur un substrat de silicium (Si) avec une métallisation en Ti. Ce filtre se compose de six résonateurs sur le même port. Les résultats théoriques et expérimentaux ont été analysés. Un amplificateur entièrement co-intégré avec ce filtre destiné à l'utilisation dans un récepteur mobile (GSM), a été mis en application dans un processus standard de 0,35µm en technologie CMOS. Les résultats de la simulation pour la conception de l’ensemble filtre-LNA avec un amplificateur utilisant quatre types d’inductances de coefficients qualité différents ont été présentés. Notre étude nous permet d’affirmer qu’aujourd’hui, on peut faire la co-intégration des deux composants. En final, nous présentons l’implantation de l’ensemble filtre-LNA<br>The study presented in this thesis relates to the analysis of a ladder-type filter co-integrated with a CMOS low noise amplifier (LNA) in the frequency band around 945-MHz. The theoretical study of the filter was carried out by using initially the coupling of modes model (COM) but also by applying equivalent circuit RLC of the resonator. The filter was developed on a structure with three layers of a ZnO film and aluminium (Al) electrodes on a silicon (Si) substrate with a Ti for metallization. This filter is composed of six resonators on the same port. The theoretical and experimental results were analyzed. An amplifier low noise entirely co-integrated with this filter intended for the use in a global system mobile(GSM) receiver, was implemented in a standard process of 0,35µm in technology CMOS. Design procedure and simulation results of filter-LNA unit by using an amplifier with four types of inductances of different quality factors (Q) were presented. Our study enables us to affirm that today; we can make the co-integration of the two components (filter with LNA). Finally, we present the layout of the filter-LNA unit
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Collino, Francis. "Analyse numérique de modèles de propagation d’ondes : application à la migration et à l’inversion des données sismiques." Paris 9, 1987. https://portail.bu.dauphine.fr/fileviewer/index.php?doc=1987PA090076.
Full textAbstract:
Trois thèmes sont abordés dans cette thèse. Etude des équations paraxiales qui décrivent des ondes se propageant dans une direction privilégiée, application à la sismique réflexion. Ensuite, application de la technique de Wiener hopf qui permet de résoudre le problème de la diffraction d'une onde acoustique par une fissure rectiligne semi-infinie. Enfin, étude de la vitesse de l'onde en fonction de la profondeur à partir de la trace de la solution de l'équation des ondes à deux dimensions.
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Mariaux, Gilles. "Etude du comportement dynamique de circuits aérauliques : application au contrôle actif des variations rapides de pression dans les trains à grande vitesse." Poitiers, 1995. http://www.theses.fr/1995POIT2257.
Full textAbstract:
Cette etude traite du developpement et de la mise en place d'un dispositif actif permettant d'attenuer les variations de pression dans les voitures de t. G. V consecutives a leur passage en tunnels et a l'origine de la gene ressentie par les passagers. Dans la mesure ou ces variations de pression (connues sous le nom d'ondes de pression) se propagent dans la voiture par les circuits de climatisation, il est possible de les attenuer en obturant partiellement certains de ces circuits. Afin de permettre le renouvellement de l'air dans la voiture, le declenchement de la fermeture et de l'ouverture de ces circuits est commande par des capteurs de pression instantanees situes a l'interieur et a l'exterieur de la voiture. Un modele theorique representant le comportement dynamique du reseau aeraulique de la voiture et de ses ventilateurs de climatisation a ete developpe et permet de determiner la nature et les valeurs des parametres caracteristiques du systeme de controle actif. Sur la base de ces resultats, un banc d'essais de laboratoire a ete concu par similitude et a permis d'affiner les valeurs de ces parametres. Nous avons ainsi montre que le controle actif des ondes de pression est tout a fait possible pendant la traversee des tunnels tout en assurant le renouvellement en air
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Ding, Yu. "Méthodes numériques sur l'équation intégrale aux bords pour le problème des ondes acoustiques diffractées par une surface rigide en 3D." Paris 11, 1989. http://www.theses.fr/1989PA112031.
Full textAbstract:
Cette thèse traite du problème de propagation des ondes acoustiques diffractées d'une surface rigide par équation intégrale aux bords. Equation intégrale peut s'écrire sous la forme: 1/2 u(t,x)=ui(t,x)+1/4π ∫r(x-y). N ⃗y)/∣x-y∣2. (u(τ,y))/∣x-y∣+1/c ∂u/∂t(τ,y))dσy où ui est l'onde incidente dans R3, Γ est la surface, n ⃗y est la normale unitaire à point y sur Γ, ∣x-y∣ la distance entre x et y, τ=t-∣x-y∣. Cette équation est une équation du potentiel retardé, et nous pouvons trouver un schéma explicite, successif en temps. Souvent, nous utilisons des méthodes de collocation, i. E. Une discrétisation par collocation en espace et par différences finies en temps. Dans cette thèse, nous donnons quelques méthodes de formulation variationnelle, en particulier, une méthode de formulation variationnelle du type Galerkin. Un théorème de convergence est démontré pour cette dernière dans le cas de deux plans parallèles. Les éléments constants par morceaux en espace et en temps sont utilisables pour la surface composée des facettes plans. Une comparaison des résultats numériques obtenus par la méthode de Galerkin et les méthodes de collocation est présentée. Quelques méthodes de couplage sont aussi proposées. Les comparaisons des résultats numériques sont données pour toutes les méthodes de couplage et non-couplage<br>This thesis deals with resolving the scattering problem of wave propagation via boundary integral equation (B. I. E. ) methods. It is well known that the problem for transient wave propagation scattering from a hard surface is usually described by means of a B. I. E. 1/2 u(t,x)=ui(t,x)+1/4π ∫r(x-y). N ⃗y)/∣x-y∣2. (u(τ,y))/∣x-y∣+1/c ∂u/∂t(τ,y))dσy where ui is the incident wave, the solution of wave equation in free field. Γ is the surface, n ⃗y the unitary normal at y on the surface Γ, ∣x-y∣ the distance between x and y, τ=t-∣x-y∣. This equation is a retarded potential equation, we can find an explicit marching in time scheme. Usually, we use collocation methods, that is, a discretisation by collocation in space and by finite difference in time. In this thesis, we give some variational formulation methods, in particular, a Galerkin type variational formulation method. A convergence theorem is proved for the Galerkin method in the case of two parallel planes. The constant elements by mesh in space and in time are usable for the surface composed by facet planes. A comparison of numerical results obtained by the Galerkin method and collocation methods is presented. Some coupling methods are also proposed. Comparisons of numerical results are given for all the coupling and non-coupling methods
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Lechat, Thomas. "Etude de la réflexion d'ondes de choc acoustiques sur des parois rugueuses." Thesis, Lyon, 2020. http://www.theses.fr/2020LYSEC005.
Full textAbstract:
La réflexion d'ondes de choc acoustiques sur des parois lisses peut mener à des schémas de réflexions plus complexes que la réflexion de type Snell-Descartes observée classiquement en acoustique linéaire et sont ainsi difficiles à prédire analytiquement. Si ces réflexions irrégulières sont bien connues dans le cas de parois lisses, elles le sont en revanche moins pour des parois déformées. L'utilisation d'outils numériques pour étudier ces configurations est toute indiquée car la mesure d'onde de choc en laboratoire est difficile et la simulation présente l'avantage de contrôler parfaitement la géométrie de la surface à étudier. Cette thèse porte ainsi sur l'étude numérique de la propagation et la réflexion d'ondes de choc acoustiques sur des parois déformées.Pour cela, un code de résolution des équations d'Euler dans le domaine temporel par méthodes de type différences finies est développé. Dans un premier temps, les méthodes numériques employées sont décrites. La déformation de la paroi est modélisée via l'utilisation de coordonnées curvilignes. Deux cas tests sont présentés pour démontrer la robustesse de la méthode. Le premier correspond au cas de la diffraction d'une onde acoustique linéaire par une sphère rigide. Le second consiste à simuler la propagation d'une onde de choc dit en N dans un tube à section droite, dont le maillage à l'intérieur du tube est déformé Une étude numérique est ensuite menée afin de déterminer une initialisation pertinente pour simuler l'onde de choc générée par un arc électrique. Ce type de source a été utilisée jusqu'ici pour étudier expérimentalement la réflexion d'ondes de choc en laboratoire. L'approche choisie consiste à ajouter un dépôt d'énergie initial qui correspond à la zone échauffée par le plasma de l'arc électrique. Les résultats des simulations sont comparés avec des mesures en champ libre avec une bonne concordance. La question de la directivité de la source est discutée pour déterminer si celle-ci à un rôle dans les configurations de réflexion d'ondes de choc considérées par la suite.Enfin, la réflexion sur trois types de parois est étudiée. Le premier cas correspond à la réflexion d'ondes de choc sur des parois lisses. L'étude, menée à la fois numériquement et expérimentalement, montre la bonne précision obtenue pour décrire les interactions d'ondes de choc. La réflexion sur des surfaces périodiques est ensuite traitée en détail numériquement. La géométrie choisie est une paroi sinusoïdale en raison de la littérature abondante sur la question dans un cas linéaire. L'existence d'une onde de surface restant confinée en proche paroi est mise en évidence. Celle-ci induit une pression maximale plus importante que pour une paroi lisse. De plus, les interactions entre le choc incident et réfléchi sur la paroi sont moins marquées que dans le cas d'une surface lisse du fait de la diffraction. Finalement, la réflexion d'ondes de choc sur des parois rugueuses est abordée. Les effets obtenus pour des parois à géométrie aléatoire correspondent à ceux observés pour des parois à géométrie périodique, bien que moins prononcés. En particulier, l'onde de surface observée précédemment est toujours présente. Ces simulations sont comparées avec un très bon accord à des expériences menées en laboratoire en utilisant du papier de verre comme surface rugueuse. Les parois à géométrie aléatoire sont ainsi un premier pas vers des configurations rencontrées dans des cas pratiques tel que la réflexion du bang sonique sur le sol. L'étude suggère notamment que les niveaux de pression en proche paroi dans le cas du bang sonique pourraient être sous-estimés si les effets constructifs dus à la diffraction sur le sol ne sont pas pris en compte<br>Acoustic shock wave reflection over smooth surface can lead to more complex reflection pattern than the Snell-Descartes reflection usually observed in linear acoustic. Therefore, these patterns are difficult to predict analytically. If these irregular reflections are well known in the case of smooth surfaces, they are less so on the other hand for deformed surfaces. The use of numerical tools to study these configurations is suitable because the measurement of shock wave in the laboratiry are not easy to perform. The simulation is also relevant because the surface geometry can is perfectly defined. This work is focused on the numerical study of the propagation and reflection of acoustic shock waves on deformed surfaces. Fo that purpose, a code solving Euler equations in the time domain by the use of finite difference methods is developped. Firstly, the numerical methods used are described. In particular, the deformed surfaces modelisation is performed by the use of a curvilinear coordinate system. Two test cases are presented to demonstrate the robustness of the method. The first one corresponds to the case of the diffraction of a linear acoustic wave by a rigid sphere. The second one consists in simulating the propagation of an N-shaped shock wave in tube where the mesh at the center is deformed.A numerical study is then performed to determine a relevant initialization to simulate the shock wave generated by an electrical spark discharge. Indeed, this type of source has been used so far to study experimental shock wave reflection in the laboratory before this thesis. The chosen approach consists in adding an initial energy deposit which correspond to the field heated by the plasma resulting from the spark. Simulation results are compared to free-field measurements with good agreement. The question of the directivity of the source is discussed to determine if it has a role in the shock wave reflection configurations considered therefore.Finally, the reflection on three types of surfaces is studied. The first case corresponds to the reflection of a shock wave over a smooth surface. The numerical study is compared to previous experimental results and show an accurate prediction of the shock reflection pattern. The reflection on periodic surfaces is then treated in detail numerically. The geometry chosen is a sinusoidal shape because of the abundant literature on this configuration in a linear case. The existence of a surface wave remaining confined ner the wall is put in evidence. This induces a greater maximum pressure than for a smooth surface configuration. In addition, diffraction on the surface limit shock wave interaction between the incident and the reflected shock waves. Finally, the reflection of shock waves on rough surfaces is discussed. The effects obtained for surfaces with random geometries corresponds to those observed for periodic geometries, althourgh less pronounced. In particular, the surface wave observed previously is still present both numerically and experimentally. Indeed, previous experiments where sandpaper were used as rough surface are in good agreement with simulations. Random surface shape are also a first step towards configurations encountered in pratical cases such as sonic boom reflection on the ground. In particular, the study suggests that near-surface pressure levels in the case of sonic boom could be underestimated if the constructuve effects due to diffraction on the ground are not taken into account
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Ghariani, Sondès. "Réponse dynamique de milieux composites aléatoires et déterministes." Paris 6, 1993. http://www.theses.fr/1993PA066374.
Full textAbstract:
Le son est souvent utilisé pour caractériser les propriétés mécaniques d'un matériau hétérogène. Pour étudier le problème lié à la propagation des ondes dans un milieu contenant des inclusions, on remplace le milieu composite par un milieu homogène effectif. A basses fréquences, l'atténuation et la vitesse de phase effectives sont déterminées à l'aide d'une théorie statique d'homogénéisation. A hautes fréquences, Urick et Ament ont établi une formule simple exprimant le nombre d'onde complexe du milieu effectif en fonction de la fréquence et des caractéristiques du milieu hétérogène Par ailleurs, on montre que la théorie de Urick-Ament est valable uniquement pour de faibles concentrations des inclusions. Donc, afin d'évaluer d'une manière rigoureuse le nombre d'onde effectif, on a réalisé des simulations numériques basées sur la méthode de l'équation intégrale de volume
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TUCOULOU, TACHOUERES REMI. "Modulation spatiale et temporelle d'un faisceau de rayons x par interaction avec des ondes acoustiques de surface." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1996. http://www.theses.fr/1996GRE10273.
Full textAbstract:
La reflexion d'un faisceau x ( 1 a) sur la surface d'un cristal piezoelectrique (linbo#3) excite par des ondes acoustiques s'accompagne de par et d'autre du faisceau reflechi de pics satellites intenses (15% de l'intensite du faisceau direct) dus a la rugosite sinusoidale de la surface. Un phenomene similaire s'observe autour des diffractions de bragg d'une multicouche deposee sur un cristal piezoelectrique dont la surface est parcourue par des ondes acoustiques. Nous avons montre que la position angulaire de ces pics satellites depend de l'angle d'incidence et du rapport des longueurs d'onde x et acoustique et pouvait donc etre modifiee en changeant la frequence acoustique. Ceci nous a conduit a developper une premiere application permettant le balayage spatial d'un faisceau x par variation de la frequence acoustique autour de la frequence de resonance de l'emetteur. Ce balayage a une ou deux dimensions si l'on associe deux deflecteurs acoustiques, peut atteindre 1 mm a une distance de 1 m du cristal avec une sensibilite de l'ordre du nanometre, bien inferieure aux dimensions actuelles des faisceaux (de l'ordre de 1 m#2). Nous avons mene une etude sur l'association d'un systeme electro-acoustique avec une optique focalisante (lentille de bragg-fresnel) pour obtenir des balayages de faisceaux focalises. Les utilisations possibles sont dans la microanalyse, la microscopie x et la lithogravure. La seconde application presentee dans cette these consiste a introduire une pulsation de la structure temporelle de l'onde acoustique afin d'obtenir une modulation temporelle de l'intensite des faisceaux x satellites. Une utilisation interessante est le selecteur haute frequence de pulses synchrotrons realise en synchronisant les pulses acoustiques sur la frequence des paquets d'electrons qui tournent dans l'anneau. Ce filtre temporel elimine 99% des photons indesirables. Ces faisceaux adaptables sont utiles pour les experiences resolues en temps
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Tortissier, Grégory. "Étude et développement d’une plateforme de détection chimique à ondes acoustiques de surface pour environnement sévère haute température." Thesis, Bordeaux 1, 2009. http://www.theses.fr/2009BOR13859/document.
Full textAbstract:
Ces travaux ont donc visé le développement d’une plateforme complète de détection de gaz pour environnement sévère haute température. Cette plateforme intègre un dispositif à ondes acoustiques de surface sur substrat Langasite, une résistance chauffante, une couche sensible inorganique nanostructurée et est placée dans une enceinte hermétique. Des températures de l’ordre de 450°C ont été atteintes et des tests de cyclages ont démontré un fonctionnement en accord avec les modèles théoriques et une reproductibilité des mesures. Des tests de détection de composés organiques volatils (éthanol et toluène) ont mis en avant des seuils de détection de l'ordre de quelques ppm<br>Measuring pollutants concentrations in gas and vapors emissions are important environmental issues. This work presents a stand-alone portable device for high temperature assessment. The system includes a Langasite (LGS) acoustic sensor, a ceramic heater and a platform with RF connections for remote in-situ measurements. The packaging consists in a hermetic stainless steel cell which enables safe gas detection. In situ temperature measurements have been achieved and the thermal behavior was successfully investigated in the temperature range 25-450°C. The designed cell highlights good agreement with theoretical models and reproducibility of the measures. Volatile organic compounds exposures have been investigated and promising ppm level detections have been obtained
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Kotenkoff, Cyril. "Détection d'objets enfouis sur le fond marin par ondes sismo-acoustiques de Scholte." Phd thesis, Grenoble INPG, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00248886.
Full textAbstract:
Le but de ce travail est la détection d'objets enfouis au fond de la mer à l'aide d'ondes sismo-acoustiques de surface de type Scholte.<br />Nous avons défini un système composé d'une antenne de capteurs multicomposante et d'un source impulsive disposés sur l'interface.<br />Le traitement du signal se décompose en deux temps: une étape d'estimation des caractéristiques de propagation des ondes est réalisée à partir de l'onde incidente sur l'antenne puis une image de détection est calculée par un traitement d'antenne adapté aux caractéristiques estimées, la dispersion et la polarisation.<br />Le traitement nécessite une modélisation fidèle du bruit sismo-acoustique, dont nous proposons des modèles.<br />Les performances ont une grande sensibilité au modèle de bruit, elles soulignent l'intérêt du traitement multicomposante.<br />La méthode a été favorablement validée par simulation d'ondes élastiques ainsi que sur des données réelles.<br />Elle demande à l'être expérimentalement en environnement contrôlé et en mer.
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Bonneau, Lénaïc. "Propagation guidée dans les milieux granulaires." Paris 7, 2009. http://www.theses.fr/2009PA077015.
Full textAbstract:
Dans un milieu granulaire, la géométrie du contact entre grains induit une dépendance en pression non-linéaire des modules élastiques. Dans un milieu granulaire sous gravité avec une surface libre, la pression augmente avec profondeur. Il en résulte que seules des ondes de surface peuvent se propager. Nous montrons théoriquement que ce système est un guide d'onde à gradient d'indice dans lequel se propagent des ondes transverses et sagittales. Elles se décomposent selon une série discrète mais infinie de modes dont nous avons calculé la relation de dispersion. Leur vitesse augmente faiblement avec leur indice comme n ¹/⁶ et rend difficiles l'interprétation des mesures. En profondeur finie, un guide d'onde géométrique se superpose au précédent. Les modes modifiés présentent une fréquence de coupure. Expérimentalement, l'émission de paquets d'ondes gaussiens dans un canal (guide d'onde géométrique) a permis d'isoler le mode de surface fondamental et de tracer sa relation dispersion. L'exposant de sa loi d'échelle valide le point de vue du de la théorie de champ moyen et contredit l'hypothèse d'une situation isostatique au voisinage de la surface libre. Cependant, le module de cisaillement est anormalement faible. Un écoulement granulaire gravitaire entraîné dans un silo lisse génère une émission sonore spontanée. Nous montrons expérimentalement et théoriquement qu'elle résulte d'une instabilitée convective pour laquelle la friction amplifie et sélectionne la fréquence. Son développement aboutit à la formation d'ondes de choc. Nous pensons que cette instabilité pourrait expliquer le chant des dunes ou le déclenchement dynamique des séismes<br>In granular media, owing to the inter-grain contact geometry, the elastic moduli show a non-linear pressure dependence. In a granular medium under gravity with a free surface, the pressure increases with the depth. As a result, only surface waves can propagate. We show theoreticaly that this System is an index gradient waveguide. In which sagittal and transverse waves propagate. They split in discrete and infinite series of modes fo which we have calculated the dispersion relations. Their celerity increases weakly with their index as n ¹/⁶ ,making difficult the interpretation of measurements. For finite depth, a geometrical waveguide is superimposed to the lastThe altered modes show a cut-off frequency. Experimentally, emitting gaussian wavepackets in a channel (geometrical waveguide) allowed to isolate the fondamental surface mode and to plot its dispersion relation. The exponent of its scaling law validates the meanfield standpoint and refute the hypothesis of an isostatic situation in the vicinity of the free surface. However, the shear modulus is abnormally weak. A gravity driven granular flow in smooth silo generates a spontaneous sound emission. We show experiementally and theoretically that it results from a convective instability for which the friction lead to amplification and frequency selection. Its growth leads to shockwaves. We think that this instability could explain dune's booming or dynamic earthquake triggering
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Leroy, Sabine. "Etude de l'adhesion et de la cohesion par ondes de rayleigh-sezawa dans une lame collee a un substrat epais." Le Mans, 1996. http://www.theses.fr/1996LEMA1017.
Full textAbstract:
A l'aide des ondes ultrasonores de surface appelees rayleigh-sezawa (o. R. S. ), nous cherchons a caracteriser l'adhesion et la cohesion d'un assemblage constitue d'une lame de verre collee a un bloc de meme nature. Une etude bibliographique rappelle les techniques acoustiques d'evaluation non destructive connues. Les equations donnant la dispersion de celerite de phase, les amplitudes de vibrations et la repartition des energies de deformation sont retablies et appliquees aux cas d'un milieu semi-infini (onde de rayleigh), d'une lame (onde de lamb) et de l'assemblage (o. R. S. ). Ce dernier est modelise par deux ou quatre couches. Differents moyens d'exciter les o. R. S. Sont utilises: coin de plexiglas, sabot grave, peignes interdigites. Selon la gamme de frequences, deux bancs de mesures sont employes: 0,5-4mhz sonde optique heterodyne, 1-30mhz sonde basee sur le knife-edge et suivant la situation, trois methodes de mesures de celerites sont proposees. Si plusieurs modes proches sont excites simultanement a la meme frequence, un traitement de signal adapte permet d'obtenir leur celerite. Enfin la resolution du probleme inverse (gradients conjugues ou reseaux de neurones) fournit les caracteristiques de l'assemblage. Nous avons caracterise deux adhesifs, suivi le vieillissement de l'un d'eux et etudie l'influence de deux traitements de surface realises avant collage. Certaines zones des courbes de dispersion, calculees ou l'energie est concentree dans l'adhesif, sont particulierement sensibles au traitement de surface. Parfois, l'energie devient tres faible a la surface de l'assemblage, et alors, se pose le probleme de l'excitation et de la detection des o. R. S. . Pour certains modes et certaines frequences, l'energie se concentre aux interfaces ou au centre du joint adhesif. On comprend alors que la modelisation a cinq milieux permet de separer l'adhesion de la cohesion
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Derbesse, Laurent. "Rayonnement et diffusion acoustique en régime impulsionnel sur cibles élastiques immergées : étude par visualisation ultra-rapide et modélisations numériques." Valenciennes, 2001. https://ged.uphf.fr/nuxeo/site/esupversions/6db4c12a-e017-412a-a353-88f023828498.
Full textAbstract:
Deux outils originaux, l'un expérimental et l'autre numérique, ont été proposés pour l'investigation des phénomènes de diffusion acoustique sur cibles élastiques immergées. Utilisés conjointement, ils fournissent un éclairage nouveau et complémentaire de ces phénomènes relativement aux méthodes conventionnelles. Ils permettent de mettre l'accent sur les mécanismes de création des différents types d'onde propagés dans les structures considérées et au niveau d'hétérogénéités. Les allures spatio-temporelles en surface de l'objet des ondes de Lamb et les distributions spatiales de leur rayonnement dans le fluide environnant ont été obtenues. L'onde de Scholte-Stoneley A a été mise en évidence expérimentalement de façon directe et son mécanisme de création par l'onde de Lamb Ao a été identifié numériquement. Les résultats obtenus sur cible LINE concernent les réémissions et/ou conversions de modes sur les hétérogénéités locales entre partie cylindrique et hémisphérique<br>2 original tools, experimental and numerical, are proposed for the investigations of acoustic scattering phenomena on water-immersed elastic targets. They supply a new and additional lighting of these phenomena with regard to the conventional methods. They allow the emphasis of the mechanisms of creation of the various types of wave propagated in the considered structures. The space-time diagram of Lamb's waves (An and Sn ; ) at the surface of the object and the spatial distributions in the surrounding fluid were obtained. Scholte-Stoneley wave was observed experimentally in a direct way and its mechanism of creation by the Ao Lamb wave was described numerically. The results obtained on a LINE target concern the scattering and\or the conversions of modes on the local heterogeneity between cylindrical and hemispherical part
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Tamarin, Ollivier. "Étude de capteurs à ondes de Love pour applications en milieu liquide : cas de la détection de bactériophages en temps réel." Bordeaux 1, 2002. http://www.theses.fr/2002BOR12623.
Full textAbstract:
L'objectif de ces travaux est de montrer la faisabilité d'un immunocapteur (biocapteur) dédié utilisant les ondes acoustiques de Love. Pour cela, une structure multicouche complète tenant compte d'un liquide a permis de modéliser la propagation et simuler le capteur, notamment en estimant sa sensibilité à l'effet de masse. Puis un dispositif à ondes de Love a été réalisé et caractérisé expérimentalement en fonction des paramètres mécaniques et électriques d'un liquide test. Les résultats ont permis de valider l'approche théorique générale. Enfin, des expériences de détections biochimiques en milieu liquide ont été réalisées en utilisant les dispositifs à ondes de Love. Pour cela, un modèle immunologique permettant une interaction spécifique du type anticorps (couche sensible)-bactériophage (polluant) a été sélectionné et mis au point. Le suivi en temps réel avec une bonne sensibilité par le capteur des différentes étapes immunologiques a montré tout l'intérêt des capteurs acoustiques à ondes de Love par rapport aux méthodes de mesure classiques de la biochimie analytique.
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Clément, François. "Une formulation en temps de parcours par migration pour la détermination des vitesses de propagation acoustique à partir de données sismiques bi-dimensionnelles." Paris 9, 1994. http://www.theses.fr/1994PA090033.
Full textAbstract:
L'objet de cette thèse est la mise en œuvre d'une méthode, reposant sur une formulation en temps de parcours par migration, permettant la détermination automatique des vitesses de propagation acoustique à partir de données sismiques bidimensionnelles. Cette approche peut s'interpréter comme une méthode de dualité appliquée au problème usuel de minimisation de l'erreur des moindres carres entre les données et les mesures prédites. Les trois chapitres de la première partie concernent la construction d'outils de base: simulation numérique de l'équation des ondes acoustiques par différences finies, séparation des effets de propagation et de réflexion par représentation des paramètres acoustiques dans une base multi-échelle et migration quantitative par préconditionnement de l'opérateur de migration usuel obtenu à partir d'un calcul de gradient. Les quatre chapitres de la seconde partie concernent la reformulation en temps elle-même: motivations et idées directrices, description de la nouvelle modélisation directe, calcul et visualisation des gradients de la nouvelle fonction coût et résultats de minimisation de cette fonction coût. Les illustrations numériques portent sur des données synthétiques obtenues à partir d'un modèle à structure simple mais comportant d'importantes variations latérales de vitesse. Les résultats d'inversion de ces données sont très satisfaisant en ce sens qu'ils sont obtenus par une méthode de minimisation locale (de type quasi-Newton) à partir d'un point initial très pauvre (constante)<br>The aim of this thesis is the implantation of a method, wich consists in a migration-based traveltime formulation, allowing the automatic detremination of the velocities from 2D seismic data. This approach interprets itself as a duality method applied ti the usual minimisation problem of the least-square error between data and predicted measures. The three chapters of the first part deal with the construction of basic tools : finite differences numerical simulation of the acoustic wave equation, separation of the propagation and reflection effects by representation of the acoustic parameters on a multiscaled basis and quantitative migration through a preconditionning of the usual migration operator obtained via a gradient calculation. The four chapters of the second part deal with the time formulation itself : motivations and key ideas, description of the new forward model, computation and visualisation of the gradients of the new cost functionand results of the minimisation of this cost function. Numerical illustrations are obtained with synthetic data wich are computed from a model with a simple structure but with important lateral velocity variations. THe results of the inversion of these data are very satisfying as they are obtained by a local (Quasi-Newton-based) minimisation method from a very poor initial point (constant)
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Liu, Yuxin. "Etude de cristaux phononiques à base des matériaux micro/nano structurés pour la manipulation des ondes de Love." Thesis, Ecole centrale de Lille, 2019. http://www.theses.fr/2019ECLI0007.
Full textAbstract:
Le contrôle de la propagation des ondes élastiques repose principalement sur la conception de milieu artificiel à base de matériaux structurés pour obtenir une ingénierie avancée de la dispersion de la propagation. Au cours de la thèse, la dispersion du mode guidé de polarisation transverse horizontale (mode de Love) dans la structure bi-couche SiO2/Quartz (Coupe ST-90°) a été numériquement étudié et les applications résultantes explorées. Les propriétés des cristaux phononiques (CPns) à base de trous micro-usinés dans la couche SiO2 ont été étudié, ainsi que l’interaction de ce mode avec des plots déposés à la surface de cette couche guidante. Dans le cas des CPns à trous nous avons montré qu’il est possible d’ouvrir des bandes interdites, cette propriété a été exploitée pour le design d’un résonateur cavité. Les performances de ce résonateur sont étudiées en fonction des paramètres géométriques qui le caractérisent. Il est aussi proposé d’étudier l’interaction des modes de cavité avec les modes de résonance des plots déposés à la surface de la cavité. Ceci peut mieux confiner les modes et donc améliorer drastiquement le facteur de qualité. On s’est intéressé aussi à l’interaction du mode Love avec des métasurfaces à base de plots déposés à la surface de SiO2. Les couplages entre des plots de géométries identiques ou non ont donné lieu aux divers phénomènes comme analogue acoustique de Autler-Townes Splitting, résonance Fabry-Perot, transparence induite acoustiquement et résonance Fano. Les résultats présentés pourraient être utilisés pour des applications potentielles telles que le traitement du signal, le contrôle des ondes, les métamatériaux et les biocapteurs<br>The control of the propagation of elastic waves relies mainly on the design of artificial medium based on structured materials to obtain an advanced engineering of the dispersion of the propagation. During the thesis, the dispersion of the shear horizontal polarised guided mode (Love mode) in the bi-layer SiO2/Quartz (90ST-cut) structure was numerically investigated and the resulting applications explored. The properties of phononic crystals (PnCs) based on micro-machined holes in the SiO2 layer, and the interaction of this mode with pillars deposited on the surface of this guiding layer, have been studied. In the case of holey PnCs we have shown that it is possible to open band gaps, this property has been exploited for the design of a cavity resonator. The performances of this resonator are studied according to the geometrical parameters characterizing it. It is also proposed to study the interaction of the cavity resonator’s modes with the resonant modes of pillars deposited on the surface of the cavity. This has the effect of a better confinement of the modes and thus a drastic improvement of the quality factor. We also investigated the interaction between the Love mode and metasurfaces based on pillars deposited on the surface of SiO2. The couplings between pillars of identical or not geometries gave rise to various phenomena like acoustic analogue of Autler-Townes Splitting, Fabry-Perot resonance, acoustically induced transparency and Fano resonance. The results presented in this study could be used for potential applications such as signal processing, wave control, metamaterials and biosensors
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Tortissier, Gregory. "Étude et développement d'une plateforme de détection chimique à ondes acoustiques de surface pour environnement sévère haute température." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00585725.
Full textAbstract:
Ces travaux ont visé le développement d'une plateforme complète de détection de gaz pour environnement sévère haute température. Cette plateforme intègre un dispositif à ondes acoustiques de surface sur substrat Langasite, une résistance chauffante, une couche sensible inorganique nanostructurée et est placée dans une enceinte hermétique. Des températures de l'ordre de 450 °C ont été atteintes et des tests de cyclages ont démontré un fonctionnement reproductible en accord avec les modèles théoriques. Des tests de détection de composés organiques volatils (éthanol et toluène) ont mis en avant le fort potentiel du couplage entre dispositifs acoustiques et couches sensibles mésoporeuses présentant des seuils de détection de l'ordre de quelques ppm.
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Ndao, Saliou. "Développement de capteurs interdigités à ondes acoustiques de surface pour l'estimation de l'humidité dans des structures en béton." Thesis, Valenciennes, Université Polytechnique Hauts-de-France, 2020. http://www.theses.fr/2020UPHF0005.
Full textAbstract:
Dans ce travail, nous avons développé des capteurs ultrasonores interdigités (IDT) d’humidité exploitant des ondes acoustiques de surface (SAW) de type Rayleigh. Ces capteurs SAWIDT sont destinés à suivre d’une part l’humidité ambiante dans les bétons du génie civil et d’autre part, le monitoring du séchage des bétons réfractaires à haute température (jusqu’à 450°C). Dans ce dernier cas, une évaporation brusque de l’humidité résiduelle lors d’une première mise en œuvre conduit à un endommagement de la structure d’où l’intérêt de s’assurer de l’absence d’humidité en fin de séchage de la structure. Ces deux applications imposent de développer de nouveaux capteurs d’humidité capables d’opérer à haute température et de détecter de faibles taux d’humidité relative dans le cadre des bétons réfractaires et de forts taux d’humidité relative dans le cadre des bétons du génie civil. Par ailleurs, la présence d’eau liquide ne doit pas avoir de conséquence sur le fonctionnement de ces capteurs. Pour ce faire, les capteurs SAW-IDT en mode ligne à retard ont été privilégiés. Ces derniers ont la particularité d’être très sensibles aux aspects environnementaux grâce au confinement de l’énergie des ondes à l’extrême surface (environ une longueur d’onde). De plus, dans la configuration de ces capteurs SAW-IDT, il est possible d’adapter les matériaux qui les composent (substrats piézoélectriques, couches sensibles à l’humidité et électrodes) en fonction de l’application visée. Au cours de cette thèse, des capteurs SAW-IDT opérant à 30 MHz sur substrat de niobate de lithium et fonctionnalisés avec une couche polymérique d’alcool polyvinylique (PVA) pour les applications basse température et d’oxyde de silicium pour celles à haute température ont été réalisés et optimisés. Des premiers tests in situ ont pu être menés. Il a été ainsi montré les potentialités de ces types de capteurs d’humidité aussi bien pour le monitoring de l’humidité ambiante dans les structures en génie civil que le suivi du séchage des bétons réfractaires<br>In this work, we have developed ultrasonic humidity interdigital (IDT) sensors exploiting Rayleigh type Surface Acoustic Waves (SAW). These SAW-IDT sensors are intended to monitor ambient humidity in civil engineering concretes and to monitor the refractory concretes drying at high temperatures (up to 450°C). In the latter case, a sudden evaporation of the residual humidity during a first implementation leads to a damage to the structure from which the interest to ensure the absence of humidity at drying end of the structure. These two applications require the development of new humidity sensors capable of operating at high temperatures and detecting low relative humidity levels in the context of refractory concretes and high relative humidity levels in the context of engineering concretes civil. In addition, the presence of liquid water must not have any effect on the operation of these sensors. To do this, SAW-IDT delay line sensors have been favored. The latter have the particularity of being very sensitive to environmental aspects thanks to the confinement of the acoustic waves energy at the near surface (approximately one wavelength). In addition, in the configuration of these SAW-IDT delay line sensors, it is possible to adapt the materials that compose them (piezoelectric substrates, humidity sensitive layers and electrodes) according to the intended application. In this work, SAW-IDT delay line sensors operating at 30 MHz on lithium niobate substrate and functionalized with a polymeric polyvinyl alcohol (PVA) layer for low temperature applications and silica layer for high temperature applications have been realized and optimized. First in situ tests could be conducted. It has been shown the potential of these types of humidity sensors both for the monitoring of ambient humidity in civil engineering structures and the monitoring of the refractory concrete drying
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Dubosc, Fabrice. "Etude et réalisation d'un capteur acoustique à ondes de surface : vers l'utilisation du silicium poreux comme surface sensible." Thesis, Tours, 2018. http://www.theses.fr/2018TOUR4027.
Full textAbstract:
Les capteurs à ondes de surface (SAW) présentent plusieurs intérêts, tels que leur robustesse, leur adaptabilité et leur faible coût de fabrication. Un des facteurs de performance de ce type de capteur est sa sensibilité. Généralement pour l’améliorer les efforts se concentrent sur la couche sensible. Une alternative innovante est l’augmentation de la surface active en porosifiant le substrat. L’ouverture du matériau piézoélectrique le long du chemin de propagation permettra, ainsi, la captation des espères dans les pores du substrat. L’objectif de cette thèse est de proposer une nouvelle architecture de capteur permettant l’usage du silicium poreux en tant que couche guidante et sensible<br>Surface wave sensors (SAW) have several advantages, such as robustness, adaptability and low manufacturing costs. One of the key performance factors of this type of sensor is its sensitivity. Generally to improve it, the efforts focus on the sensitive layer. An innovative alternative is the increase of the active surface by porosifying the substrate. The opening of the piezoelectric material along the path of propagation and its replacement by porous silicon will thus enable the capture of the species to be detected in the pores. The objective of this thesis is to propose a new sensor architecture allowing the use of porous silicon as a guiding and sensing layer
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Baillard, André. "Influence de raidisseurs longitudinaux sur la diffusion acoustique par un tube : théorie et expérience." Le Havre, 2000. http://www.theses.fr/2000LEHA0001.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur l'influence de raidisseurs longitudinaux sur la diffusion acoustique par un tube immergé, sous incidence normale. Un modèle théorique original est développe en s'appuyant sur la théorie de l'élasticité. L'influence des raidisseurs est prise en compte par l'intermédiaire des contraintes imposées ponctuellement par les raidisseurs sur la surface interne du tube. Les objets étudies sont en acier inoxydable, de rapports des rayons interne sur externe b/a égaux à 0,97 et 0,98. La validation expérimentale est effectuée avec plusieurs cibles, ou le raidisseur correspond à une surépaisseur (soudure), à une plaque interne diamétrale attachée d’un seul côté, puis attachée des deux côtes. Les études sont effectuées d'un point de vue théorique (analytique), numérique et expérimental, autant dans le domaine des basses fréquences (5-35 en fréquence réduite k 1a, k 1 étant le nombre d'onde dans l'eau) que dans celui des moyennes et hautes fréquences (k 1a compris entre 30-150). Les analyses des spectres fréquentiels et des réponses temporelles montrent que la discontinuité du milieu de propagation, créée par la jonction entre le tube et la structure interne, joue un rôle très important. En effet, cette jonction provoque des phénomènes de réflexion, de génération et de conversion des ondes circonférentielles se propageant autour du tube. Les phénomènes de conversions d'ondes sont clairement mis en évidence, d'une part, dans le modèle théorique développé, ou chaque mode de vibration est couple aux autres, et d'autre part, sur les représentations fréquence/nombre d'onde. Par rapport aux tubes non raidis, de nouvelles résonances apparaissent et leur provenance a été identifiée ; ces résonances sont liées à l'interaction entre le tube et la structure interne. Les études détaillées des phénomènes mis en jeu lors de la diffusion acoustique montrent bien que l'influence des jonctions est aussi importante que la nature de la structure interne.