Academic literature on the topic 'Spectre Infrarouge'

Nous exploitons les fluctuations thermiques pour étudier les résonances de nano-antennes plasmoniques métal-isolant-métal (MIM) individuelles dont les modes électromagnétiques sont excités en chauffant les nanostructures. La spectroscopie infrarouge par modulation spatiale permet de mesurer le spectre du rayonnement thermique de champ lointain d’une antenne unique en s’affranchissant de la contribution dominante du fond environnant. Des mesures de microscopie à effet tunnel à rayonnement thermique fournissent quant à elles une image super-résolue de la structure spatiale du rayonnement thermique de champ proche.

La technique d’Eye-tracking (ET), basée sur la détection du reflet cornéen généré par une lumière infrarouge, permet l’enregistrement en temps réel des mouvements oculaires d’un individu explorant une image ou son environnement. Cette technique révélant le sens du regard en une succession de saccades et de fixations a permis d’apporter un nouvel éclairage sur la manière dont un individu explore le monde environnant et de mettre en lumière les particularités perceptives dans différentes pathologies, dont les troubles du spectre autistique. Les sujets avec trouble du spectre autistique présentent des atypies perceptives se traduisant notamment par un biais de traitement en faveur de la dimension locale (détails). La majorité des travaux en ET se sont intéressés à la cognition sociale. Certains ont notamment révélé que les stratégies d’exploration des visages au sein d’une scène sociale en milieu naturel étaient différentes chez les sujets TSA et pourraient contribuer aux troubles de cognition sociale et de reconnaissance émotionnelle [1]. Toutefois, cette technique trouve également son intérêt dans l’étude d’autres domaines cognitifs tels que les capacités de catégorisation [2] ou la mémoire. Les personnes avec TSA ont un fonctionnement mnésique atypique [3], résultant notamment de difficultés de sélection et d’intégration d’informations perceptives complexes. Ces difficultés ont été identifiées dès les premières millisecondes d’exploration de l’information à mémoriser [4]. Nous proposons d’illustrer l’apport de cette approche pour la caractérisation des atypies perceptives des personnes avec TSA et leurs répercussions sur le fonctionnement cognitif. Nous aborderons également les perspectives nouvelles d’évaluation neuropsychologique et de remédiation qu’offre cette technique d’ET au clinicien.

Le miel est traditionnellement consommé dans les îles de l’océan Indien et utilisé également pour ses propriétés cosmétiques et thérapeutiques. Ce produit, issu du nectar de fleurs ou de miellat d’insectes, est collecté et transformé par les abeilles produisant ainsi un miel unique caractéristique de la flore de chaque île. A l’issue de la récolte, l’apiculteur doit nor­malement veiller à ce que le miel soit conforme et respecte des caractéristiques physico-chimiques spécifiques selon les recom­mandations du Codex alimentarius. De plus, il doit indiquer des informations, comme l’origine botanique et géographique, sur chaque pot de miel vendu. En pratique il est toutefois très diffi­cile de vérifier l’exactitude de ces informations, d’autant qu’elles sont mises en avant comme argument de vente.La spectrométrie dans le proche infrarouge (SPIR), basée sur les propriétés physiques d’absorption de la lumière par les com­posés organiques, peut être un outil de contrôle et de traçabi­lité des miels mis sur le marché (1, 3). L’objectif principal de cette étude a été d’évaluer la faisabilité d’un contrôle qualité (authentification de l’origine botanique et/ou géographique et détection d’adultération) des miels commerciaux produits dans l’océan Indien. Les perspectives de cette méthode de laboratoire sont importantes dans le cadre du développement des filières apicoles, notamment lorsqu’elles sont orientées vers les marchés d’exportation et vers la promotion de leur qualité auprès de consommateurs désireux de profiter de produits d’excellence et fortement attachés à des territoires insulaires uniques.Au total, 625 miels des pays de l’océan Indien (tableau I) ayant diverses origines botaniques (tableau II) ont été mesurés sans ajustement à 30 °C et après ajustement à 70 °Brix avec de l’eau distillée (3). La mesure a été réalisée en réflexion diffuse à l’aide d’une cellule ronde avec un fond réflecteur doré (trajet optique 0,1 mm) sur un spectromètre FOSS NIRSystem 5000 (1 100–2 500 nm, 2 nm). En parallèle, les mesures du degré Brix, de l’humidité et de la conductivité des miels bruts ont été réalisées au laboratoire. Après l’analyse en composantes prin­cipales (ACP) de la base spectrale des 625 miels et le calcul des distances H de Mahalanobis, 83 miels ont été identifiés comme spectralement atypiques et retirés du jeu de données (tableau I). Sur la base des distances spectrales (H, Mahalanobis), 64 miels représentatifs des 542 miels retenus ont été sélectionnés, ajustés à 70 °Brix, puis adultérés avec du sirop de sucre de canne du commerce (Mascarin®) à 25 et à 10 p. 100 par pesée.Les modèles prédictifs des teneurs en humidité, Brix et conducti­vité ont été établis en utilisant la régression modified partial least square (M-PLS) du logiciel WinISI 3 (Infrasoft, Port Mathilda, PA, Etats-Unis). Les modèles PLS ont été réalisés sur la base des dérivées premières des spectres normalisés (SNV) et corri­gés pour la ligne de base (Detrend). Pour expliquer les critères géographiques et botaniques, nous avons utilisé une méthode non supervisée de discrimination (Cluster Analysis, Unscrumbler 10.3, CAMO, Oslo, Norvège), qui constitue des groupements naturels, sur la base des distances spectrales. Les spectres des miels non adultérés ont servi de base pour définir un espace multidimensionnel (ACP centrée, non réduite sur dérivée seconde des spectres bruts). La projection des spectres (dérivée seconde des spectres bruts) des miels adultérés sur cet espace a permis d’identifier un plan factoriel (CP1–CP7) expliquant 65 p. 100 de la variance totale, sur lequel les miels adultérés étaient nettement séparés des miels non adultérés. Les modèles d’étalonnage obtenus par régression PLS pour le degré Brix, l’humidité et la conductivité ont été performants avec des R² de l’ordre de 0,92 et des erreurs de validation croisée acceptables (tableau III) (figure 1).Les essais de groupement des individus sur la base de leur spectre (recherche de clusters), de même que l’utilisation d’autres méthodes mathématiques, comme l’analyse discrimi­nante linéaire (LDA) et la classification support vecteur machine (SVM) à partir des origines géographiques et botaniques n’ont pas donné de résultats satisfaisants (tableau IV). Cette impossi­bilité de discriminer les miels de l’océan Indien serait peut-être due à une identification botanique imprécise des miels. Sans analyses polliniques des échantillons de miels, les origines bota­niques ne peuvent être certifiées, en particulier les miels dits monofloraux. Plusieurs hypothèses peuvent expliquer l’impos­sibilité de discriminer les miels de l’océan Indien en fonction de leur origine géographique et/ou botanique. Parmi elles, les différences chimiques caractéristiques de l’origine géographique et/ou botanique correspondent à des classes de composés (aro­matiques par exemple) qui n’impactent pas suffisamment les empreintes spectrales, ne permettant pas de trouver des fac­teurs discriminants. La projection des miels adultérés à 25 p. 100 (figure 2), sur la base de miels non adultérés montre une sépara­tion nette des populations. En revanche, pour un niveau d’adul­tération à 10 p. 100, la séparation n’est pas évidente (figure 3).Les résultats obtenus montrent que la spectrométrie dans le proche infrarouge peut être utilisée pour prédire certains para­mètres physico-chimiques des miels. Ces premiers résultats montrent que la constitution d’une base spectrale de miels adultérés à différents niveaux au laboratoire, associée à des méthodes de régression ou de discrimination devrait permettre l’identification de miels non-conformes, comme montré précé­demment par Rios-Corripio et coll. (2).Ces résultats ne permettent pas, dans l’état actuel, de différencier l’origine géographique et botanique des miels collectés dans le commerce. La limite de détection des miels adultérés par du sucre de canne devra être déterminée. Elle se trouve entre 10 et 25 p. 100. Les fraudeurs adultérant fréquemment les miels avec du glucose, il serait important de poursuivre les essais avec ce produit. Il est donc possible de détecter, par la technique SPIR, des altérations importantes du miel par ajout de sucre de canne.

The titration of phosphoric acid by sodium hydroxide was performed by infrared (IR) spectroscopy with the objective of obtaining the infrared spectra of the pure ionic species and determining their abundance as a function of pH. In the series of spectra, taken in the pH range of 0.18-13.4, the subtraction of neutral water, acidic water, and basic water was made. Factor analysis (FA) was then applied to the series of spectra to obtain the objective. First, we found the four most abundant species : H3PO4 (pH 0-4), H2PO-4 (pH 0-9), HPO4-2 (pH 4-14), and PO4-3 (pH 9-14). Secondly, we found three complexes in small quantities : H3PO4–H2PO–4(pH 0-4),H2PO–4–HPO–24 (pH 4-9), and HPO–24–PO–34 (pH 9-14). The equilibrium constants of these species with the parent molecules are 0.65, 0.63, and 0.4 L/mol, respectively. Thirdly, we found residual water that was closely bound to the ionic species which formed hydrates. The pKa values obtained from the IR titration were used to obtain the theoretical concentration of the four principal species as a function of pH. The resulting distribution curve was found to be coincident with the distribution curve obtained by IR.Key words : infrared spectroscopy, FT-IR, aqueous solutions, factor analysis, titration, phosphoric acid, pH.

The titration of sulphuric acid by infrared spectroscopy using the attenuated total reflection (ATR) technique was made in the 0 to 14 pH range for solutions ranging from 1.89 to 0.01 M. The subtraction of the water spectrum was made using acidic, neutral, and basic waters which exhibit different spectra. The results gave the spectra of mixtures of the HSO–4 and SO2–4 ionic species in solutions. For each concentration, factor analysis (FA) sorted the spectra of the pure ionic species and gave through the multiplying factors (MF) the distribution of the species as a function of pH. This distribution is the same as that obtained from the equilibrium equations. The IR measurements gave directly the ratios of the activity coefficients of HSO–4 and SO2–4 ions. This ratio varies with the total concentration of both ions but is independent of the relative concentration. The fitting of the experimental and theoretical volumetric titration curves in the high and low pH regions gave the mean activity coefficients of the other species present in the solutions. The values obtained are comparable to those obtained by electrochemical measurements. These results show that it is possible to use IR spectroscopy to study aqueous solutions of inorganic acids from low to high concentrations.Key words : IR spectroscopy, sulfuric acid, aqueous solutions, factor analysis, ATR, principal spectra, solvation, activity coefficients, IR titration.

Le pilotage des systèmes d’élevage en vue d’une optimisation technique, économique et environnementale passe par une formulation des rations de plus en plus précise et nécessite donc une connaissance fine des aliments consommés par les animaux. La spectrométrie dans le proche infrarouge (SPIR), utilisée de façon croissante depuis les années 60, est une technique analytique permettant de caractériser rapidement des échantillons d’aliments ou de fourrages. Les premières applications concernaient la composition chimique des fourrages, mais il est également possible de développer des étalonnages pour une estimation de la valeur nutritive et de l’ingestion. Au-delà de ces mesures directes sur l’aliment, la SPIR peut être appliquée sur les fèces afin de caractériser l’alimentation d’animaux sur parcours. Le traitement conjoint des spectres des aliments et des fèces peut donner une vision de l’utilisation réellement faite des aliments par les animaux. D’autres utilisations possibles de la SPIR comme la traçabilité ou la classification des aliments ainsi que la reconnaissance botanique des végétaux dans les prairies sont aussi décrites. Les développements techniques actuels, et notamment la miniaturisation des spectromètres, permettent d’amener les instruments sur le terrain pour produire l’information au plus près de son utilisation. D’autres techniques spectroscopiques alternatives ou complémentaires à la SPIR comme la spectroscopie dans le moyen infrarouge, la spectroscopie Raman ou l’imagerie hyperspectrale permettront d’autres conditions de mesures et d’autres applications.

Une analyse radiometrique d'un spectro-imageur spatial permet l'evaluation de ces performances et la definition des specifications du systeme de detection infrarouge multi-elements. La seconde partie presente ensuite les solutions envisageables tant dans le domaine des materiaux photodetecteurs que des principes de lecture multiplexee. Les limitations des performances liees au multiplexage sont abordes: le bruit de lecture et l'efficacite du couplage constituent les deux aspects principalement etudies. La troisieme partie expose les resultats de caracterisations de photodiodes en antimoniure d'indium entre 50 et 150 k, de sensibilite spectrale comprise entre 1000 et 5200 nm. Ces photodiodes, de surface inferieure a 0,01 mm#2, proviennent de barrettes multi-elements fabriquees par la societe anonyme de telecommunication. Les premieres mesures des performances d'un dispositif de lecture particulier sont ensuite presentees a une temperature de 77 k. Le couplage entre les detecteurs et le dispositif de lecture fait enfin l'objet d'une etude par simulation numerique. Le refroidissement de ces detecteurs infrarouges de hautes performances est finalement aborde. Les effets des vibrations mecaniques d'un cryogenerateur actif sont quantifies sur des photodiodes en antimoniure d'indium a 77 k. L'ensemble des mesures sur les detecteurs est realise dans des conditions d'environnement a faible temperature afin de s'affranchir de la limitation des performances par le bruit de photons. Les resultats mesures sur une premiere maquette concluent l'ensemble des travaux

Cette thèse est consacrée à l'évaluation de l'absorption du rayonnement infrarouge par les revêtements et alliages quasicristallins et a été conduite selon deux objectifs principaux. Le premier concerne l'évaluation quantitative des propriétés radiatives des quasicristaux (en particulier des alliages déposés sur substrat métallique) dans le but de mettre en évidence des applications industrielles concrètes. Des mesures optiques complémentaires (mesures de réflectivité spéculaire, hémisphérique et bidirectionnelle, mesures d'émissivité thermique), associées à l'étude des surfaces des alliages, ont révélé un comportement très éloigne de celui des alliages métalliques usuels et une absorption du rayonnement infrarouge pouvant atteindre 70% dans le cas de surfaces très rugueuses ou à forte porosité. Le deuxième objectif concerne l'étude des propriétés physiques des alliages quasicristallins et une meilleure compréhension des mécanismes régissant l'interaction des quasicristaux avec le rayonnement électromagnétique du domaine optique. Les propriétés électroniques et structurales ont été corrélées en combinant des analyses par spectroscopie infrarouge, microscopie électronique et microscopie en champ proche. L’analyse des résultats obtenus a permis de mettre expérimentalement en évidence la nature hiérarchique des pseudo zones de Brillouin dans le cas des alliages quasicristallins

L'efficacité de la spectrométrie proche infrarouge (SPIR) dépend en partie, des méthodes statistiques utilisées pour les analyses quantitatives de produits complexes. Ce travail concerne, plus particulièrement les méthodes de prétraitement des spectres PIR, dans le but d'améliorer les capacités de prédiction de la robustesse des modèles de calibration. . .

Etude systématique des coefficients d'élargissement par collisions des raies infrarouge et Raman de dioxyde de carbone perturbé par dioxyde de carbone, eau, diazote et dioxygène. Les résultats obtenus dans la gamme de température 300-3000 K sont utiles pour modéliser les transferts radiatifs en particulier dans les systèmes de combustion, et pour les diagnostics infrarouge et Raman.

Mesure directe de l'emissivite spectrale directionnelle d'echantillons dans le domaine spectral 3 microns a 11 microns en fonction de l'angle d'observation, de la longueur d'onde du rayonnement et de la temperature. Possibilite de mesure indirecte par l'intermediaire de la brdf

Les télécommunications optiques requièrent le développement de nouveaux matériaux pour augmenter les échanges d’information. Parmi les matériaux régulièrement utilisés, le verre occupe une place importante. Sa transparence permet l’envoi de signaux sur de longues distances. Son faible coût et sa fabrication simple le rendent utilisable à grande échelle. Les verres d’oxyde courants comme les phosphates (1200 cm⁻¹), les silicates (1100 cm⁻¹) ou les borates (1400 cm⁻¹) possèdent une transmission limitée dans la région mid-IR en raison de leur énergie de phonon élevée. D’autre part, des verres sans oxyde à basse énergie de phonon et à haute transparence dans le mid-IR sont caractérisés par une stabilité thermique faible. Pour combler ces lacunes, le verre à base d’oxyde de baryum, de germanium et de gallium (BGG) est étudié, caractérisé par une énergie de phonon faible, une large fenêtre de transmission, une grande stabilité thermique et de bonnes propriétés chimiques et mécaniques. Le projet de maîtrise explore ses propriétés thermiques, optiques et structurelles dans le but de développer une nouvelle fibre optique pour des applications dans l’infrarouge. La première partie de ce mémoire détermine une composition vitreuse optimale. La fenêtre de transmission est maximisée, la stabilité thermique est élevée et la composition doit soutenir une purification. Parmi les différentes compositions, la composition 40GeO₂ - 20Ga₂O₃ - 40BaO a été sélectionnée pour mener l’étude du dopage au bismuth et au thulium. La deuxième partie étudie le verre 40GeO₂ - 20Ga₂O₃ - 40BaO comme matrice hôte pour le dopage de ces deux ions. Le dopage avec le bismuth présente une bande de photoluminescence remarquablement large dans la gamme spectrale de 1000-1600 nm. L’analyse XPS montre que le Bi³⁺ est responsable de cette émission. Enfin, les premiers essais de fibrage réalisés avec des échantillons de BGG montrent son potentiel pour la fabrication de fibres optiques.
Optical telecommunications require the development of new materials to increase information exchange. Among the materials regularly used, glass occupies an important place. Its transparency allows signals to be sent over long distances. Its low cost and simple manufacture make it usable on a large scale. Common oxide glasses such as phosphates (1200 cm⁻¹), silicates (1100 cm⁻¹) or borates (1400 cm⁻¹) have a limited transmission in the mid-IR region due to their high phonon energy. On the other hand, oxide-free glasses with low phonon energy and high transparency in the mid-IR are characterized by low thermal stability. To fill these gaps, glass based on barium, germanium and gallium oxide (BGG) is studied, characterized by low phonon energy, wide transmission window, high thermal stability, and good chemical and mechanical properties. The master’s project explores its thermal, optical and structural properties with the aim of developing a new optical fiber for infrared applications. The first part of this master’s thesis determines an optimal glass composition. The transmission window is maximized, the thermal stability is high, and the composition must support purification. Among the various compositions, the composition 40GeO₂ - 20Ga₂O₃ - 40BaO was selected to carry out the study of bismuth and thulium doping. The second part studies 40GeO₂ - 20Ga₂O₃ - 40BaO glass as a host matrix for the doping of these two ions. Doping with bismuth exhibits a remarkably wide photoluminescence band in the spectral range of 1000-1600 nm. XPS analysis shows that the Bi³⁺ is responsible for this issue. Finally, the first optical fiber tests carried out with samples of BGG show its potential for the manufacture of optical fibers.

La spectroscopie proche infrarouge fait partie des spectroscopies vibrationnelles au même titre que l’infrarouge moyen (MIR) et le Raman. C’est une méthode physicochimique d’analyse basée sur l’interaction entre un rayonnement lumineux dans le domaine proche infrarouge et les molécules de l’échantillon. Cependant, contrairement au MIR et au Raman qui s’intéressent aux vibrations fondamentales de la molécule, le PIR va sonder les harmoniques et les combinaisons de ces modes de vibration. Les spectres sont peu intenses et généralement mal résolus mais peuvent être obtenus très facilement sur des échantillons non préparés. Il en ressort une certaine complexité qui peut expliquer que cette technique soit peu enseignée dans le domaine académique alors qu’elle présente une grande attractivité dans le domaine industriel.