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Дисертації з теми "Liquides diélectriques"

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Pochat, Pascal. "Propriétés diélectriques de la nouvelle phase cristal liquide TGBa : applications hyperfréquences des cristaux liquides." Bordeaux 1, 1996. http://www.theses.fr/1996BOR10643.

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Анотація:
La premiere et majeure partie du travail est consacree a l'etude des proprietes dielectriques de cristaux liquides ferroelectriques de synthese recente et presentant la phase smectique torsadee par joints de grains (tgba). Deux familles de mesogenes sont etudiees ainsi que deux textures differentes de la phase tgba. Les modes dielectriques sont analyses de part et d'autre de la transition smectique sc#*-tgba. L'expose des resultats est precede d'une analyse des proprietes generales des cristaux liquides et d'une presentation des methodes experimentales mises en uvre. La derniere partie est une etude de faisabilite concernant l'utilisation des cristaux liquides dans le domaine des ondes hyperfrequences
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Boussoualem, Yahia. "Propriétés électro-optiques et diélectriques de cristaux liquides photo-ferroélectriques." Thesis, Lille 1, 2010. http://www.theses.fr/2010LIL10054/document.

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Анотація:
Ce travail concerne l’étude des effets de la lumière sur les propriétés optiques, électro-optiques et diélectriques d’un cristal liquide pur de la famille azobenzène. Ces études ont été réalisées, en fonction de la température et de l’intensité de la lumière UV, en phase smectique C hélicoïdale (SmC*) qui est photo-ferroélectrique. Les études optiques ont montré que les modifications observées, sous irradiation UV, sont dues à la photo-isomérisation des molécules azobenzène. Le passage de la forme Trans à la forme Cis se traduit par des changements des propriétés physico-chimiques du composé et une diminution de la température de transition haute température SmC*-TGBA. Les études électro-optiques révèlent une forte diminution de la polarisation spontanée Ps et une baisse modérée de l’angle d’inclinaison q. La spectroscopie diélectrique montre que l’amplitude du mode de Goldstone augmente et sa fréquence de relaxation diminue sous irradiation lumineuse. L’exploitation des résultats montre que les évolutions photo-induites des amplitudes et fréquences de relaxation du mode Goldstone sont étroitement liées aux variations de Ps, de µ, de la viscosité rotationnelle °G et de la constante élastique de flexion K3. Dans la seconde partie de ce travail, nous avons quantifié les populations des deux isomères ainsi que les paramètres caractéristiques de leur dynamique sous irradiation à l’aide d’un modèle théorique. D’autre part nous avons montré que les variations des propriétés optiques, électro-optiques et diélectriques sont étroitement liées à la profondeur de pénétration de la lumière incidente dans la cellule. Ces comportements obéissent à une loi de type Beer-Lambert-Bouguer
This work concerns the study of the light effects on the optical, electro-optical and dielectric properties of a pure azobenzene liquid crystal. These studies were carried out, according to temperature and the UV light intensity, in the helicoidal SmC phase which is photo-ferroelectric.The optical studies show that the observed modifications, under UV irradiation, are due to the photo-isomerization of the azobenzene molecules. The transformation from the Trans to Cis form results in changes of the physico-chemical properties and a reduction of the SmC*-TGBA transition temperature Tc.The electro-optical studies reveal a strong decrease of the spontaneous polarization Ps and a moderate one of the tilt angle q. The dielectric spectroscopy studies show that the amplitude of the Goldstone mode increases and the relaxation frequency decreases under irradiation.We show that these variations of the dielectric strength and relaxation frequencies, under UV illumination, are related, at the same time, of the variations of Ps, q , rotational viscosity g G and elastic constant K3. Using a theoretical model, we determine in the second part of this work the populations of the Trans and Cis isomers as well as the characteristic dynamic parameters under irradiation. Finally we show that the variations of the optical, electro-optical and dielectric properties are closely related to the light penetration depth in the cell. Finally we show that the variations of the optical, electro-optical and dielectric properties are closely related to the light penetration depth in the cell. These behaviors obey to a Beer-Lambert law
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Ouadjou, Abdesselam. "Effets electrooptiques non linéaires dans les liquides diélectriques. Inclusion de l'inertie." Perpignan, 1994. http://www.theses.fr/1994PERP0172.

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Анотація:
Dans ce memoire, nous avons conduit une etude theorique sur des liquides dielectriques ayant trait a la relaxation dielectrique et a la birefringence. Cela nous a permis d'etablir les reponses electrooptiques du milieu moleculaire sous forme d'expressions analytiques non lineaires permettant de la caracteriser. Notre demarche a ete faite, dans un premier temps, a partir du modele de diffusion de rotation de smolukowski en tenant compte de differents types d'interactions, tels que ceux provenant de la presence de moments induit et permanent. Les resultats obtenus avec ces parametres, en polarisation electrique, sont originaux. Les recents travaux experimentaux de lotshaw dans le domaine de l'infra-rouge revelent que le probleme decrit par l'equation de smolukowski est un probleme pose par surdetermination due essentiellement aux erreurs et aux caracteres finis des mesures. Ainsi, dans le domaine des hautes frequences, l'inclusion du moment d'inertie comme parametre descriptif s'avere importante. Les equations qui rendent compte de ce fait sont les equations de fokker-planck-kramers et d'euler-langevin. Nous avons essaye de resoudre ces equations dans le cas de molecules a la fois polaires et anisotropiquement polarisables, soumises a l'action d'une contrainte electrique correspondant a un double champ alternatif. Le modele choisi est celui du rotateur plan qui permet d'apprecier, malgre sa simplicite, la methode mathematique et de degager des resultats physiques interessants
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Déjardin, Pierre-Michel. "Application de la théorie du mouvement Bronwien de rotation aux phénomènes de relaxation dielectrique et de birefringence électrique." Perpignan, 1999. http://www.theses.fr/1999PERP0342.

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Douali, Redouane. "Contribution à l'étude des propriétés électriques de cristaux liquides antiferroélectriques." Littoral, 2000. http://www.theses.fr/2000DUNK0031.

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Анотація:
Les cristaux liquides sont connus pour leurs propriétés optiques et électriques particulières (biréfringence et commande par champ électrique). De nos jours, ils sont largement utilisés dans les dispositifs de visualisation. Ce travail concerne l'étude des propriétés électriques de cristaux liquides antiferroélectriques adaptés au développement d'afficheurs rapides et tri-stables. Deux composés d'une même série présentant la séquence de phases C-S* ca-S* cfii-S* cfi2-S* c-S*c∝-Sa-I ont été caractérises à l'aide de trois techniques développées au laboratoire : la spectroscopie diélectrique à larges gammes de fréquence et de température, les mesures de polarisation et de bruit basse fréquence. L'étude diélectrique permet de détecter les transitions de phases Sa-S*c∝ et S*c∝-S*c. Sans champ électrique continu, un mécanisme de relaxation lie à l'hélicite de la phase S*c∝ est observé. Ce mécanisme est fortement modifié par l'application d'un champ continu qui induit le déroulement de cette phase. Des comportements différents pour les deux composée sont mis en évidence en fonction de la température et de la tension continue. L'analyse des spectres diélectriques dans les phases S*ca et S*cf i montre l'existence de plusieurs mécanismes de relaxation. Leur origine est discutée à partir des modèles structuraux de ces phases considérant des cellules de base à deux, trois et quatre couches. Un bruit basse fréquence attribué à des fluctuations de la polarisation est mis en évidence dans les phases Sa, S*c∝ et S*c. La corrélation avec les pertes montre que les mesures diélectriques s'effectuent en régime linéaire et que ce bruit est d'origine thermique. Une étude théorique des propriétés diélectriques de la phase S*c∝ à l’aide d’un modèle phénoménologique discret est présentée. À partir de simulations, nous discutons les résultats expérimentaux et, en particulier, les comportements différents observés pour les deux composés
Liquid crystals present interesting optical and electrical properties (birefringence and electrical field control). At present, they are widely used in visualization displays. This work concerns electrical properties study of antiferroelectric liquid crystals which are promising materials for tristable displays with three technics developed in the laboratory : dielectric spectroscopy, polarization and low-frequency noise measurements. The dielectric study allows to detect the Sa- S*c∝ and S*c∝-S*c phases transitions. Without superimposition of a DC bias, one relaxation process connected with the helicity of the S*c∝ phase is observed. This process is strongly modified under bias which unwinds the helical structure of this phase. Different behaviors versus temperature and bias have been evidenced for the two compounds. The dielectric spectra in the S*ca and the S*cfi phases show the existence of several relaxation processes. These processes are discussed using theoretical models and considering units cells with two, three and four layers. Low-frequency noise has been evidenced in the Sa, S*c∝ and S*c phases. This noise is connected with polarization fluctuations. The correlation between noise soectral density and dielectric losses shows that dielectric measurements have been performed in linear conditions and that this noise is of thermal origin. A theoretical study of dielectric properties of the S*c∝ phase is presented using a discrete phenomenological model. Simulations have been used to discuss experimental results, particularly, the different behaviors observed for the two compounds
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Jorat, Luc. "Propriétés électriques et diélectriques des liquides organiques refroidis jusqu'à leur température de transition vitreuse." Saint-Etienne, 1987. http://www.theses.fr/1987STET4015.

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Анотація:
Réalisation d'un spectromètre de relaxation diélectrique, en grande partie automatisé fonctionnant de 10 Mhz à 1 Mhz, entre 350 et 77 k. Réalisation de programmes pour ajuster les profils de dispersion et d'absorption, les variations thermiques des temps de relaxation et de la permittivité statique. Etude de solutions d'une molécule moléculaire (carbonate de propène) dilué dans un solvant très faiblement polaire (toluène) : estimation du moment dipolaire du soluté de la température ambiante jusqu'à la transition vitreuse et caractérisation du solvant. Etude des variations thermiques de la viscosité de cisaillement, du temps de relaxation diélectrique et de la conduction ionique de liquides dipolaires à faible association moléculaire (carbonate de propène, phtalastes de diéthyle et de dibutyle) : bon accord avec la relation de Doolittle et le modèle de Cohen et Grest : les énergies d'activation de ces processus (origine commune dans la nature coopérative des mouvements moléculaires) sont quasi identiques jusqu'à t::(g)
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Bonifaci, Nelly. "Analyse spectrale de la lumière émise dans les diélectriques liquides sous champ électrique intense." Grenoble INPG, 1992. http://www.theses.fr/1992INPG0014.

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Анотація:
La conduction electrique de l'argon et des hydrocarbures liquides a ete etudiee en geometrie pointe-plan en fonction de differents parametres, tels que le rayon de courbure et la pression hydrostatique. Une analyse spectrale de la lumiere emise a ete effectuee de 200 a 850 nm. Les resultats indiquent un regime d'emission de champ dominant pour des pointes tres fines seulement. Dans les autres cas, nous observons des impulsions de courant et de lumiere. Les caracteristiques de la decharge sont similaires a celles des gaz denses sans l'influence de la pression. Dans l'argon liquide, chaque impulsion de lumiere est correlee a une impulsion de courant. Le spectre d'emission est constitue d'un continuum de 400 a 850 nm et des raies 2s-4p. Ces resultats sont independants de la pression. La distribution en intensite du continuum semble correspondre a un spectre de recombinaison. Dans les hydrocarbures liquides, nous avons montre l'influence fondamentale de la mobilite electronique sur les phenomenes observes. La lumiere emise est plus faible que dans le cas de l'argon pour un courant electrique de meme niveau. Le rapport de la frequence des impulsions de lumiere sur la frequence des impulsions de courant est plus petite que 1. Le spectre est compose de bandes de swan indiquant la dissociation des molecules. Nos resultats demontrent l'existence d'electrons chauds en phase liquide
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Sidambarompoulé, Xavier. "Étude expérimentale et numérique sur l'utilisation d'un stimulus thermique pour la mesure de charges d'espace dans des liquides diélectriques. Application à la Double Couche Électrique." Thesis, Montpellier, 2020. http://www.theses.fr/2020MONTS120.

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Анотація:
Les charges électriques présentes naturellement aux interfaces liquide/solide ou qui se développent dans les liquides de façon contrôlée ou non-désirée sont sources, d’une part, de nombreuses applications (micro-pompages, laboratoires sur puce, super-condensateurs…), et d’autre part de risques industriels (inflammations, explosions…). Ceci nécessite une quantification aussi précise que possible des valeurs et des répartitions de ces charges dans les milieux diélectriques liquides. Les techniques de mesure actuelles sont soit non-résolutives, les réponses mesurées sur l’ensemble de l’éprouvette permettant de déduire des informations sur les charges et les processus associés de manière indirecte (au travers de modèles), soit limitées en termes de sensibilité et/ou de résolution. Par exemple, le modèle de la double couche électrique, proposé par Stern en 1924 et complètement accepté par la communauté scientifique depuis, n’a encore jamais été confirmé expérimentalement, notamment en raison du manque de résolution et de sensibilité des méthodes existantes.Plusieurs techniques ont été développées depuis 1980 pour mesurer de façon directe et non-destructive les charges électriques dans les isolants solides. Parmi ces méthodes, celles basées sur l’application de stimuli thermiques de faible amplitude ont montré les meilleures sensibilités et les meilleures performances pour la mesure des charges près des interfaces. L’application de ces techniques aux liquides est une voie de recherche à explorer afin de répondre aux questionnements scientifiques et applicatifs évoqués. Ce travail étudie, aussi bien du point de vue théorique qu’expérimental, l’application du principe de l’onde thermique à la mesure de charges électriques dans les liquides isolants. La double couche électrique, qui s’établit au niveau des parois liquide/solide, est utilisée comme objet d’étude. Plusieurs liquides diélectriques sont concernés : cyclohexane à l’état liquide et solide, huile minérale pure et additivée et huile silicone.À travers des simulations numériques, les réponses électriques susceptibles d’être issus de l’application de stimuli thermiques de quelques degrés à des liquides isolants sont calculées, en considérant la couche diffuse présente à l’interface avec les parois. L’influence de différents paramètres de la double couche électrique sur les signaux simulés est étudiée. Les effets de la thermo-convection sont quantifiés en particulier et des critères permettant de les identifier dans les réponses électriques sont établis.Des résultats expérimentaux, obtenus avec une installation de mesure conçue et réalisée spécialement pour les liquides, montrent que les réponses issues de l’application d’onde thermique de faibles amplitudes à des liquides isolants sont bien mesurables. Leur analyse détaillée permet de conclure que ces réponses proviennent bien des charges de la double couche électrique. La contribution probable aux signaux mesurés non seulement de la couche diffuse, mais également de la couche compacte, est mise en évidence. Les résultats permettent de conclure que les méthodes à stimuli thermique sont applicables aux liquides diélectriques. La poursuite de leur développement devrait aboutir à des mises en œuvres expérimentales avec des résolutions et des sensibilités adaptées à l’étude des charges et des champs électriques aux interfaces et dans le volume de ces matériaux
The electrical charges naturally present at liquid/solid interfaces or which develop in liquids in a controlled or undesired way are at the origin both of numerous applications (micro-pumps, lab-on-a-chip, super-capacitors) and of industrial risks (inflammations, explosions). This requires the most precise possible quantification of the values and distributions of these charges in liquid dielectric media. The present measurement techniques are either non-resolutive, as the responses measured on the entire specimen allow to deduce information about the charges and the associated processes indirectly (through models), or limited in terms of sensitivity and resolution. For example, the electrical double layer model, proposed by Stern in 1924 and fully accepted by the scientific community since then, has not been confirmed experimentally yet, in particular due to the lack of resolution and sensitivity of the existing methods.Several techniques have been developed since 1980 to measure directly and non-destructively the electrical charges in solid insulators. Among these methods, those based on the application of low-amplitude thermal stimuli have shown high sensitivity and performance for the measurement of loads near interfaces. The application of these techniques to liquids is a research path to be explored in order to answer the above scientific and applicative questions. This work studies, both from theoretical and experimental points of view, the application of the thermal step principle to the measurement of electrical charges in insulating liquids. The electrical double layer, which sets up at the level of the liquid/solid walls, is used as object of the study. Several dielectric liquids are concerned: cyclohexane in liquid and solid state, pure and additive mineral oil and silicone oil.Through numerical simulations, electrical responses expected from the application of thermal stimuli of several degrees to insulating liquids are calculated, considering the diffuse layer present at the interface with the walls. The influence of different parameters of the electrical double layer on the simulated signals is studied. In particular, the effects of thermo-convection are quantified and criteria to identify them in the electrical responses are established.Experimental results, obtained with a measuring installation designed and built specifically for liquids, prove that the responses resulting from the application of low-amplitude thermal steps to insulating liquids are well measurable. Their detailed analysis leads to the conclusion that these responses are indeed due to charges from the electrical double layer. The probable contribution to the measured signals not only of the diffuse layer, but also of the compact layer, is highlighted. The results allow to conclude that thermal stimuli methods are applicable to dielectric liquids. Their further development should lead to experimental implementations with resolutions and sensitivities adapted to the study of electric charges and fields at the interfaces and in the volume of these materials
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Tentillier, Nicolas. "Contribution à la caractérisation diélectrique micro-onde de cristaux liquides : application aux circuits agiles en fréquence." Lille 1, 2003. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2003/50376-2003-245-246.pdf.

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Анотація:
Ce travail porte sur la caractérisation diélectrique micro-onde des cristaux liquides et leur application en agilité en fréquence. A cet effet, des cellules de caractérisation en lignes plaquées et en guides d'onde rectangulaires ont été réalisées en configuration dipôle et quadripôle. Deux méthodes originales de détermination de la permittivité pour l'une, et de la pennittivité-perméabilité pour l'autre, sans calibrage de l'analyseur de réseaux vectoriel sont présentées. Elles ont permis de caractériser le tenseur permittivité complexe de trois cristaux liquides nématiques en bande Ka (26-40GHz). La seconde partie de ce travail est consacrée à la réalisation de dispositifs agiles en fréquence à base de cristaux liquides. Deux circuits déphaseurs originaux et une cavité de Pérot-Fabry agile ont été conçus et caractérisés. Les performances montrent les potentialités d'applications hyperfréquence des cristaux liquides en agilité en fréquence.
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Jomni, Fathi. "Étude des phénomènes hydrodynamiques engendrés dans les liquides diélectriques par un champ électrique très intense." Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015), 1997. http://www.theses.fr/1997GRE10118.

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Анотація:
L'experience montre que tout liquide isolant soumis a une tension croissante est traverse par un courant qui croit rapidement jusqu'au claquage. La connaissance des mecanismes conduisant au claquage necessite une etude tres approfondie des phenomenes physiques qui le precedent. En effet, ces phenomenes sont d'une grande complexite, ils mettent en jeu aussi bien des processus electroniques dans un milieu dense et desordonne (injection et chauffage des electrons, ionisation, etc. ) que des processus thermodynamiques et hydrodynamiques (changement de phase, emission d'ondes de choc et formation de bulles, propagation d'un canal gazeux). C'est dans ce contexte que se situe notre travail avec un interet plus marque pour la comprehension des phenomenes hydrodynamiques. Nous presentons dans ce memoire une etude experimentale sur l'evolution des phenomenes hydrodynamiques (bulle, onde de choc) en fonction de la nature du liquide, de l'energie deposee suite a l'avalanche electronique (0,01-100nj), et de la pression hydrostatique appliquee dans un large domaine de pression (0,1-10mpa), etc. . Une analyse des rebonds successifs de la bulle et des mecanismes dissipatifs intervenant est egalement presentee. Tout d'abord, nous avons mis en evidence l'existence de la bulle bien au dela de la pression critique du liquide. Les phenomenes physiques observes dans nos experiences sont semblables (exception faite pour l'origine des electrons initiaux) a ceux decrits suite a un claquage optique et ils suivent la meme chronologie des evenements. Ce sont seulement les temps et les dimensions caracteristiques qui different suivant le mode de claquage. Ensuite, nos resultats experimentaux sur des liquides de viscosite croissante nous ont permis de mettre en evidence l'existence de deux regimes qui peuvent gouverner la dynamique de la bulle : le regime inertiel et le regime visqueux. Ce resultat est conforte par les resultats theoriques obtenus par integration numerique de l'equation de rayleigh-plesset.
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Ousseini, Anassi. "Contribution à l'étude de la variation thermique des coéfficients complexes de Kerr, dans le cas d'un champ électrique continu superposé à un champ alternatif sinusoidal." Perpignan, 1992. http://www.theses.fr/1992PERP0134.

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Анотація:
Le travail presente dans ce memoire est relatif, a l'etude de la variation thermique des constantes de kerr complexes des liquides dielectriques. Nous avons utilise dans cette etude un champ continu superpose a un champ alternatif ce qui nous permit de definir trois constantes de kerr (une constante statique et deux constantes complexes). Un dispositif experimental a ete realise afin d'effectuer des mesures des constantes de kerr complexes. Une application a ete faite sur les mononitroanisoles dans un domaine de frequence allant de 100 hz a 12 mhz. Les resultats obtenus sont en bon accord avec les calculs theoriques
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Rottenberg, Wojciech. "Etude des phénomènes de préclaquage dans les huiles isolantes dans des systèmes d'électrodes couvertes de couches minces." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2000. http://www.theses.fr/2000ECDL0016.

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Анотація:
Ce travail porte sur l'influence des recouvrements d'electrodes par des couches minces de diverses natures (teflon, aluminium, silicium, oxyde de silicium, nitrure de silicium) obtenues par pulverisation (magnetron) ou par polymerisation (plasma), sur les phenomenes de preclaquage (injection ionique, electroconvection et electrisation statique) et de claquage dans differentes huiles (fraiche et prise sur des transformateurs en exploitation) en presence d'un champ electrique. Il est montre que le recouvrement des electrodes par des couches minces permet de limiter l'injection ionique et que l'anode joue un role dominant dans le phenomene d'injection ; ceci est certainement lie a une injection a partir de la double couche d'ions positifs d'hydrogene, provenant de la dissociation des molecules d'eau qui constitue l'une des impuretes typiques rencontrees dans les huiles. Un modele d'injection ionique est egalement developpe. Ce modele plus simple et facile a manipuler que ceux existant dans la litterature, donne des resultats tout a fait satisfaisant. D'autre part, les couches minces permettent d'augmenter la tension seuil de mise en mouvement de l'huile et de freiner le developpement des ecoulements induits par l'electroconvection sous champs electriques eleves. Ces resultats sont en tres bon accord avec les caracteristiques experimentales courant-tension ; ils confirment ainsi le role du mecanisme d'injection ionique dans les huiles minerales. Les mesures du courant d'electrisation statique effectues sur un dispositif a disque tournant dans differents echantillons d'huiles minerales, montrent que les couches minces ont une influence qualitative et quantitative sur le phenomene d'electrisation statique ; dans certains cas, le courant peut changer de polarite. Cet effect est egalement observe dans le cas d'un disque tournant en aluminium de purete technique, recouvert d'une couche d'aluminium de purete tres elevee. La purete du materiau et l'etat de surface du solide jouent un role tres important dans les processus d'electrisation statique des huiles isolantes. Des simulations numeriques effectues en deux dimensions, montrent que les couches minces isolantes limitent les renforcements locaux du champ electrique dans l'huile lors du rapprochement des particules d'impuretes d'une electrode ; elles permettent par la meme de diminuer les micro-decharges. Le recouvrement des electrodes par des couches minces de teflon ameliore considerablement la rigidite dielectrique de l'huile sous tension alternative dont le temps d'application est assez long pour permettre l'apparition de phenomenes de preclaquage ; cet effet est d'autant plus marque que le diametre de l'electrode spherique (dans un systeme sphere-plan) est faible.
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Lepert, Sylvaine. "Etude de diélectriques liquides à température ambiante pour la tomographie à rayonnement X de haute énergie." Grenoble 1, 1989. http://www.theses.fr/1989GRE10097.

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Lin, Yaochen. "Dispersion de nanoparticules ferroélectriques dans un cristal liquide : élaboration, transitions de phases et propriétés diélectriques." Thesis, Littoral, 2017. http://www.theses.fr/2017DUNK0443/document.

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Анотація:
Les cristaux liquides sont des matériaux organiques utilisés pour réaliser des dispositifs électroniques ; avant de les intégrer dans des applications, il est nécessaire d'étudier leurs propriétés physico-chimiques et diélectriques pour optimiser leurs performances. Ce travail de thèse est consacré aux nanocolloïdes obtenus par dispersion de nanoparticules ferroélectriques dans un cristal nématique ; il s'agit d'étudier l'influence des inclusions sur les transitions de phases et sur les propriétés diélectriques de la matrice. L'étude des transitions de phases à l'aide de l'Analyse Enthalpique Différentielle (AED) a mis en évidence l'influence des nanoparticules ferroélectriques ; ceci résulte de deux principaux effets ; la polarisation spontanée des nanoparticules et l'ancrage entre les molécules du cristal liquide et les inclusions. La caractérisation diélectrique a révélé le couplage entre la polarisation macroscopique des inclusions et le champ électrique ; ce couplage se manifeste par une augmentation des températures de transitions de phases par rapport à celles déterminées par l'AED. La compétition entre les effets de la polarisation sous champ électrique et de l'ancrage induit une modification des permittivités (parallèle et perpendiculaire) et de l'anisotropie diélectriques. L'utilisation des nanoparticules fortement polaires sélectionnées a confirmé l'importance de la polarisation macroscopique des nanoparticules pour améliorer les propriétés des nanocolloïdes étudiés ; en effet, de très faibles quantités de ces nanoparticules donnent lieu à des améliorations plus significatives que celles obtenues par les nanoparticules brutes
Liquid crystals are organic materials used to make electronic devices ; before using this material in applications, it is necessary to study their physical-chemical and dielectric properties in order to optimize their performance. This study is devoted to the nanocolloids obtained by dispersing ferroelectric nanoparticles in a nematic liquid crystal ; it means an inclusion influences the phase transitions temperatures and the dielectric properties of the host. The phase transitions measured by using Differential scanning calorimetry (DSC) evidenced the ferroelectric nanoparticles influence ; which is attributed two effects : the nanoparticles spontaneous polarization and the anchoring effect between nanoparticles and liquid crystal. The dielectric characterisation revealed the coupling between the macroscopic polarization of the inclusions and the electric field ; this coupling is manafested by an increase of phase transition temperatures compared to those determined by DSC. The competition between the polarization effect under an electric field and the anchoring effect induces a modification of the permittivities (parallel and perpendicular) and the dielectric anisotropy. Using harvested nanoparticles, the study confirmed the importance of the nanoparticles polarization to increase the properties of the studied nanocolloids. In fact, very small quantity of the harvested nanoparticles presents more significant improvements than those obtained with the non-harvested nanoparticles
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Allouchery, Vincent. "Caractérisations thermophysique, électro-optique et diélectrique de matériaux cristaux liquides dispersés dans une matrice polymère." Littoral, 2000. http://www.theses.fr/2000DUNK0038.

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Анотація:
Les composites polymères-cristaux liquides (Polymer Dispersed Liquid Crystal PDLC) sont constitués d'une dispersion de gouttelettes de mésogène dans une matrice macromoléculaire. De tels matériaux sont électroactifs et utilisables dans les domaines de l'affichage. L'objectif général de ce travail est la compréhension des phénomènes de séparation de phases et la compréhension des propriétés électro-optiques selon les spécificités architecturales et moléculaires introduites par les différents constituants des composites. Les composites ont été élaborés à partir de mélanges de monomère acrylique monofonctionnel (Ethylène Glycol Phényl Ether Acrylate) et d'un cristal liquide nématique (E7 mélange eutectique commercial) qui sont ensuite soumis à un rayonnement ultra-violet pour polymériser (PIPS). L'étude thermodynamique des échantillons a été menée avant et après la polymérisation afin de déterminer le rôle de la composition sur le processus de démixtion. Les différentes études de photocalorimétrie ont permis de montrer l'influence de la puissance du rayonnement, du temps d'irradiation, de la température de polymérisation et du taux d'amorceur sur le comportement des composites au cours de la photopolymérisation. Pour obtenir une démixtion optimale, il est nécessaire que le taux de conversion des monomères soit maximal. Les caractérisations électro-optique et diélectrique des mélanges polymérisés ont été ensuite effectuées afin de comprendre le comportement sous champ électrique des systèmes étudiés. Les résultats de l'analyse thermophysique des transformations observées ont conduit à la détermination des fractions volumiques de cristal liquide ségrégué et ont permis la réalisation de formulations menant à une démixtion optimisée
Polymer Dispersed Liquid Crystals materials (PDLC) commonly consist of a low molecular weight liquid crystal (LC) dispersed as micronsized droplets inside a polymer matrix. PDLC form a new class of promising materials for electro-optical applications such as information displays or light shutter devices. In the present work, the phase separation processes and the electrical/electro-optical properties of PDLC films are investigated as a function of the architectural and molecular specificities introduced by the polymer precursors. The PDLC materials were prepared from mixtures of acrylic monofonctional monomer (Ethylene Glycol Phenyl Ether Acrylate) and a nematic liquid crystal (E7 eutectic mixture). The monomer/LC blends are then subjected to an Ultra-Violet radiation to provoke a Polymerization Induced Phase Separation Process (PIPS). The thermodynamic studies of the samples were carried out before and after polymerization in order to determine the influence of the composition on the phase separation process. The photocalorimetric studies allowed to show the influence of the UV light intensity, the irradiation time, the temperature of polymerization and of the initiator ratio on the phase behavior of the samples. To obtain an optimal phase separation, it is necessary that the conversion rate of the monomers is maximum. The electro-optic and dielectric characterizations of the polymerized mixtures were then carried out in order to explain the electric behavior of the samples. From the thermophysical results the volumic fractions K of phase separated liquid crystal were estimated. From the electro-optical studies, it has been shown that PDLC films including 60 wt%LC present a high transmittance for low threshold voltages. From the dielectric spectroscopy investigations an interfacial polarization phenomenon has been observed at low frequencies. This effect is known to reduce the electro-optical performances of the PDLC films including low liquid crystal fractions
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Aka-Ngnui, Thomas. "Contribution à l'étude des phénomènes de préclaquage dans les diélectriques liquides -Modèles de génération et de propagation des streamers." Phd thesis, Ecole Centrale de Lyon, 2000. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00144567.

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Ce travail est dédié aux phénomènes de préclaquage et de claquage dans les diélectriques liquides. Il est montré que dans un système d'électrodes pointe - plan, la génération des streamers est précédée par la formation d'une phase gazeuse (bulle) au voisinage de la pointe, résultant de l'injection d'une impulsion de courant dès que la tension appliquée atteint ou dépasse une certaine valeur seuil Us. Us augmente quasi-linéairement avec la pression. L'addition d'une certaine concentration de composés capteurs d'électrons augmente Us, preuve que les mécanismes électroniques sont également présents. L'analyse de la dynamique de la bulle montre que deux types de déformation de la surface de la bulle sont possibles: (i) une expansion ou une implosion et (ii) des mouvements alternatifs d'expansion et/ou implosion. Selon les modes de perturbation de l'interface, différents types de streamers peuvent prendre naissance. D'autre part, la tension de claquage d'un diélectrique liquide augmente en présence d'une concentration optimale donnée d'additifs capteurs d'électrons (Iodobenzène ou tétrachlorure de carbone). Par conséquent, en agissant sur la tension de génération des streamers, on peut améliorer la tenue diélectrique du liquide même si la vitesse des streamers est augmentée. En augmentant la pression, on peut aussi relever la tenue diélectrique d'un liquide. Une modélisation des streamers par des circuits électriques équivalents et leur résolution par le calcul de réseaux a permis de déterminer la structure des streamers ainsi que leurs paramètres caractéristiques : courants, charges, puissances et énergies injectés, champs électriques et différences de potentiel à leurs têtes, vitesse et mobilité des porteurs de charge dans le streamer, viscosité et température locales.
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Tantolin, Christian. "Refroidissement de composants électroniques de puissance par immersion dans un fluide diélectrique : étude des échanges par ébullition-condensation-convection." Lyon, INSA, 1994. http://www.theses.fr/1994ISAL0053.

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Dans le domaine ferroviaire, les composants électroniques de puissance, places dans une cuve étanche et ailetée, sont refroidis par ébullition d'un fluide diélectrique: R113 ou FC72. La vapeur générée se condense sur la paroi de la cuve refroidie extérieurement par une convection forcée d'air. Dans un tel système, de nombreux modes de transfert thermique interviennent: ébullition confinée pour les semi-conducteurs, condensation sur la paroi interne ailetée du tube, échange convectif, d'une part entre la paroi et l'air externe, d'autre part entre la paroi et le fluide diélectrique. De plus, il y a interaction entre le jet diphasique issu des semi-conducteurs et le fluide environnant. Cette interaction modifie les mouvements convectifs dans la cuve et donc l'échange convectif interne entre le liquide et la paroi. Tous ces phénomènes étant couples, l'étude de l'échange thermique global est complexe. Une étude expérimentale a permis de dégager les paramètres qui ont le plus d'influence sur les performances thermiques du système. Par ailleurs, différents modèles élémentaires, un pour chaque mode de transfert, ont été développés puis couples afin d'établir un modèle de fonctionnement thermique d'une cuve. La concordance entre les résultats théoriques et expérimentaux est assez bonne. Avec le modèle, l'influence thermique résultant de la modification d'un paramètre est conforme à l'expérience, par conséquent, ce modèle sera très utile lors de la phase de conception d'une cuve
In railways traction, power electronic components are cooled with boiling of a dielectric fluid (Rl 13 or FC72) inside a finned sealed tank. Vapour is condensed on the tank wall which is cooled by an external air-flow. In such a system, many heat transfer mechanisms occur : confined boiling for the components, condensation on the internal finned wall, convective heat transfer between the wall and the external air flow and between the wall and the enclosed liquid. Furthermore, the interaction between the two-phase jet issuing from the heat sources and the enclosed liquid influences the convective flows in the tank, and then influences the convective heat transfer. As each mechanism depends on the other, the heat transfer study in the tank is complex. A experimental study allows the identification of the main parameters influencing the thermal performance of the system. Moreover, several models were developed (one for each heat transfer mechanism) in order to establish a global model of the tank. The agreement between theoretical and experimental results is good. Furthermore, the thermal effects due to the modification of a parameter are the same for the model and the experiment, thus this model can be used for the design of the tank
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Priol, Laurent. "Etude des jets électrilisés : application aux procédés électriques de déstabilisation des jets de gasoil à grandes vitesses." Poitiers, 2006. http://www.theses.fr/2006POIT2277.

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Dans cette thèse nous nous proposons d'étudier théoriquement et expérimentalement le comportement d'un jet électrisé, cylindrique ou plan, en régime d'atomisation. Dans une première partie, nous étudions la stabilité linéaire d'un jet cylindrique visqueux à grande vitesse en présence de charges électriques. Grâce à une analyse temporelle, traitée numériquement, nous présentons l'influence théorique de différents paramètres sur la stabilité du jet. Nous retrouvons les résultats connus sur les jets non électrisés et nous complétons par des résultats spécifiques sur l'aspect électrique, résultats qui montrent l'influence déstabilisante des charges électriques à la surface du jet. Cette étude théorique et numérique est reprise ensuite dans une deuxième partie dans le cas d'une nappe liquide visqueuse. L'exploitation des résultats numériques montre la même tendance, c'est-à-dire une influence déstabilisante des charges électriques. La troisième partie est consacrée à une étude expérimentale sur d'une part l'atomisation d'un jet de gasoil électrisé et sur d'autre part l'électroconvection dans le gasoil (mise en mouvement par champ électrique d'un liquide diélectrique initialement au repos). Dans la première expérience des mesures de granulométrie laser ont permis de vérifier l'aspect globalement déstabilisant du procédé électrique avec une mesure de la diminution de la taille moyenne des gouttelettes d'un spray en présence de charges électriques. Dans la deuxième expérience nous mesurons par LDV, dans une cellule d'électroconvection, la vitesse acquise par un liquide diélectrique soumis à l'action d'un champ électrique. Les vitesses obtenues (de l'ordre de 10 cm/s) montrent que le procédé d'électrisation du liquide utilisé dans les injecteurs a un double effet : l'effet électrique due à la présence de charges électriques sur la surface du jet et aussi un effet mécanique dans l'injecteur (électroconvection dans l'injecteur) qui certainement agit sur la stabilité du jet. En conclusion nous avons étudié dans cette thèse un procédé électrohydrodynamique pour mieux contrôler l'injection dans les moteurs terrestre et aéronautique
In this thesis we propose to study theoretically and in experiments the behavior of an electrified jet, cylindrical or plane, in regim of atomization. In a first part, we study the linear stability of a viscous cylindrical jet at high velocity in the presence of electric charges. Thanks to a temporal analysis, treated numerically, we present the theoretical influence of various parameters on the stability of the jet. We find the results known on the no electrified jets and we supplement by specific results on the electric aspect, results which show the destabilizing influence of the electric charges on the surface of the jet. This theoretical and numerical study is resumed in a second part in the case of a viscous liquid sheet. The analysis of the numerical results shows the same tendency, i. E. A destabilizing influence of the electric charges. The third part is devoted to an experimental study on the atomization of an electrified diesel oil jet and on the electroconvection in the diesel oil (put moving by electric field of a dielectric liquid initially at rest). In the first experiment, the measurements of laser granulometry allowed to check the aspect overall destabilizing of the electric process with a measurement of the decrease of the mean size of the spray droplets in the presence of electric charges. In the second experiment we measure by LDV, in a cell of electroconvection, the velocity acquired by a dielectric liquid subjected to the action of an electric field. The velocities obtained (about 10 cm/s) show that the process of electrification of the liquid used in the injectors has a double effect: the electric effect due to the presence of electric charges on the surface of the jet and also a mechanical effect in the injector (electroconvection in the injector) which certainly acts on the stability of the jet. In conclusion we studied in this thesis an electrohydrodynamic process for better controlling the injection in the terrestrial and aeronautical engines
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Okrasa, Lidia. "Relaxations moléculaires de composites polymères anisotropes à base de dérivés cellulosiques cristaux liquides." Lyon 1, 1999. http://www.theses.fr/1999LYO10021.

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La propriete optique la plus caracteristique des derives cellulosiques cristaux liquides est une anisotropie due a l'existence d'une texture de bande perpendiculaire a la direction de leur orientation suite a un cisaillement mecanique. Afin de conserver et stabiliser cette texture, nous avons developpe dans ce travail l'elaboration de composites polymeres anisotropes, realises a partir de solutions lyotropes de derives cellulosiques cristaux liquides dans un monomere - solvant polymerisable (acide acrylique ou methacrylique). Divers derives cellulosiques cristaux liquides ont ete synthetises en vue de controler cette thermostabilite par une modification des interactions moleculaires. Ainsi, l'hydroxypropylcellulose (hpc) peut etre a l'origine de liaisons hydrogenes alors que les (propionyloxypropyl)cellulose (ppc) et (hexanoyloxypropyl)cellulose (hxpc) ne doivent conduire qu'a des interactions dispersives dans les composites. Enfin la presence des groupes polaires -cn de la (cyanoethylpropyl)cellulose (cepc) devrait favoriser les interactions dipole - dipole avec les chaines des poly(acides). Pour apprehender les effets de ces diverses interactions moleculaires et leur incidence sur les proprietes thermooptiques de ces systemes, nous avons aussi etudie la dynamique des chaines par spectroscopies dielectrique et mecanique, a la fois dans les derives polymeres cristaux liquides et dans leurs composites pour des compositions variables. Pour les composites avec hpc ou cepc, les relaxations des derives cellulosiques (dc) sont notablement modifiees par la presence des poly(acides), surtout dans le cas d'hpc. Ceci peut etre explique par la formation de liaisons hydrogene entre les chaines de hpc et les poly(acides) ou par des interactions dipolaires entre les chaines cepc et les poly(acides), alterant la mobilite moleculaire des composants dc. De telles liaisons ne pouvant pas s'etablir dans le cas des composites avec ppc ou hxpc. Une correlation claire a ete mise en evidence entre les modifications des relaxations par les interactions moleculaires et l'accroissement de la stabilite thermique de l'anisotropie optique de ces reseaux polymeres anisotropes.
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Aka, N'gui Thomas. "Contribution à l'étude des phénomènes de préclaquage dans les diélectriques liquides : Modèles de génération et propagation des streamers." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2000. http://www.theses.fr/2000ECDL0020.

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Ce travail est dédié aux phénomènes de préclaquage et de claquage dans les diélectriqus liquides. Il est montré que dans un système d'électrodes pointe - plan, la génération des streamers est précédée par la formation d'une phase gazeuse (bulle) au voisinage de la pointe, résultant de l'injection d'une impulsion de courant dès que la tension appliquée atteint ou dépasse une certaine valeur seuil Us. Us augmente quasi-linéairement avec la pression. L'addition d'une certaine concentration de composés capteurs d'électrons augments Us, preuve que les mécanismes électroniques sont également présents. L'analyse de la dynamique de la bulle montre que deux types de déformation de la surface de la bulle sont possibles : (i) e expansion ou une implosion et (ii) des mouvements alternatifs d'expansion et/ou implosion. Selon les modes de perturbation de l'interface, différents types de streamers peuvent prendre naissance. D'autre part, la tension de claquage d'un diélectrique liquide augmente en présence d'une concentration optimale donnée d'additifs capteurs d'électrons (Iodobenzène ou tétrachlorure de carbone). Par conséquent, en agissant sur la tension de génération des streamers, on peut améliorer la tenue diélectrique du liquide même si la vitesse des streamers est augmentée. En augmentant la pression, on peut aussi relever la tenue diélectrique d'un liquide. Une modélisation des streamers par des circuits électriques équivalents et leur résolution par le calcul de réseaux a permis de déterminer la structure des streamers ainsi que leurs paramètres caractéristiques : courants, charges, puissances et énergies injectés, champs électriques et différences de potentiel à leurs têtes, vitesse et mobilité des porteurs de charge dans le streamer, viscosité et température locales.
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Bibonne, François. "Contribution à l'étude de la dynamique moléculaire dans les cristaux liquides antiferroélectriques à partir de leurs propriétés diélectriques." Bordeaux 1, 1996. http://www.theses.fr/1996BOR10702.

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Depuis la decouverte recente d'un phenomene de nature antiferroelectrique pour certains cristaux liquides smectiques, de nombreuses etudes ont ete entreprises en vue d'une meilleure comprehension des structures et des proprietes des differentes mesophases presentes dans ce type de materiau. Pour un ensemble de produits originaux, la determination des mecanismes de reorientation propres a chacune des phases par la spectroscopie dielectrique dans la gamme basse frequence comprise entre 10 hz et 10 mhz permet de valider certains modeles structuraux. Ainsi en phase antiferroelectrique, l'absence du mode de goldstone confirme l'alternance de l'orientation des molecules d'une couche a l'autre. En phase ferrielectrique une structure helicoidale bicouche caracterisee par un dephasage dependant uniquement de la temperature se manifeste par la coexistence de deux processus de relaxation de forte amplitude. Enfin les resultats en phase alpha denotent une torsion helicoidale tres importante. Parallelement on decrit la reponse dielectrique autour de la sequence de phase antiferro-ferri-ferro electrique a l'aide d'un modele phenomenologique base sur la theorie de landau
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Krasinski, Freddy. "Contribution à la caractérisation micro-onde de nouveaux matériaux organiques anisotropes à base de polymères." Littoral, 2009. http://www.theses.fr/2009DUNK0273.

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La première partie de ce travail est de démontrer les potentialités des matériaux composites organiques anisotropes à base de polymères (PDLC pour Polymer Dispersed Liquid Crystals), dans le domaine des circuits agiles en fréquence. Ils sont obtenus par polymérisation UV d’un mélange de cristal liquide et de monomère. Elle débute par la réalisation d’une cellule à structure active planaire, permettant de caracte��riser des liquides diélectriques dans la bande 1 à 20 GHz. Les caractéristiques diélectriques des composites ont été obtenues in situ dans la cellule avant, pendant et après polymérisation, en ayant la possibilité d’appliquer un champ électrique de commande de 4V/μm au matériau. Cette étude a été finalisée par la réalisation et la caractérisation d’un résonateur coplanaire agile en fréquence fonctionnant en bande Ka, démontrant les potentialités d’agilité en fréquence de ces composés. La deuxième partie concerne les caractérisations en espace libre, dans la bande 50 à 60 GHz. Nous avons démontré la pertinence de la méthode de dépouillement « Δγ », développée dans le cadre d’une précédente thèse en propagation guidée, pour la caractérisation de plaques diélectriques de quelques millimètres d’épaisseur. Ce résultat a abouti au développement d’une nouvelle technique de calibrage. Cette nouvelle procédure utilise un étalon « reflect », et deux mesures en réflexion – transmission de deux lignes de même longueur mais de constantes de propagation différentes. La précision sur les valeurs des paramètres d’erreur est comparable à celle obtenue avec les techniques conventionnelles ( TRL et LRL)
The first part of this work consists to study the potentialities of anisotropic composites, made with polymers and organic liquids, named PDLC (Polymer Dispersed Liquid Crystals), in the field of reconfigurable circuits. They are obtained by an U. V. Polymerizationof liquid crystal and monomer mixture. It starts by making a planar cell, allowing characterisations of dielectric liquids in the range of 1 to 20 GHz. Dielectric characterisations of the composites were obtained in situ in the cell, before, throughout and after polymerization, with the possibility to apply an electric driving field (4V/μm) to the composites. This study was ended up realising and characterising of a reconfigurable coplanar resonator in the range of Ka-band frequency. It has showed the potentialities of those anisotropic composites. The second part of this work concerns the free-space characterizations in the range of 50 to 60 GHz. We showed the good accuracy of the « Δγ » data processing method, already used in works concerning waveguide propagation, to characterize thin dielectric plates (about few millimetres). This result leaded to develop a new calibrating technique. It needs one ���reflect” standard, and two reflection-transmission measurements for two lines with the same length but with different propagation constant. The accuracy of the error parameters is comparable with accuracy obtained by the traditional techniques (TRL and LRL). Nevertheless, we have to decrease the noise generated by this new calibrating technique
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Logbo, Harrod. "Étude des propriétés diélectriques sur un cristal liquide ferroélectrique : effet d'ancrage, champ de dépolarisation et lignes de déchiralisation." Amiens, 2013. http://www.theses.fr/2013AMIE0105.

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Cette thèse est consacrée à l'étude expérimentale des propriétés diélectriques et optiques d'un nouveau cristal liquide ferroélectrique (FLC) en géométrie confinée sous champ statique. Une attention particulière est portée aux effets du champ de dépolarisation, ainsi qu'aux effets ioniques, d'ancrage et d'épaisseur. Dans une première partie, nous étudions par spectroscopie diélectrique la réponse du cristal liquide à une excitation électrique sinusoïdale superposée à un champ continu, dans la phase ferroélectrique chirale SmC*, loin de la température de transition. Les résultats des mesures de permittivité, après cyclages sous champ électrique, présentent une double hystérésis en champ. Cette hystérésis manifeste plusieurs comportements qui ne peuvent être expliqués par les propriétés connues de la structure électrique hélicoïdale d'équilibre en bulk du FLC. Notons, par exemple, la dissymétrie des cycles par rapport à l'origine, et la présence d'un gap des valeurs de la partie réelle de la permittivité à champ nul pour deux passages consécutifs dans un cycle. Dans l'hypothèse où ces comportements seraient d'origine ionique, un protocole expérimental nommée "STEP" a été développé pour réduire les charges ioniques présentes sur la cellule de mesures. Par ailleurs, des observations optiques montrent l'apparition de lignes de déchiralisation dans la phase ferroélectrique lors de la transition de phase induite sous champ, qui présente une hystérésis parallèle à celle des propriétés diélectriques. Le comportement complexe d'apparition et de disparition de ces lignes de déchiralisation est discuté. La deuxième partie du travail est consacrée à plusieurs modèles théoriques utilisés pour tenter d'expliquer les résultats expérimentaux. Une première série de modèles s'appuie sur l'hypothèse ionique, et donne un accord qualitatif correct avec les données de spectroscopie et les données optiques concernant les lignes de déchiralisation. Cependant un modèle concurrent, dans lequel les hystérésis mises en évidence à faible champ sont dues à l'apparition d'un ordre ferriélectrique dans le système des lignes de déchiralisation donne également un bon accord. Ce dernier a en plus l'avantage de rendre compte des courbes d'hystérésis champ/polarisation à double boucles faites en complément des mesures spectroscopiques. Dans une troisième partie, nous étudions l'effet du vieillissement du cristal liquide d’un côté, et de l'intensité de l'ancrage en surface, de l'autre. En vieillissant sous champ les molécules instables du FLC produisent des ions qui, d'une part, modifient le champ de dépolarisation, et donc indirectement la structure électrique statique interne dans les cellules de mesure, et de l'autre, fournissent une contribution directe à leur réponse diélectrique en alternatif. Cette dernière masque partiellement la réponse à basse fréquence de l'hélice dans le FLC : partie réelle de la permittivité diélectrique, amplitude diélectrique, et fréquence de relaxation. En ajustant les diagrammes Cole-Cole à haute fréquence nous retrouvons les effets de l'hélice seule et en étudions les variations en fonction de la température, du champ statique et du temps de vieillissement. Enfin, nous comparons les propriétés diélectriques de nos cellules avec deux types d'ancrage de surface, dont l'un était à l'origine considéré plus intense. Aussi bien pour le vieillissement que pour l'ancrage, nous constatons une modification quantitative peu spectaculaire de plusieurs paramètres diélectriques du FLC, sans que nous soyons capables d'en donner une explication théorique réellement satisfaisante, ni même de mettre en évidence sans équivoque un accroissement de la force d'ancrage ou de la densité ionique
This thesis presents the experimental studies of dielectric spectroscopy and optical properties of a new ferroelectric liquid crystal ( FLC ) in confined geometry under static field. Particular attention is paid to the effects of the depolarization field, as well as ions, anchoring and thickness. In the first part of this work, the dielectric response to a low sinusoidal electric excitation superimposed by a DC Bias field is performed in the chiral ferroelectric phase (SmC*) far from the transition temperature. Thus, the dielectric permittivity measurements exhibit a double-hysteresis, after cycling in an electric field. This result shows several behaviors, like (*) the asymmetry of cycles relative to the origin, (**) the presence of gap values between two consecutive passages in first half cycle of the real part of the permittivity at zero field that cannot be explained by the known properties of the equilibrium of the helical structure under electric field, in the FLC bulk. In the assumption that these behaviors would have a ionic origin, an experimental protocol "STEP" has been developed to reduce the ionic charges on the cell measurements. Furthermore, optical observations show the appearance of dechiralization lines in the SmC* phase under field. This observation exhibits a hysteresis parallel to the dielectric measurements. The complex behavior of appearance and disappearance of these dechiralization lines is also discussed. The second part of the work is devoted to several theoretical models to explain the experimental results. The first is based on the ionic hypothesis which gives a correct qualitative agreement with spectroscopic measurements ('(bias)) and optical observations (dechiralization lines). However, a competing model , in which the hysteresis highlighted at weak field, are due to the appearance of a ferrielectric order in the dechiralization lines system gives a better agreement. The latter has the advantage to account for the hysteresis curves of polarization versus electric field, made in addition to the spectroscopic measurements, which present a single-to-double loops as the frequency is varied. In a third part, the effects of aging of the FLC on one hand, and the surface anchoring intensity on the other are investigated. The aging under electric field, the unstable molecules of the FLC produce ions which influence the depolarization field and therefore indirectly the internal structure of the cells. These ions provide a direct contribution to the dielectric properties which partially mask the response of the FLC at the low frequency: real part of the dielectric permittivity, dielectric amplitude and relaxation frequency. By adjusting the Cole -Cole diagrams at high frequency, the effects of the helix are mainly studied as function of different parameters: temperature, static field and aging time. Finally, the dielectric properties of other cells with anchoring considered like more intense have been compared. Both for aging and for anchoring, we see a small quantitative change in the dielectric parameters of the FLC, without being able to give a really satisfactory theoretical explanation
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Kabbara, Hiba. "Élaboration de nanoparticules par décharges spark nanosecondes dans des liquides diélectriques : compréhension des mécanismes élémentaires et synthèse de composites." Thesis, Université de Lorraine, 2018. http://www.theses.fr/2018LORR0038/document.

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La production de nanoparticules (NPs) par des décharges spark en phase liquide permet d’atteindre des rendements jusqu’à présent inégalés de l’ordre de quelques centièmes de milligramme par joule. Même si l’essentiel de l’énergie est dissipé dans la formation de la décharge, l’érosion des électrodes métalliques permet la production efficace de NPs. La nature des NPs formées est largement tributaire du liquide diélectrique dans lequel la décharge est réalisée. Il est ainsi possible de contrôler les nanoparticules produites en choisissant de manière ad hoc les électrodes et le liquide. Nous cherchons dans ce travail à comprendre les mécanismes qui ont lieu durant la décharge en étudiant différents cas d’élaboration de NPs soit d’alliages soit de composites. Les NPs synthétisées auront des applications dans divers domaines selon le(s) matériau(x) choisi(s). À l’aide d’un générateur d’impulsions nanosecondes, les décharges ont été créées en appliquant une impulsion de haute tension (10 kV- 200ns- 10 Hz) entre deux électrodes immergées dans de l’azote liquide. Trois systèmes principaux ont été étudiés : Si-Sn, Cu-Zn et Cu-Ag. Les tests ont été réalisés avec des électrodes pures ou avec des alliages contenant les 2 éléments en proportions variables pour améliorer notre compréhension sur la manière dont les nanoparticules sont formées. Des analyses en microscopie électronique en transmission à haute résolution (HRTEM), en spectroscopie des rayons X à dispersion d'énergie (EDX), en spectroscopie de perte d'énergie des électrons (EELS) et des analyses de micro-diffraction ont été menées pour caractériser les NPs synthétisées (morphologie, cristallinité, composition chimique, etc.). Enfin, des mesures de spectroscopie d’émission optique résolues dans le temps ont été réalisées pour disposer d’informations sur l’évolution temporelle des raies émises au cours de la décharge et ainsi sur les conditions qui prévalent dans le plasma
Discharges in liquids offer a simple way to synthesize nanoparticles at high rate and low cost. When spark discharges are ignited in a dielectric liquid, a strong heating of the electrode material occurs, producing a metallic vapor from which nanoparticles grow by condensation. Even if most of the energy is dissipated in the formation of the discharge, the erosion of the metal electrodes allows the efficient production of NPs. The nature of the NPs formed is largely dependent on the dielectric liquid in which the discharge is performed. It is thus possible to control the nanoparticles produced by choosing the electrodes and the liquid in an appropriate manner. We seek in this work to understand the mechanisms that take place during the discharge by studying different cases of elaboration of NPs either alloys or composites. The synthesized NPs will have applications in various fields depending on the material(s) chosen. Using a nanosecond pulse generator, the discharges were created by applying a high voltage pulse (10 kV-200ns-10 Hz) between two electrodes immersed in liquid nitrogen. Three main systems have been studied: Si-Sn, Cu-Zn and Cu-Ag. The tests were performed with pure electrodes or alloys containing the 2 elements in varying proportions to improve our understanding of how nanoparticles are formed. High resolution transmission electron microscopy (HRTEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX), electron energy loss spectroscopy (EELS) and micro-diffraction analyzes were carried out to characterize the synthesized NPs (morphology, crystallinity, chemical composition, etc.). Finally, time-resolved optical emission spectroscopy measurements were performed to obtain information on the temporal evolution of the lines emitted during the discharge and thus on the conditions that prevail in the plasma
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Petit, Mohamed. "Etudes des propriétés électro-optiques, diélectriques et structurales d'un cristal liquide ferroélectrique stabilisé par un réseau polymère." Littoral, 2007. http://www.theses.fr/2007DUNK0186.

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Dans ce travail, nous avons entrepris l’étude de cellules ferroélectriques stabilisées par un réseau polymère, dont la structure en hélice a été préservée en choisissant un cristal liquide à faible pas hélicoïdale. La formation du réseau polymère est basée sur un processus d’auto-assemblage photo-induit et d’alignement d’entités monomères mésogènes photoréactives dispersées dans le solvant anisotrope qu’est le milieu cristal liquide, considéré comme élément de structuration du réseau. L’auto-structuration du réseau polymère, conjointement à des effets d’ancrage aux interfaces polymère/cristal liquide, sont en retour des éléments déterminants pour le comportement du cristal liquide stabilisé lorsqu’un champ électrique est appliqué. L’étude des propriétés électro-optiques et diélectriques des gels nous a permis de mettre en évidence que le réseau polymère anisotrope formé en phase SmC* joue un rôle stabilisateur non seulement de la structure en hélice de la phase héliélectrique, mais aussi de l’ordre orthogonal an phase SmA. Ce réseau anisotrope dispersé dans le volume de la cellule permet le contrôle de la réorientation sous champ électrique du cristal liquide. Nous avons montré que cet effet du réseau est intimement lié à sa structure fibrillaire et anisotrope interagissant fortement avec le cristal liquide grâce à des forces d’ancrage et élastique. Des approches théoriques qui tiennent compte de la structure et de la morphologie du réseau ont été développées et ont permis d’estimer l’ampleur du couplage réseau/cristal liquide , que l’on peut qualifier de « fort ». Ce couplage fort se traduit par l’augmentation de l’élasticité effective des gels
We report in this work the effect of an anisotropic polymer network formed from an achiral photo-reactive monomer in a short pitch chiral SmC* phase, on the coupling of liquid crystal molecules to applied electric field. The formation of the polymer network is based on a photo-induced self-structuring process and alignment of photo-reactive mesogenic monomers, initially dispersed in a SmC* liquid crystal matrix. This allows to a gel composite material. The self-structured network plays in turn a crucial role on the behaviour of the liquid crystal under external electric field. Experimental data, obtained from electro-optic and dielectric measurements, showed that the anisotropic polymer network stabilizes not only the helical structure of the ferroelectric SmC* phase, but also the orthogonal order of the paraelectric SmA phase. We have demonstrated this effect to be related to network morphology. AFM experiments have shown a fibrillar and anisotropic structure of the network. The experimental results were discussed in the framework of a simple phenomenological model, extended from the Landau model, including the bulk free energy arising from the liquid crystal/polymer anisotropic interaction, and the elastic free energy resulting from the anchoring of liquid crystal molecules at the polymer boundaries. The coupling parameter characterizing the liquid crystal/polymer interaction was evaluated as a function of polymer network density. This interaction can be qualified as “strong”, and results on the increase of the effective elasticity of the gels
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Segovia, Mera Alejandro. "Effets de la dispersion de nanoparticules dans un cristal liquide ferroélectrique sur les propriétés ferroélectriques et de relaxations diélectriques." Thesis, Littoral, 2017. http://www.theses.fr/2017DUNK0461/document.

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Ces travaux de thèse ont porté sur des matériaux constitués de dispersions de particules colloïdales nanométriques, issues d'un matériau ferroélectrique, dans un cristal liquide chiral à phase smectique ferroélectrique. Ils ont pour but d'étudier les effets occasionnés par ces dispersions sur les propriétés du nanocolloïde, notamment celles liées à leur ferroélectricité. Cette étude a montré que les comportements mésomorphes et ferroélectriques de ces matériaux sont conservés. Une baisse de polarisation spontanée ainsi qu'un recul des températures des transitions ont été mis en évidence pour des faibles concentrations en NPs. Une "transition" de ces comportements a été observée pour une concentration critique au-delà de laquelle les particules s'agrègent pour former des amas au sein du milieu cristal liquide. Nous nous sommes intéressés ensuite à deux modes de relaxation diélectriques. Le premier lié aux mouvements de distorsions de l'hélice dans la phase ferroélectrique, le second aux mouvements de compression des couches smectiques de part et d'autre de la transition ferroélectrique-paraélectrique. Les comportements observés semblent être gouvernés par les modifications des propriétés visco-élastiques des nanocolloïdes, occasionnés par l'intercalation des nanoparticules entre les couches smectiques
The present thesis work concerns materials made of dispersions of nanometric colloidal particles, from a bulk ferroelectric material, dispersed within a chiral smectic phase of a ferroelectric liquid crystal. The goal of this work is to study the effect of the dispersed nanoparticles over the nanocolloïd properties, specially the ones related to ferroelectricity. This study showed no change over mesomorphic and ferroelectric behavior of the materials. A decrease in spontaneous polarization and phase transition temperatures was found for low nanoparticle concentrations. A "transition" of these behaviors was observed for a critical concentration, beyond which, nanoparticles aggregate and form clusters inside the liquid crystal matrix. Afterwards, we have studied two dielectric relaxation modes. The first one related to distorsions of the helix in the ferroelectric phase and the second one to the compression movements of the smectic layers around the ferroelectric-paralectric transition. The observed behaviors seem to be due to modifications of the visco-elastic properties of nanocolloids, produced by intercalation of nanoparticles between the smectic layers
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Bouteloup, Rémi. "Estimation de propriétés d'intérêt pour les électrolytes liquides." Thesis, Tours, 2018. http://www.theses.fr/2018TOUR4016/document.

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Les électrolytes liquides, composés d’un sel dissous dans un solvant, interviennent dans la composition des batteries et font l’objet de nombreuses études afin d’améliorer leurs performances et leur sécurité. Parmi toutes les propriétés essentielles d’un électrolyte, la plus importante est sa conductivité ionique, qui influe sur les performances de la batterie. Pour un sel donné, la conductivité est elle-même principalement déterminée par les propriétés physico-chimiques du solvant comme sa constante diélectrique ou sa viscosité. L’objectif de cette étude est de développer des modèles permettant d’estimer des propriétés d’intérêt des électrolytes liquides, afin d’offrir un gain de temps aux chimistes, qui pourront éliminer les compositions inadéquates du point de vue de telle ou telle propriété. La première partie de cette étude présente une méthode pour estimer la conductivité d’un électrolyte, constitué d’un sel LiPF6 dans un mélange de solvants. Cette méthode s’appuie sur de nouvelles équations, pour estimer les paramètres de l’équation de Casteel-Amis, à partir de propriétés physico-chimiques du mélange de solvants, dont la constante diélectrique. La seconde partie présente a par ailleurs permis de développer une méthode pour estimer la constante diélectrique d’un solvant pur, à partir de sa structure chimique. Cette méthode s’appuie sur de nouveaux modèles additifs qui permettent d’estimer les paramètres de l’équation de Kirkwood-Fröhlich. Parmi ces modèles, deux d’entre eux permettent l’estimation de la densité et de l’indice de réfraction d’un composé liquide à température ambiante. L’ensemble des modèles développés sont utilisables via une interface utilisateur
Liquid electrolytes, composed of a salt dissolved in a solvent, are used in the composition of batteries and are the subject of numerous studies to improve their performance and safety. Of all the essential properties of an electrolyte, the most important is its ionic conductivity, which influences the battery's performance. For a given salt, the conductivity itself is mainly determined by the physico-chemical properties of the solvent such as its dielectric constant or its viscosity. The objective of this study is to develop models to estimate properties of interest of liquid electrolytes, in order to offer time savings to chemists, who will be able to eliminate inadequate compositions from the point of view of such or such property. The first part of this study presents a method to estimate the conductivity of an electrolyte, consisting of a LiPF6 salt in a solvent mixture. This method is based on new equations, to estimate the parameters of the Casteel-Amis equation, based on the physico-chemical properties of the solvent mixture, including the dielectric constant. The second part also presents a method to estimate the dielectric constant of a pure solvent, based on its chemical structure. This method is based on new additive models that estimate the parameters of the Kirkwood-Fröhlich equation. Two of these models estimate the density and refractive index of a liquid compound at room temperature. All the models developed can be used via a user interface
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Beroual, Abderrahmane. "Phénomènes de propagation et de génération des streamers dans les diélectriques liquides en géométrie pointe-plan sous créneau de tension." Grenoble INPG, 1987. https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-01929451.

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Pour de tres nombreux liquides, il existe une relation etroite entre la forme du streamer, sa vitesse de propagation, les courants et la lumiere emise quelque soit la polarite. Les vitesses augmentent par addition de composes capteurs d'electrons ou a bas potentiel d'ionisation. Pour des pressions et des pentes de rampe de tension elevees, les champs harmoniques de generation des streamers sont suffisants pour produire une emission ou ionisation de champ. On montre que les processus gazeux interviennent dans les deux polarites. L'analyse du bilan energetique indique que les mecanismes dominants sont la vaporisation pour les streamers lents et la dissociation et l'ionisation pour les streamers rapides, ce qui est confirme par chromatographie et spectroscopie d'emission
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Ohayon, Eric. "Effets thermomécaniques créés par laser à exciplexes en géométrie confinée : application au traitement des matériaux métalliques par choc." Aix-Marseille 1, 1996. http://www.theses.fr/1996AIX11038.

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Ce memoire concerne l'etude des effets thermomecaniques crees par laser a exciplexes en geometrie confinee et son application au traitement des materiaux metalliques par choc. Le premier chapitre consiste en une presentation generale des traitements de precontrainte classiques et du choc laser indissociable de la technique du confinement du plasma. Les contraintes residuelles induites sous l'effet de l'onde de choc sont abordees. Le second chapitre presente une etude bibliographique sur la comprehension du phenomene de claquage du dielectrique par interaction avec un faisceau laser. L'influence de differents parametres sur le claquage est expose. Dans le troisieme chapitre est presente plusieurs modeles theoriques permettant une modelisation du choc laser. Un modele analytique est developpe permettant de donner la forme temporelle et la pression maximale atteinte suivant la forme de l'impulsion laser lors d'un tir en configuration confinee. Dans les quatrieme et cinquieme chapitres les moyens experimentaux utilises et les resultats obtenus a l'aide du laser kir de longueur d'onde 248 nm sont presentes. Notamment, les pressions mesurees a l'aide de jauges piezoelectriques en face arriere de l'echantillon, en interaction directe et sous confinement eau pour differents materiaux metalliques. Enfin, des analyses metallurgiques ont ete realisees sur des echantillons recouverts ou non d'un revetement thermo-absorbant, irradies par la source laser. Les modifications obtenues sont presentees
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Cabaleiro, Juan Martín. "Etude du développement de la double couche électrique lors de la mise en écoulement d'un liquide diélectrique dans une conduite isolante." Poitiers, 2007. http://www.theses.fr/2007POIT2330.

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Des réactions physico-chimiques à l'interface solide-liquide sont à l'origine d'une distribution de charge: la double couche électrique (DCE). Au repos, après un temps de développement, la DCE atteint l'équilibre, caractérisé principalement par son épaisseur et par la densité volumique de charge dans le liquide, près de l'interface. Lors de la mise en écoulement, le déplacement du liquide convecte une partie des charges (la couche diffuse) modifiant l'équilibre statique, et provoquant un courant de paroi. Ce courant de paroi évolue jusqu'à atteindre un équilibre dynamique. L'étude de ce processus transitoire permet de mieux comprendre ce phénomène. Ainsi, des expériences ont été menées avec pour objectif la détermination de la densité volumique de charge près de l'interface et l'estimation des taux des réactions à l'interface. Puis, un premier modèle a été développé tenant compte du régime transitoire. Ce modèle se sert des grandeurs "macroscopiques" comme la conductivité moyenne du liquide et des taux de réaction globaux. Certaines hypothèses adoptées pour ce modèle, concernant notamment l'indépendance des taux de réaction de la vitesse de l'écoulement, et le temps d'établissement de la DCE en direction normale à la paroi ont été analysées. Un deuxième modèle dit "microscopique" a ensuite été développé pour entre autre s'affranchir de ces hypothèses. Ce modèle a été implanté dans Code_SATURNE, un logiciel de mécanique des fluides développé par EDF. Il permet d'envisager la simulation du phénomène dans des géométries compliquées et à grande échelle
Physicochemical reactions occurring at a solid-liquid interface are responsible for a charge zone called electrical double layer. At rest, the electrical double layer evolves during a certain development time, to reach an equilibrium charge distribution characterised by its thickness and by the space charge density in the liquid near the wall. Once the liquid is put in movement, the flow convects a part of these charges (the diffuse layer) modifying static equilibrium. As a result, a wall current develops and evolves to reach dynamic equilibrium. The analysis of the transient state allows for better understanding of this phenomenon. In this context, experiments have been made to determine the space charge density in the liquid near the wall and to estimate the reaction rates at the interface. Then, a first model was developed including transient state. This model uses global reaction rates and macroscopic quantities like liquid's bulk conductivity. Some hypotheses adopted for this model, concerning the independence of reaction rates on flow velocity or the formation time of the double layer profile normal to the wall where then analysed. In order to avoid using these hypotheses, a second model called "microscopic" was developed and implanted in Code_SATURNE, a fluid mechanics code created by "Electricité de France". This model will allow the simulation of flow electrification phenomena in complicated geometries and at industrial scale
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Lefort, Thibaut. "Réseaux époxy/liquide ionique avec et sans anhydride : Etude des mécanismes de polymérisation et des propriétés diélectriques." Thesis, Lyon, 2019. http://www.theses.fr/2019LYSEI126.

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Les liquides ioniques (LIs) sont des sels à faible température de fusion (plus petit 100 °C). Ils disposent généralement de bonnes stabilités thermique et chimique ainsi qu’une haute conductivité ionique. Ces propriétés les rendent par exemple intéressants en tant que lubrifiant, électrolyte ou additif en sciences des polymères. Dans le cadre de cette thèse, les liquides ioniques sont proposés comme alternative aux problématiques d’accumulation de charges au sein d’un isolant composite à base époxy pour postes sous enveloppe métallique (PSEM) sous haute tension en courant continu (HVDC). Une augmentation des phénomènes de conduction électrique est recherchée afin d’évacuer les charges accumulées en surface de l’isolant au cours de son utilisation. L’influence de l’addition de LI sur les mécanismes de polymérisation et sur les propriétés finales du réseau époxy et a été évaluée avec et sans durcisseur anhydride et en présence d’un liquide ionique à cation phosphonium et anion phosphinate, connu comme réactif et amorceur de la polymérisation des polyépoxydes. Les mécanismes de polymérisation ont été déterminés par résonance magnétique nucléaire (RMN) et analyse calorimétrique différentielle (DSC), les réseaux et leur microstructure par analyse mécanique dynamique (DMA), et leur morphologie par microscopie électronique (SEM ou TEM). Enfin, les propriétés diélectriques et mécanismes de conduction ont été étudiés par spectroscopie diélectrique et mesures de conductivité DC et discutés en fonction des architectures des différents réseaux
Ionic liquids (Ils) are salts exhibiting a low melting temperature (minus 100 °C). They display interesting properties such as good thermal and chemical stabilities and a high ionic conductivity. For example, these properties make them attractive as lubricant, electrolyte or additive in polymer science. In this thesis, ionic liquids are proposed as a solution for charge accumulation occurring in epoxy based insulators of gas insulated substations (GIS), under high voltage direct current (HVDC). An increase of conduction phenomenon is researched in order to reduce charge accumulation on the surface of insulators during their service. The influence of the addition of IL on the polymerisation of the epoxy network and its properties has been evaluated with and without a conventional anhydride hardener, using a phosphonium based IL, known as reactive and initiator of the epoxy polymerisation. Polymerisation mechanisms were identified by nuclear magnetic resonance (NMR) in liquid phase and differential scanning calorimetry (DSC), the networks and their microstructure by dynamic mechanical analysis (DMA), and their morphology by electronic microscopy (SEM or TEM). Finally, dielectric properties were studied by broadband dielectric spectroscopy and DC conductivity measurements and were discussed in function of the architecture of the different networks
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Jawichian, Alex. "Effet d'un champ électrique ac non uniforme non intense sur un liquide diélectrique différentiellement chauffé." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. http://www.theses.fr/2020GRALI068.

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Dans les travaux de recherche développés durant cette thèse, le concept de convection d’origine diélectrophorétique dans les liquides diélectriques confinés, telle qu’obtenue par application de champs électriques non uniformes et non intenses, est proposé et étudié. Dans un premier temps, les ingrédients théoriques de l’électrohydrodynamique sont présentés, puis les propriétés du couplage multiphysique entre mécanique des fluides, thermique et électrostatique sont mises en évidence. On peut démontrer qu’un couple d’origine diélectrophorétique est présent dès le régime conductif dès lors qu’un champ électrique non-uniforme est imposé. En conséquence, la possibilité de mettre un liquide diélectrique en mouvement, en imposant des champs électriques modestes en microgravité, est concevable en régimes conductif et de couches limites. Dans cette thèse, on étudie la convection ThermoElectroHydroDynamique (TEHD) d’un fluide diélectrique, en cavité différentiellement chauffée et soumise à un gradient de potentiel électrique produit par une paire d’électrodes. Deux configurations d'électrodes sont proposées : des électrodes planes partielles et des électrodes triangulaires. Une analyse en ordres de grandeur et une étude numérique sont développées afin d'étudier les transferts de chaleur convectifs induits par la flottabilité d’origine diélectrophoretique. Les lois d’échelle et les résultats numériques montrent qu'une amélioration sensible des transferts thermiques est possible grâce à l’utilisation d’un champ électrique non intense, non uniforme, sans qu'il soit nécessaire de recourir à des régimes instables. En outre, une approche expérimentale est également développée, réintroduisant la gravité et par conséquent la flottabilité d’origine thermique. De l'huile silicone est confinée dans une cavité ménagée au sein d’un bloc de plexiglas et scellée par une paire d'électrodes. Celles-ci sont connectées, pour l’une, à un amplificateur AC, pour l’autre, à la masse. Toutes deux sont maintenues à des températures différentes et constantes. Le champ de vitesse en régime permanent est mesuré par PIV à l’aide de traceurs fluorescents et l'effet du couple de rotation diélectrophorétique sur l’écoulement est détecté. En comparant avec les simulations numériques, des tendances similaires sont observées pour chaque configuration d'électrodes. Enfin, la température est mesurée à différentes localisations sur le banc expérimental pour la configuration basée sur les électrodes planes partielles. En présence de gravité, l'augmentation du transfert de chaleur, attendue avec la présence de champs électriques non uniformes, n'est pas particulièrement prononcée dès lors que l'écoulement est dominé par la flottabilité d’origine thermique
In this thesis, the concept of steady-state dielectrophoretic-induced convection in confined dielectric liquids, by means of non-uniform non-intense electric fields, is introduced and investigated. First, theoretical foundations of electrohydrodynamics are presented and a multiphysics coupling between fluids mechanics, heat transfers, and electrostatics is made evident. It is shown that a dielectrophoretic (DEP) torque arises at leading order provided that a non-uniform electric field is imposed. Thus, in microgravity conditions, the possibility of setting a dielectric liquid in motion, even with a modest electric field intensity, is shown to be finally conceivable in conductive regime as well as in boundary layer regime. In this work, steady ThermoElectroHydroDynamic (TEHD) convection is investigated for the case of a dielectric liquid confined in a differentially-heated square cavity, submitted to an electric potential gradient imposed from an electrode pair. Two electrode configurations, that generate the required non-uniform electric fields, are proposed: a partial planar electrode pair and a triangular electrode pair. Scaling analysis and a numerical study are developed in order to investigate dielectrophoretic-induced convective heat transfers. The scaling laws and the numerical results show that a significant enhancement of heat transfers is made possible from the use of a non-intense non-uniform electric field, with no need for giving rise to unstable regimes. An experimental approach is also considered, reintroducing gravity and buoyancy-driven convection. Silicon oil is confined in a cavity, formed in a Plexiglas block, and sealed by a pair of electrodes, one of them is connected to a high voltage AC amplifier while the other one is grounded. Both electrodes are kept at different but constant temperatures. By means of PIV imaging of fluorescent tracers, the velocity field in steady-state is measured and processed, and the effect of the imposed DEP torque on the whole flow is made evident. In comparison with numerical simulations, similar tendencies can be observed relative to each electrode configuration. Finally, the temperature is measured at different locations on the experimental bench for the configuration based on partial electrodes. In presence of gravity, heat transfer enhancement, expected from the application of a non-uniform electric field, is not particularly pronounced since the flow is dominated by thermal buoyancy
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Yan, Zelu. "Étude des panaches électrohydrodynamiques plans." Thesis, Poitiers, 2014. http://www.theses.fr/2014POIT2279/document.

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Ce travail est une analyse de la structure des panaches Électrohydrodynamiques plans également appelés jets Électrohydrodynamiques en géométrie plane. Il a pour objectif de proposer une description la plus précise possible de l'écoulement, d'apporter une meilleure compréhension des phénomènes physiques notamment à l'aide de modèles simples et de quantifier la force électrique. Le chapitre I est une étude bibliographique qui propose un résumé des principales connaissances sur la structure de deux écoulements très similaires aux jets EHD : les jets classiques et les panaches thermiques. Le chapitre II est consacré à la présentation du montage expérimental, ainsi qu'à la méthodologie expérimentale utilisée dans cette étude. La qualité des mesures obtenues grâce à la méthode de vélocimétrie par images de particule y est discutée ; les problèmes de non corrélation, de convergence statistique des résultats y sont par exemple abordés. L'analyse des champs de vitesse permet de mettre en évidence la structure des panaches et de proposer une classification des jets EHD. Le chapitre III est consacré à l'étude de la force électrique dans les panaches EHD. L'actionneur utilisé pour produire le jet plan est de type lame-plan. Trois méthodes indirectes ont été utilisées pour estimer la force à partir du champ de vitesse. La première méthode appelée méthode intégrale classique calcule la force par intégration volumique de l'équation de Navier-Stokes. La deuxième méthode appelée méthode RANS intégrale estime la force à partir de chacun des termes de l'équation RANS en utilisant une décomposition de la vitesse en valeur moyenne et fluctuation. Enfin, la force est également calculée selon une troisième méthode basée sur une modélisation simplifiée de l'écoulement inspirée des travaux de Malraison et Atten. Dans le dernier chapitre, l'étude est étendue à un écoulement électroconvectif de type jet de paroi électrique. Il est généré par un actionneur à barrière diélectrique. L'étude est faite avec deux types des liquides diélectriques différents. Comme pour le jet plan, l'analyse des champs de vitesse permet de définir les structures de l'écoulement mais également de calculer l'intensité de la force produite
This work is related to the analysis of the structure of electrohydrodynamic plane plumes also called electrohydrodynamic jets in plane geometry. The aim of this work is to provide a more precise description and a better understanding of its physical phenomenon and to quantify the electric force using the simple models. Chapter I is a literature review which provides a summary of two flows with the structure very similar to EHD jets: classic jets and thermal plumes. Chapter II is devoted to the presentation of the experimental setup and method used in this study. The quality of the measurements obtained by the method of Particle Image Velocimetry is discussed; problems of non correlation and statistical convergence of the results are also discussed. The analysis of velocity fields allows us to identify the structure and propose a classification of the EHD plumes. Chapter III is devoted to the study of the electric force in the EHD plumes. The actuator used to produce the plane jet is a blade plane device. Three indirect methods were used to estimate the force from the velocity field. The first classical method called integral method calculates the force by volumetric integration of Navier-Stokes equations. The second method called RANS integral method estimates the force from each term of RANS equation using the average and fluctuating velocity components. Finally, the force is also calculated using a third approach with a simplified flow model based on the work of Malraison and Atten. In the last chapter, the study is extended to one type of électroconvectif flow: the electrical wall jet. It is generated by a dielectric barrier actuator. The study is carried out with two different dielectric liquids. As is the case with plane jet, the analysis of velocity fields is used to define the flow structures and calculate the force produced
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Belarbi, Zoulikha. "Etude des propriétés électriques de la phtalocyanine de nickel et du mésogène discotique dérivé de la bis-phtalocyanine de lutétium : effet du dopage : étude du comportement diélectrique de cristaux liquides nématiques ou smectiques." Lyon 1, 1987. http://www.theses.fr/1987LYO19046.

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Apres une mise au point detaillee du comportement dielectrique de materiaux moleculaires, des mecanismes de conduction et de dopage, une presentation du materiel experimental est developpee. On a insiste particulierement sur la mise au point d'une cellule de mesure pour les cristaux liquides en general. Le chapitre suivant aborde l'etude des proprietes electriques des phtalocyanines de nickel dopees a l'iode, ainsi que des derives mesogenes de la bis -phtalocyanine de lutetium. Ces deux sortes de composes, par leur structure en colonnes, peuvent presenter des proprietes de conduction remarquables. Le dopage de la phtalocyanine au nickel par l'iode n'est pas tres stable. Par contre, dans les mesogenes discotiques la conduction augmente avec le taux de dopage par des especes oxydantes dans les differentes phases. On a discute ces proprietes de conduction intrinseques ou non et on montre que l'introduction de dopant augmente la conduction electronique. Le dernier chapitre porte sur l'etude dielectrique de cristaux liquides nematiques ou smectiques fortement polaires et asymetriques destines a l'optique non lineaire. En conclusion, l'interet essentiel de mesures dielectriques precises concernant de tres petites quantites de materiau est mise en evidence, et de nouvelles proprietes electriques de materiaux discotiques originaux ont pu etre etudiees
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Allart, Alexandre. "Etude des propriétés physiques et dynamiques d’électrolytes mésogènes photosensibles." Thesis, Lille 1, 2012. http://www.theses.fr/2012LIL10127/document.

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Les électrolytes solides sont du plus grand intérêt scientifique tant du point de vue fondamental que pour les nombreuses applications technologiques potentielles, notamment les batteries rechargeables, les cellules énergétiques ou les capteurs. Les matériaux considérés aujourd’hui comme les plus prometteurs sont obtenus par dissolution d’un sel alcalin dans un milieu contenant des fonction poly(éthylène oxide) (PEO). Récemment, il a été montré que certains facteurs géométriques de ces (macro)molécules, comme la proximité d’éléments polaires ou non-polaires, le contrôle de la longueur de la chaine PEO ou l’organisation partielle des segments PEO, pouvaient aider à augmenter la conductivité ionique. Suivant ces hypothèses, ce travail consiste à étudier l’influence de l’organisation moléculaire au sein d’un électrolyte sur le transport des espèces chargées, notamment les ions lithium. Des composés présentant une phase cristal-liquide nématique et possédant des chaines PEO ont été dopés avec des sels de lithium. Par ailleurs, la présence d’une fonction azobenzène sur le cœur rigide de la molécule permet de contrôler la géométrie des molécules par photo-isomérisation sous irradiation UV. L’ordre de la phase nématique constituée de molécules de type bâtonnets peut donc être modifié par l’introduction de molécules en forme de chevrons. La conductivité ionique de ces composés a ensuite été évaluée par spectroscopie diélectrique dans les configurations planaire et homéotrope. Il a été mis en évidence que l’anisotropie influence le déplacement des charges et que les porteurs de charges se déplacent de façon favorisée en configuration planaire. L’influence de l’irradiation UV, et donc l’impact de l’ordre moléculaire a ensuite été exploré. Les irradiations entrainent une baisse de la conductivité ce qui met à nouveau l’importance de l’anisotropie sur la conductivité. Une étude courant/tension a été également menée afin d’étudier la dynamique de ces systèmes soumis à l’illumination. Enfin un gel électrolyte anisotrope a été élaboré. Les premiers résultats obtenus sur les propriétés électriques de ce gel semblent prometteur montrant une conductivité améliorée
Solid organic electrolytes are of major scientific interest from fundamental standpoint and they have numerous potential technological applications, such as high-capacity rechargeable batteries, fuel cells or sensors. One way to obtain these materials is to dissolve alkali salts into media based on poly(ethylene oxide) (PEO) derivatives. Recently, it has been demonstrated that some geometric factors of these (macro)molecules, such as proximity of polar and non-polar elements, PEO chain length or partial ordering of the PEO segments, can improve the ionic conductivity. Based on these observations, photosensitive mesogenic compounds bearing PEO chains were doped with lithium salts. The physical characteristics of these hybrid materials have been investigated by optical microscopy, X-Ray diffraction and broadband dielectric spectroscopy. In particular, the ionic conductivity has been studied for two different anchoring conditions, i.e., planar and homeotropic. It is shown that the anisotropy of the liquid crystalline phase influences the ionic conductivity of the sample and thus the charge motion. Planar anchoring conditions provided the highest ionic conductivity. Then, the impact of UV irradiation on the molecular order has been investigated. Upon UV light, a Trans-Cis isomerisation mechanism of the azobenzene moieties present in the chore of the molecules takes places inducing the transformation of stick-like shape molecules (nematic phase) to chevron-like shape molecules (isotropic state). This phenomenon strongly affects the ionic conductivity evidencing the major role of the anisotropy on the conduction process. In order to investigate the dynamic properties of these systems under illumination a current/voltage study has also been carried out showing the potential use of these photosensitive mesogenic electrolytes as sensors. Finally, the LC phase has been stabilized by using a polymerization mechanism of photosensitive mesogenic monomers. It is interesting to point out that the fabricated gel exhibits enhanced electrical properties compared to that of the non-stabilized LC phase
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Jaspard, Frédéric. "Caractérisation diélectrique du sang par spectroscopie de bio-impédance dans la bande [1 MHz - 1 Ghz] : conception et réalisation d'une cellule de mesure." Nancy 1, 2001. http://www.theses.fr/2001NAN10191.

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Le comportement électrique d'un tissu biologique est entièrement décrit par la permittivité et la conductivité électrique. La connaissance de ces deux paramètres diélectriques est donc primordiale dans l'étude des interactions ondes électromagnétiques / tissus biologiques. L'instrumentation développée au cours de ce travail est dédiée à la mesure des paramètres diélectriques du sang sur la gamme de fréquences [1 MHz - 1 GHz]. L'appareillage est constitué d'un impédancemètre (méthode V/I) associé à une cellule de mesure de type sonde coaxiale ouverte. Cette géométrie est parfaitement adaptée à la mesure sur liquide et facilite la prise en compte des effets propagatifs apparaissant en hautes fréquences. Un circuit électrique équivalent permet de rendre compte du comportement électrique de la sonde et de relier la grandeur mesurée (impédance) aux paramètres recherchés. Une campagne de mesures des grandeurs diélectriques du sang humain et animal (bœuf et mouton) a été menée à bien. L'étude de l'évolution de ces paramètres en fonction des principaux facteurs influents a souligné le rôle important de la température et de l'hématocrite.
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Houachtia, Afef. "Dielectric investigations on attograms and zeptograms of matter." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSEI006/document.

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Les recherches sur des attogrammes (1 attogramme = 10 -18 gramme) et zeptogrammes (1 zeptogramme = 10-21 gramme) de matière offrent la possibilité de mettre en évidence la transition entre la nanoscience et la physique des molécules, ouvrant la porte à des questions fondamentales en physique de la matière molle, comme par exemple ‘’Quelle est la quantité minimale de matière nécessaire pour ‘‘définir’’ les propriétés des matériaux ?’’. Les propriétés électriques et diélectriques des matériaux, à cette échelle, sont étudiées par la spectroscopie diélectrique. Cette technique offre une large gamme de fréquence, pour mesurer les propriétés diélectriques des matériaux, couvrant plus de 10 ordres de grandeur et allant de 10-3 à 10+7 Hz. Cette technique assure une caractérisation précise d’une grande diversité des phénomènes physiques qui se déroulent à des échelles de longueur et de temps différents, tels que: les transitions des phases, les fluctuations de densité, les fluctuations moléculaires, le transport des charges, etc. Les mesures à l’échelle des attogrammes et zeptogrammes nécessitent l’utilisation des cellules ayant des dimensions nanométriques. Basé sur le concept d’utiliser des nano-conteneurs comme des cellules expérimentales, un développement expérimental a été mis en évidence, dans cette thèse, permettant d’étudier la dynamique moléculaire et les transitions des phases des matériaux polymères, allant jusqu’au zeptogrammes de matière. Cette approche permet de cristalliser des très petites quantités des matériaux sous l’application d’un champ électrique élevé, dans le but d’induire une cohérence macroscopique des fonctions moléculaires. Cela peut donner lieu à des nouvelles propriétés des matériaux, qui n’existent pas dans le cas des matériaux en masse
Dielectric investigations on attograms (1 attogram = 10 -18 gram) and zeptograms of matter (1 zeptogram = 10 -21 gram) offer the possibility of exploring the transition between nanoscience and molecule physics, opening the door for fundamental questions in soft-matter physics, such as for instance “What is the minimum amount of matter necessary to “define” the material properties?”. The electric and dielectric properties of materials at this level are investigated by Broadband Dielectric Spectroscopy. This technique provides an extraordinary broad frequency range, for measuring dielectric properties of matter, covering more than 10 orders of magnitude, typically from 10-3 to 10+7Hz. It ensures a precise characterization of large diversity of physical phenomena taking place at different length and time scales such as: phase transitions, density fluctuations, molecular fluctuations, charge transport processes, etc. Measurements on the scale of attograms and zeptograms require sample cells having all three dimensions on the nanometric length-scale. Based on the concept of employing nanocontainers as experimental cells, a novel experimental development allowing investigations on molecular dynamics and phase transitions of polymeric materials down to the level of zeptograms is demonstrated in the present PhD study. This approach enables one to crystallize tiny amounts of matter under high electric fields with the goal of inducing a macroscopic coherence of molecular functionalities. This could give rise to new material properties, not naturally available in the case of bulk materials
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MʾKadmi, Allal. "Caractérisation diélectrique des cristaux liquides ferroélectriques." Lille 1, 1988. http://www.theses.fr/1988LIL10059.

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Muslim, Joko. "Study of dielectric liquids as alternative encapsulant for high temperature electronics power modules applications." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAT109.

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La recherche et le développement sur les matériaux semi-conducteurs ont permis de transformer la technologie des dispositifs électroniques de puissance, avec une densité de puissance, des performances thermiques et un dimensionnement plus compacts. Ils permettent aux appareils de fonctionner à des tensions, températures et fréquences de commutation plus élevées dans les modules de puissance. Pourtant, ces développements ne sont pas suivis de la même manière par d’autres éléments, tels que les encapsulants.Avec un matériau d'encapsulation récent, à savoir un gel de silicone, la température maximale de fonctionnement ne peut pas dépasser 200 ° C alors que les dispositifs à semi-conducteurs WBG sont très supérieurs (par exemple, du SiC à 500 ° C). Il s’agit là d’un obstacle majeur car il joue un rôle important dans la protection mécanique et électrique d’un module de puissance. Dans ce travail, nous proposons des liquides diélectriques comme agent d’encapsulation alternatif pouvant avoir une performance thermique supérieure au gel de silicone. Les caractérisations diélectriques de plusieurs candidats ont été effectuées dans le cadre d’une cellule d’essai spécialement conçue, capable de chauffer à haute température dans un environnement contenant de l’azote afin d’éviter les risques d’incendie et d’oxydation. Nous avons mesuré la conductivité de liquides soumis à une variation de température en appliquant une spectroscopie de champ alternatif dans une large plage de mobilité fréquentielle et ionique sous une variation de polarité inverse en courant continu. Nous étudions l'influence de la température et de la pression sur les pannes avec des champs quasi uniformes et divergents, ainsi que des décharges partielles, aussi bien dans les liquides que dans les substrats céramiques noyés dans des liquides, afin de démontrer leurs applications dans les modules de puissance. Des modèles numériques ont également été développés par simplification à partir des résultats de spectroscopie diélectrique afin d'estimer et d'observer la distribution de champ à un point triple critique.Enfin, nous présentons une comparaison de candidats liquides et de gel de silicone pour montrer leurs avantages et leurs inconvénients pour les applications d’électronique de puissance à haute température. Néanmoins, ces travaux ne couvrent pas tous les aspects fondamentaux et d’applications tels que le vieillissement thermique, la capacité de refroidissement des liquides, etc., ces résultats ont établi une bonne base pour les liquides diélectriques dans les applications à haute température
Todays, power electronics cover wide range of applications in our daily life, starting from household appliances, communications, transportation systems up to harsh and extreme environment as in oil and gas exploration and the deep space missions. The main deliveries of power electronics are energy efficiency, compact size, reliability, long durability. Improving power electronics will surely mean to deal with materials, the packaging system, switching technologies, heat dissipation, dielectric properties, thermal stability etc. It was since the first arc-mercury rectifying in traction system, and then reshaped by the discovery of classical semiconductor (Si based) and ultimately the wide bandgap semiconductor materials, such as SiC, GaN and carbon based (diamond). They have superior thermal and dielectric properties compared to previous classical semiconductor technologies (Ge, Si and GaAs), and allow devices to operate at higher voltage, temperature and switching frequency in power modules. Unfortunately, these developments are not equally followed by other parts within, such as encapsulant.Despite their key roles to provide mechanical and electrical protection inside a power module, silicone gel as major encapsulant is limited to 200°C, which is far below devices (e.g. SiC at 500°C). Encapsulant came from polymerization and curing process of silicone liquids mixture and transforms into gel. They worked very well when assembly with classical SC devices, but not with WBG SC. Thus, it is necessary to solve this thermal related issue by improving silicone gel or start looking for other type of encapsulant with better thermal performance such as dielectric liquid or gas.Dielectric liquids have been used as insulating medium for high voltage (HV) applications for decades. Their excellent self-healing and arc quenching properties were used in the HV circuit breaker applications even though nowadays replaced by gas. Their low viscosity allow the fluid flow to exchange heat from internal source yielding effective cooling system as in power transformers. Other industries use dielectric liquids as heat transfer liquid at much higher temperature range compare to those in HV applications. Of course as heat transfer liquids, their dielectric properties are out of considerations. Nevertheless, having this wide range of applications spectrum, dielectric liquids seem rather promising and potential as alternative encapsulant. Some questions then aroused such as how are their electrical properties at high temperature (HT) approx. 400°C, are their dielectric properties stable at HT and can they contribute to cooling of devices inside power module.This work presents the initial study of dielectric liquids for HT power electronics module applications. We demonstrated the electrical characterization of several dielectric liquids under influence of temperature such as dielectric spectroscopy and ion mobility measurement, partial discharge, streamers and breakdown. Interesting physical phenomena such as liquid motions due to EHD and natural thermal convection were observed during experiments. Comparison among liquids are showed to indicate the most convenient. In term of application, conditions were adapted and simplified to replicate as those in power module when we performed characterizations to actual ceramic substrates under quasi-uniform to highly divergent electric field with AC, DC and impulse voltage. Many fundamental behaviours of liquids have been confirmed and evidenced at HT range. Governing parameters for electrical properties such as breakdown, charge injection etc. were affirmed.While not all aspects of encapsulant requirement in term of HT are covered, this work has established essential basis for electrical properties of dielectric liquids. Further works are required to fully assess their compatibility as alternative encapsulant, such as thermal ageing process, cooling contribution, complete modelling, etc
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Dufour, Gaëtan. "Dispositifs hyperfréquences reconfigurables par des mécanismes micro-mécaniques et micro-fluidiques : conception, réalisation, mesures." Thesis, Ecole centrale de Lille, 2017. http://www.theses.fr/2017ECLI0008/document.

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Il y a à l'heure actuelle un grand besoin en systèmes et composants agiles pour les dispositifs front-end RF. Dans cette thèse, deux approches innovantes sont développées pour la conception de tels dispositifs RF. Dans un premier temps, un mécanisme de reconfiguration micro-mécanique est développé. Cette approche vise à contrôler la hauteur d'un gap d'air inséré dans le substrat de composants microrubans afin d'en modifier les dimensions électriques. Les choix de conception et la fabrication d'un déphaseur à ligne micro-ruban ainsi que d'une antenne accordable en fréquence sont discutés. Une solution d'actionnement piézoélectrique basse tension (+/- 30 V) est retenue. La figure de mérite obtenue dans le cas du déphaseur atteint jusqu'à 313 °/dB ce qui dépasse l'état de l'art en matière de déphasage analogique. Dans le cas de l'antenne, le potentiel d'agilité en fréquence atteint 35 % autour d'une fréquence centrale de 55 GHz. Contrairement aux solutions classiques à base de semiconducteurs ou de RF-MEMS, ce mécanisme de reconfiguration n'impacte pas les performances de l'antenne dont l'efficacité de rayonnement est proche de 94 %. Dans un second temps, c'est un mécanisme micro-fluidique qui est étudié. L'agilité en fréquence d'antennes est créée par l'écoulement successif de liquides de permittivités différentes dans des micro-canaux intégrés au substrat. L'accord en fréquence atteint alors la très large ampleur de 51 % pour une fréquence centrale de 22 GHz. Cette étude s'accompagne de la recherche et caractérisation diélectrique de plusieurs fluides dans l'optique d'augmenter aussi bien la plage d'accord en fréquence que les performances de rayonnement des antennes
As wireless networks evolve, the frequency bands they exploit multiply. Frequency multiplexing, beamforming and tracking, networks interoperability, those mutations increase the need for agility and tunability in the RF-front end systems. In this thesis, two innovative approaches for the design of tunable RF components are studied. First, a micro-mechanical reconfiguration mechanism is developed. This approach means to control the height of an air gap within the substrate of microstrip components in order to control their electrical dimensions. Considerations for the design and fabrication of a phase-shifter and a frequency tunable patch antenna are made and a low voltage piezoelectric actuation (+/- 30 V) is chosen. The phase-shifter figure of merit reaches up to 312 °/dB which is beyond the state of the art in terms of analogic phase-shifting. Regarding the antenna, the frequency tuning potentially reaches up to 35 \% of a central frequency of 55 GHz. Unlike the classic solidstate or RF-MEMS based solutions, this reconfiguration mechanism does not impact the radiation performance of the antenna whose radiation efficiency is 94 \%. In a second approach, a micro-fluidic solution is studied. Frequency tuning capability is created in different antennas by the flow of successive liquids with different permittivities in integrated micro-channels. A large frequency tuning of 51 \% for a central frequency of 22 GHz is achieved. This study goes along with the search and characterization of several fluids with the objective of increasing both the frequency shift and the radiation performance of those antennas
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Agnus, Benoît. "Etude diélectrique de l'état "d'inhomogénéité" dans les liquides." Bordeaux 1, 1994. http://www.theses.fr/1994BOR10666.

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Apres avoir considerablement ameliore la sensibilite et la precision des techniques de mesures dielectriques (en uhf), il a ete possible d'observer des faibles changements de structure dans l'etat liquide. D'abord sur des solutions aqueuses de glucose etudiees en fonction de la concentration: un changement tres prononce a ete observe a 0. 7 mol/l a 25c. Puis surtout sur la quinoleine ou des changements de structure apparaissent a certaines temperatures telles 290k, 303k et 313k. Le comportement des parametres physiques est tel que le modele d'arrhenius est mis en defaut. Ces anomalies de comportement sont attribuees a des inhomogeneites au sein des liquides etudies
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Rain, Pascal. "Étude des phénomènes prédisruptifs et disruptifs à grande distance dans l'huile minérale de transformateur sous tension alternative." Grenoble INPG, 1992. http://www.theses.fr/1992INPG0076.

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Ce travail se rapporte a l'étude des phénomènes predisruptifs et disruptifs des grands intervalles d'huile minérale (jusqu'a 25 cm) soumis a de hautes tensions alternatives 50 Hz (jusqu'a 250 kvcr). L'objectif est d'obtenir une compréhension plus approfondie des mécanismes de génération et de propagation des streamers, canaux conducteurs lumineux plus ou moins ramifies qui précèdent le claquage des liquides diélectriques, et d'identifier les facteurs d'atténuation de la tenue des grands volumes d'huile soumis a des hautes tensions. Le comportement des streamers a été caractérise en géométrie divergente grâce a un dispositif de visualisation approprie. L'influence de la configuration des électrodes a été soulignée. Les résultats ont permis de proposer un schéma général du claquage a grande distance. Parmi les causes les plus plausibles de rupture d'isolation en champ quasi-uniforme, l'action de particules conductrices peu nombreuses mais de grande taille a été retenue. Le comportement d'une particule métallique millimétrique unique a été étudie et son influence sur la tenue diélectrique a été caractérisée
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Leblond, Jean-Marc. "Caractérisation diélectrique non linéaire : application aux cristaux liquides ferroélectriques." Littoral, 2006. http://www.theses.fr/2006DUNK0172.

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Ce travail concerne les aspects théoriques et expérimentaux de la caractérisation diélectrique non linéaire et son application aux cristaux liquides ferroélectriques. Il s'agit d'une nouvelle technique de caractérisation développée au laboratoire. La notion de permittivité complexe établie en régime linéaire est étendue aux champs élevés où la réponse du matériau devient non linéaire. Dans ce cas, le courant et le déplacement électrique induits par un champ électrique sinusoïdal présentent des fréquences harmoniques. Les permittivités complexes non linéaires ε*(n,m) traduisent la contribution de la puissance m du champ électrique à l'harmonique D*(n) du déplacement. La caractérisation diélectrique non linéaire doit apporter des informations supplémentaires et, ainsi, permettre la détermination de paramètres physiques du matériau étudié. Sa mise en oeuvre a nécessité le développement de deux bancs de mesure basés sur l'analyse spectrale du courant. Le premier dispositif, limité à des fréquences de mesure jusque quelques kHz, s'appuie sur un convertisseur courant-tension et une carte d'acquisition. L'analyse spectrale du courant échantillonné est effectuée par traitement numérique. Le second dispositif est analogique. Son principe de fonctionnement original est une extension en régime non linéaire de l'utilisation d'un pont auto-équilibré. Ce dispositif présente l'avantage de couvrir une plus large gamme de fréquences (jusque quelques 100 kHz). Les cristaux liquides ferroélectriques sont des matériaux intéressants pour l'application de cette méthode : des modèles théoriques des phases SmA et SmC* sont disponibles et les phénomènes non linéaires doivent apparaître pour des champs électriques relativement faibles. Les résultats expérimentaux obtenus dans la phase SmC* et dans la phase SmA de type de Vries montrent un accord satisfaisant avec les prédictions théoriques. En phase SmC*, l'exploitation des spectres diélectriques permet d'accéder à des paramètres physiques du matériau : polarisation spontanée, viscosité rotationnelle et terme élastique. En phase [Dollar]SmA[Dollar], les permittivités statiques associées à des mesures sur l'effet électroclinique donnent accès aux paramètres du modèle de Landau de la transition de phases SmA-SmC*
This work concerns theoretical and experimental aspects of nonlinear dielectric characterization and its application to ferroelectric liquid crystals. This is a new technics developped in our laboratory. The classical complex permittivity defined in the linear regim is extended to high electric fields where the material response becomes non linear. In such conditions, the current and the electric displacement induced under a sinusoidal electric field shows harmonic frequencies. Non linear complex permittivities ε*(n,m) traduce the electric field mth power contribution to displacement D*(n) harmonic. Non linear dielectric characterization gives more informations on the material behaviour and then should allow physical parameters determination. The development of two measurement set-up based on current spectral analysis was necessary. The first one, limited to measurements up to several kHz, uses a current-voltage converter and a sampling device. The current spectral analysis is performed with a numerical treatment. The second set-up is original and based on an extension to non linear regim of the use of an analogue auto-balanced bridge. This set-up presents the advantage to cover a larger frequency range (up to several 100 kHz). Ferroelectric liquid crystals are interesting materials to apply this technics : theoretical models of the SmA and SmC* phases exist and non linear behaviour should appear at relatively low electric fields. Experimental results obtained in both SmC* and SmA de Vries phases show good agreement with the theoretical predictions. In the SmC* phase, dielectric spectra analysis allows material physical parameters determination : spontaneous polarization, rotational viscosity, elastic term. In the SmA phase, static permittivities and electro-optical measurements give Landau theory parameters of the SmA-SmC* phases transition
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Wu, Jian. "Contribution to numerical simulation of electrohydrodynamics flows : application to electro-convection and electro-thermo-convection between two parallel plates." Thesis, Poitiers, 2012. http://www.theses.fr/2012POIT2263/document.

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Dans cette thèse, nous présentons une nouvelle approche pour la simulation numérique des phénomènes électroconvectifs et électro-therrno-convectifs. La principale difficulté réside dans la détermination du champ électrique et de la distribution de densité volurnique de charges électriques. Dans cette approche, des schémas de type TVD (Total Variation Dirninishing) et IDC (ImprovedDeferred Correction) sont utilisées dans la discrétisation des flux convectifs et diffusifs par la méthode des volumes finis. La première partie de cette thèse présente certains aspects numériques liés à l'implémentation de ces schémas. Une approche unifiée pour les schémas convectifs TVD de type borné à haute résolution est présentée et diverses fonctions limiteur sont comparées. Dans une deuxième partie, l'électro-convection entre deux plaques parallèles est simulée. La méthodologie a étéévaluée et validée par la détermination des Critères de stabilité linéaire et non linéaire. Les différents scenarii d'évolution du développement de cette instabilité électroconvective vers l'état chaotique ont été définis. L'effet du mécanisme de diffusion la densité volumique de charge sur la boucle d'hystérésis et sur la structure de l'écoulement est étudié. L'influence du rapport d'aspect de la cavité est analysé. Enfin dans une dernière partie, nous étudions l'électro-thermo-convection lorsque le fluide est soumis simultanément à une injection unipolaire et à un gradient thermique. L'augmentation des transferts de chaleur a été caractérisée
In this thesis, a numerical approach is presented to simulate the electro- and electro-thermo convection in dielectric liquids. The total variation diminishing (TVD) scheme and improved deferred correction (IDC) scheme are used to compute the convective and diffusive respectively. The aim of TVD scheme is to avoid non-physical oscillations and to capture high gradient of charge density. Some fundarnental aspects related to TVD and LDC schemes are investigated firstly. A unified approach for TVD schemes is explained and various limiter functions are compared. The connection among three methods for diffusive flux computation has been revealed. The original IDC scheme is improved by the application of 2nd order gradient evaluation method.The electro-convection between two parallel plates is then simulated. The methodology was assessed by the determination of the linear and nonlinear stability criterion. By continuously increasing the driving parameter, the successive instabilities and route to chaotic state has been defined. The effects of the diffusion mechanism for the charge density and vertical walls on the hysteresis 100p and the structure are also investigated. The last part is to simuiate electro-thermo-convection when injection and thermal gradient are simultaneously applied. Our solver was verified with a stationary and an overstable stability problem.The case that both heating and injection are from a bottom electrode has been analyzed in details. The neutral stabiliïy curve was reproduced. The existence of nonlinear phenornenon and the structure are highlighted
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Saker, Abdou El-Illah. "Caractérisation des décharges rampantes à l'interface liquide diélectrique-solide isolant." Grenoble INPG, 1993. http://www.theses.fr/1993INPG0015.

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Le travail porte sur la caracterisation des decharges rampantes dans l'huile de transformateur le long de la surface d'une plaque de verre. Dans une premiere partie, l'etude des decharges presentant une structure quasi-radiale autour de la pointe metallique qui les generent montre que la vitesse de propagation est constante pour les deux polarites et que l'extension finale augmente lineairement avec la tension appliquee; ceci qui suggere l'existence d'un champ moyen fini le long des canaux de decharge. La nature capacitive des courants associes a la propagation du canal est clairement etablie. Dans une seconde partie la caracterisation de certaines proprietes electriques de ces decharges est precisee en utilisant une technique de guidage des streamers qui permet d'obtenir des canaux de decharge uniques, rectilignes en premiere approximation. Des mesures par sondes capacitives associees a la detection par fibres optiques du passage des streamers permettent de determiner les variations au cours du temps de la distribution de potentiel electrique le long du canal de la decharge rampante. Ceci a confirme l'existence d'un champ moyen le long du canal de la decharge de l'ordre de 5 a 10 kv/cm et a permis de mettre en evidence que le gradient de potentiel le long du canal augmente lorsqu'on va du voisinage de la pointe metallique vers l'extremite du canal. Enfin une discussion critique des phenomenes de preclaquage, met en evidence la grande analogie entre decharges rampantes et streamers filamentaires se propageant dans le volume du liquide, entre une pointe et un plan par exemple
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Njeumo, Romain. "Contribution à l'étude de la dynamique moléculaire dans les polymères cristaux liquides par relaxation diélectrique à large bande de fréquences." Lille 1, 1986. http://www.theses.fr/1986LIL10116.

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Chassagnoux, Raphaël. "Etude des propriétés diélectriques de l'azote liquide et diphasique dans le cadre du limiteur de courant." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAT104.

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L’interconnexion de plus en plus grande des réseaux électriques traditionnels AC et l’émergence de réseaux DC s’accompagne de courants de court circuit plus importants, et de contraintes plus fortes sur les disjoncteurs haute tension lors de la coupure du courant. L’une des solutions pour maitriser le courant de court circuit consiste à insérer un limiteur de courant en série sur les lignes haute tension. Parmi les technologies existantes, le limiteur de courant supraconducteur est un candidat idéal du point de vue du réseau, mais il fait face à de nombreuses contraintes de dimensionnement. Parmi elles, l’isolation électrique est particulièrement critique et très spécifique à cette application : milieu cryogénique (azote liquide à -196°C), rubans supraconducteurs générant des renforcements de champ électrique, et chauffage transitoire des rubans lors de la limitation de courant qui induit une forte ébullition de l’azote liquide.L’objectif de ce travail est de rassembler des données et des connaissances pour le dimensionnement de l’isolation des limiteurs de courant. Le cas d’étude d’un limiteur inséré sur une ligne électrique permet de mettre en évidence les principales contraintes que celui-ci subit durant son fonctionnement. Ces contraintes sont reproduites dans un dispositif expérimental associant cryogénie et haute tension. Les résultats expérimentaux incluent des mesures de tensions de claquage obtenues dans diverses conditions de tension (DC, choc impulsionnel) de pression (de 1 à 4 bar), et de température (de 65 à 77 K), de distance inter électrode (5 et 10 mm), avec et sans chauffage de l’électrode ruban. L’observation des phénomènes d’ébullition et de pré claquage met en évidence des phénomènes et paramètres nouveaux, et permet d’interpréter qualitativement les tensions de claquage observées. L’un des résultats importants de ces travaux est la mise en évidence de l’influence complexe et parfois délétère du sous refroidissement (diminution de la température ou augmentation de la pression) sur les tensions de claquage, liée à la variation de la taille des bulles d’azote gazeux
The increasing number of interconnections in electrical networks and the massive integration of renewable energies nowadays comes with an increase of short circuit currents, and more constraints on high voltage circuit breaker during the current clearance. To solve this problem, a solution consists in inserting a fault current limiting device on electrical lines. Among the available technologies, the superconducting fault current limiter is ideal from the perspective of transmission system operator. However the design of this device is non-trivial, especially the electrical insulation, which is very specific to this apparatus: electrical insulation in a cryogenic environment (liquid nitrogen at - 196°C), superconducting tapes inducing electric field reinforcement, and strong transient heating generating numerous vapor bubbles.In this context, the aim of this work is to gather data and knowledge supporting the design of future superconducting fault current limiters. First, the case study of a fault current limiter model inserted on an electrical line allowed to deduce the main stresses on this device during its working sequence. These constraints are then reproduced within a high voltage cryostat. Experimental results gathered include breakdown voltages measured in various conditions of voltage type (DC or impulse voltage), pressure (from 1 to 4 bars), temperature (from 65 to 77 K), inter electrode gap (from 5 to 10 mm), with and without transient heating of the tape. The observation of boiling conditions and pre breakdown phenomena evidenced several new phenomena, and allowed to perform a qualitative interpretation of the breakdown voltages. An important result is the observation of the complex and sometimes adverse effect of subcooling (temperature decrease or pressure increase) on breakdown voltages, due to the variation of nitrogen bubbles size
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Zhang, Fuli. "Technologies des métamatériaux électromagnétiques en volume : application aux éléments de guidage et de rayonnement." Thesis, Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10058/document.

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Les métamatériaux, de par leurs propriétés originales de dispersion, sont de plus en plus étudiés. Cette thèse s’inscrit dans ce contexte en mettant un accent particulier sur les structures composites équilibrées, de faibles pertes, l’agilité et les résonances de Mie. Une structure dont le motif élémentaire a la forme d’une lettre oméga est proposée en satisfaisant la condition d’équilibre. La mesure expérimentale confirme une bande passante de 8 à 16 GHz avec un point d’indice nul à 13.6 GHz. Un raisonnement identique est appliqué afin de fabriquer un prototype fonctionnement en bande millimétrique. La bande main gauche est observée aux alentours de 80 GHz avec de faibles pertes d’insertion (0.5dB/cellule). L’agilité de cette structure peut être réalisée à l’aide de cristaux liquides nématiques. Des résonateurs à anneaux fendus (SRR) ont été rendus agiles par ce biais et montrent un décalage fréquentiel du pic de résonance d’environ 300 MHz par l’application d’un champ magnétique extérieur. Par la suite, la commande d’un prototype « main gauche » est aussi effectuée. Enfin, les résonances de Mie à travers des cubes de Ba0.5Sr0.5TiO3 (BST) sont étudiées afin de créer une particule magnétique isotrope. Cette voie permettant de synthétiser le magnétisme artificiel, une application d’amélioration de la directivité des antennes est ici montrée. De plus, un dispositif d’invisibilité en technologie « tout diélectrique » est étudié par calcul numérique
Recently, metamaterial has attracted much attention due to unique property such as negative index. This thesis is devoted to various aspects of this field: left and right handed balanced structure, low loss, tunability and Mie resonance based metamaterial. An omega-like left and right handed balanced metamaterial was proposed following the guideline of equality of magnetic and electric plasma frequency. It is shown that this metamaterial exhibits a broad passband from 8.0 - 16.0 GHz with a transition frequency at 13.6 GHz between negative and positive index branches. Then, an omega-type left handed metamaterial (LHM) operating at millimeter wavelengths was fabricated. The left handed passband centered around 80 GHz was observed. The low insertion loss of -0.5 dB/cell may meet requirement of practical application. We studied tunable metamaterial based on nematic liquid crystal. Magnetically tunable split ring resonator shows a resonance dip shift of 300 MHz under external magnetic field. Then a tunable LHM was fabricated. Effective index variation of 0.25 arising from liquid crystal reorientation was found. Finally, we investigated Mie resonance based dielectric resonator and its related application. Ba0.5Sr0.5TiO3 (BST) cube exhibits isotropic magnetic resonance for tilted incidence. Besides, a thin layer of BST cubes can perform as an artificial magnetic conductor (AMC) due to in-phase reflection around magnetic resonance. Such an AMC enhances directivity of antenna more than two times. In addition, a full dielectric cloak was also demonstrated numerically by radically positioning BST rectangular bricks
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Roux, Sylvie. "Isolation diélectrique des circuits intégrés de puissance par recristallisation en phase liquide." Toulouse, INSA, 2001. http://www.theses.fr/2001ISAT0039.

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Ces travaux s'insèrent dans le cadre de l'intégration des composants de puissance. En effet, le souci majeur de l'électronique de puissance est la cohabitation sur un même substrat de composants utilisant de forts courants et/ou de fortes tensions avec des composants petits signaux. Cette étude répond à un besoin de réduction du nombre de boîtiers électroniques, de la quantité de câbles de connexion et du coût de fabrication. Pour réaliser cette intégration nous avons étudié un substrat de silicium sur isolant qui, grâce à cette couche d'oxyde de silicium enterrée, permet d'obtenir une zone de silicium isolée du substrat initial. La principale caractéristique de la méthode de réalisation de ce substrat, retenue dans ces travaux, est l'emploi d'une couche d'oxyde enterré localisée. Cela signifie que la surface de la plaquette de silicium est couverte d'une alternance de substrat sur isolant et de substrat massif. La technique de réalisation du substrat de silicium sur isolant consiste à recristalliser en phase liquide une couche de silicium polycristalline sur oxyde à partir de zones de germe monocristallines. Après un bref état de l'art des différentes techniques de silicium sur isolant, nous abordons la description plus approfondie du procédé de réalisation de notre substrat de silicium sur oxyde. Enfin, une large place est accordée au développement technologique en salle blanche du LAAS/CNRS du procédé de préparation du substrat de silicium sur isolant et à la réalisation de composants. De nombreux résultats de caractérisations physiques et électriques de ce substrat sont présentés et analysés
This work takes part of the integration of power devices. Indeed, the main concern within the power electronics is the co-existence in the same substrate of devices using high currents and/or high voltages and of small signal devices. This study meets the need of dimensions shrinking, number of chips reduction, connectivity shrinking and cost reduction. To perform this integration we have chosen to study a silicon on insulator (SOI) substrate, which, due to this buried oxyde layer, allows to obtain a silicon area insulated from the bulk silicon. The method chosen to realize the SOI substrate has the advantage to perform a localized SOI layer. This means that the wafer surface is covered by alternately SOI layer and bulk silicon. To realize this localized SOI substrate, we are using a technique called LEGO for Lateral Epitaxial Growth over Oxide, which consists in the recrystallization in liquid phase of a polycrystalline silicon layer over oxyde beginning from monocystalline seed area. After the state of the art about the different SOI techniques, we present the description of the process for realizing SOI layers. Then, the technological part of the process is explained, whose development took place in the LAAS/CNRS clean room, in addition we present the realization of devices in SOI substrate. Some results of physical and electrical characterizations of the SOI substrate realized by LEGO are exposed and analysed
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Ismaili, Mimoun. "Effet Frederiks optique dans les nématiques : contributions thermique et diélectrique à la photoréfractivité." Lille 1, 1993. http://www.theses.fr/1993LIL10131.

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Анотація:
Nous avons étudié l'effet frederiks optique : lorsqu'un film de cristal liquide est traversé par un faisceau laser, les molécules initialement orientées perpendiculairement à ce champ tendent à s'aligner parallèlement à celui-ci lorsqu'il est assez intense. Macroscopiquement, cette réorientation se manifeste par une dépendance des indices de réfraction avec l'intensité de l'onde lumineuse qui traverse le film de cristal liquide : c'est un matériau photoréfractif. Si le rayonnement laser est émis en continu, en plus de cette contribution diélectrique, il y a une contribution thermique : une partie de l'énergie lumineuse qui traverse le film de cristal liquide est absorbée et comme les indices de réfraction dépendent fortement de la température, il y a aussi une variation de ces indices liée à l'intensité par l'intermédiaire de l'échauffement. Nous avons utilisé la technique de réflexion totale pour étudier ce phénomène de manière quantitative. Nous avons déterminé les angles de réorientation sur l'interface (verre-cristal liquide) et dans le volume, le profil de température du cristal liquide dans le faisceau de pompe et la variation de température en fonction de la puissance de pompe. Nous avons ainsi mesuré une augmentation de température au centre du faisceau de pompe de plus de 8c avec un profil radial beaucoup plus large que celui du faisceau de pompe et une réorientation allant jusqu'à 22 deg en surface et au-delà de 40 deg dans le volume avec un profil radial également plus large que celui de pompe. Ce qui dépasse de loin toutes les prévisions
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