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Modelisation Des Proprietes Photophysiques De Capteurs Chimiques Pour Des Applications De Detection De Cations Par Fibre Optique
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Book Synopsis Modélisation Des Propriétés Photophysiques de Capteurs Chimiques Pour Des Applications de Détection de Cations Par Fibre Optique by : Claire Tonnelé
Download or read book Modélisation Des Propriétés Photophysiques de Capteurs Chimiques Pour Des Applications de Détection de Cations Par Fibre Optique written by Claire Tonnelé and published by . This book was released on 2013 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: The increasing presence of various substances in our environment has brought abouta growing need for rapid emergence of new materials and devices in the quest forefficient and reliable chemical sensors. Massive technological progress have madeavailable an extensive range of technical tools to serve their development, accountingfor the requirements to be fulfilled (selectivity, quick response..). In this context,quantum chemistry methods provide a fundamental understanding of the processes atstake in the detection of chemical species and allow for rational design of sensingmaterials. Certain organic molecules can be extensively functionalised and thusconstitute an evident starting point owing to the tunability of their propertiesprovided by appropriate choice of structural modifications. The versatility of somechromophores associated to the selectivity offered by receptor units constitute theresearch playground for the development of ever better chemosensors.The present research aims at the rational development of chromoionophores for thecomplexation of cations, combining computational chemistry methods with basicspectroscopic characterisation. Using Density Functional Theory (DFT) and its timedependentextension (TD-DFT), two main aspects were treated, namely therelationship between molecular structure and optical properties of organicchromophores featuring valuable characteristics, and the complexation phenomenon.Photophysics of Zn2+ ion detection were more specifically studied, and recognitionwas demonstrated with both quantum-chemical calculations and experiments,accounting for the future integration of the chemical sensor in an optical fibre device.
Book Synopsis Développement de capteurs à fibre optique basés sur la résonance de plasmon de surface pour la détection physique, chimique et biologique by : Wenbin Lin
Download or read book Développement de capteurs à fibre optique basés sur la résonance de plasmon de surface pour la détection physique, chimique et biologique written by Wenbin Lin and published by . This book was released on 2000 with total page 87 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Il est bien connu que la résonance de plasmon de surface (SPR) d'une onde électromagnétique de surface peut être utilisée en tant que sonde optique sensible à de faibles variations intervenant à l'interface métal/diélectrique. La configuration de Kreschmann basée sur un prisme est traditionnellement employée pour exciter et détecter le phénomène SPR. En 1993, le premier capteur SPR à fibre optique a été réalisé par R.C. Jorgenson et S.S. Yee et a été ensuite commercialisé par la société Biacore (Suède). Le capteur SPR à fibre optique présente un certain nombre d'avantages sur le système Kreschmann tels que sa faible taille, son faible coût et la possibilité de détection déportée. Un capteur SPR à fibre optique multimodale plus simple, utilisant l'injection oblique d'une lumière monochromatique collimatée, a été développé au laboratoire TSI de l'université Jean-Monnet de Saint-Etienne, en 1996. Utilisant l'argent pour induire le phénomène SPR d'une lumière à la longueur d'onde 670 nm, le capteur à fibre optique est un réfractomètre fonctionnant dans la gamme d'indice optique 1,35-1,40. Ce mémoire de thèse est constitué de cinq articles visant à développer ce type de capteur à fibre optique pour les applications physique, chimique et biologique. Le premier article traite de la modification de la gamme d'indice mesurable, afin d'être capable de fonctionner dans des systèmes chimiques et biologiques, dont les indices de réfraction sont compris entre 1,33 et 1,36. Les relations entre les paramètres de structure et de matériau, de la configuration multicouche pour l'excitation du SPR, ont été déduites de la théorie. La technique sol-gel est utilisée pour fabriquer un revêtement d'acétate de zirconium de quelques dizaines de nanomètres. La fiabilité est augmentée par une protection constituée d'une monocouche auto-assemblée de thiol longue chaîne qui empêche l'oxydation de l'argent. Ce premier article a été soumis à la revue Thin Solid Films. Les variations spatiales du vecteur champ électrique au cours de la propagation des rayons non méridiens dans la fibre multimodale sont étudiées dans le second article accepté pour publication dans la revue Sensors and Actuators A. Un modèle 3D précis a été établi permettant d'expliquer le phénomène expérimental observé sur l'influence de la direction de polarisation de la lumière incidente par rapport à la face d'entrée de la fibre. Les signaux du capteur provenant de l'adsorption d'une très fine couche diélectrique sur la surface du métal ou d'une très faible variation de l'indice de réfraction dans le milieu de mesure peuvent alors être interprétés quantitativement. L'article suivant, accepté pour publication à la revue Applied Optics, propose une méthode directe pour déterminer l'épaisseur et les constantes optiques d'un film mince de métal déposé sur le cœur de la fibre, par simple mesure de la réponse du capteur à fibre optique. L'intérêt de ce travail vient des difficultés rencontrées dans la caractérisation des films métalliques avec des surfaces courbes en utilisant des techniques optiques conventionnelles telles que la réflectométrie et l'ellipsométrie. Un nouveau moyen optique capable de suivre in-situ la formation d'une monocouche auto-assemblée d'alkylthiol est présenté dans le quatrième article, soumis au Journal of Chemical Physics. L'application de la technique SPR à fibre optique pour étudier les monocouches auto-assemblées, l'observation directe et la description du phénomène d'inclinaison des chaînes lors de l'auto-assemblage de la monocouche d'alkylthiol, à notre connaissance, n'a jamais été rapporté auparavant dans la littérature. La bonne sensibilité observée montre que notre approche du système à fibre optique est plus adaptée que l'ellipsométrie et que le système SPR à prisme pour suivre les variations sur la totalité d'un film diélectrique. Le dernier article, soumis au Japanese Journal of Applied Physics, est consacré au développement d'un biocapteur basé sur le système à fibre optique pour suivre des interactions entre biomolécules. Avec une très simple configuration, cet immunocapteur a montré de bonnes performances en sensibilité et en spécificité, comparé à l'appareil commercialisé par Biacore qui est beaucoup plus complexe et cher. Ce travail constitue un excellent départ vers le développement d'une immunosonde pour des immunoessais sans marqueur. Ces cinq articles sont indépendants mais complémentaires l'un de l'autre. Les conditions pour lesquelles le SPR peut être excité sur une géométrie multicouche, obtenues dans le premier article, fournissent une base théorique pour le choix de la longueur d'onde de la lumière ou pour la gamme d'indice du milieu environnant lorsque l'or est utilisé et se retrouve dans les autres articles. Les études du modèle 3D précis, présenté dans le second article, pour simuler les performances des capteurs à fibre optique, permettent ensuite de caractériser le film métallique (dans le troisième article), la couche chimique adsorbée (dans le quatrième article) et les couches biomoléculaires (dans le cinquième article). De plus, la mesure des propriétés du film métallique dans le troisième article, permet de détecter avec succès, la monocouche auto-assemblée d'alkylthiol adsorbée sur la surface du métal (en référence au quatrième article). Les déterminations des caractéristiques du film d'or et de la couche de thiol sont nécessaires pour caractériser le film d'anticorps et la couche d'anticorps-antigène après la réaction d'affinité. Un biocapteur basé sur un système SPR à fibre optique a donc été réalisé et est présenté dans le cinquième article. Ce biocapteur a été conçu, élaboré et caractérisé couche par couche.
Book Synopsis Modélisation & étude des capteurs optiques by : Fethi Abdelmalek
Download or read book Modélisation & étude des capteurs optiques written by Fethi Abdelmalek and published by . This book was released on 1999 with total page 120 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LES CAPTEURS OPTIQUES ET LES LASERS OU AMPLIFICATEURS A BASE DE FIBRES OPTIQUES SONT DE GRAND INTERET SOIT AU NIVEAU RECHERCHES SOIT POUR DES APPLICATIONS. DANS CETTE THESE, UNE ETUDE BASEE SUR DES CONSIDERATIONS DE L'OPTIQUE GEOMETRIQUES EST EXPOSEE PERMETTANT DE MODELISER LES VARIATIONS DE LA PUISSANCE TRANSMISE LE LONG D'UNE FIBRE OPTIQUE EN FONCTION DES PROPRIETES OPTIQUES DES COUCHES DEPOSEES SUR UNE PARTIE DE LA GAINE. L'ETUDE DES RESEAUX DE BRAGG ET LEUR INTRODUCTION DANS LE DOMAINE DES CAPTEURS OPTIQUES EST TRES PROMOTEUR PERMETTANT DE SE RAPPROCHER DU COTE PRATIQUE, DEUX APPROCHES ONT ETE DEVELOPPEES LORS DE CETTE ETUDE, UNE APPROCHE BASEE SUR DES CALCULS PERTURBATIFS PERMETTANT DE COMPRENDRE LE COMPORTEMENT PHYSIQUE DU GUIDE DIELECTRIQUE AVEC DES COUCHES D'OR DEPOSEES ET UNE APPROCHE BASEE SUR LE THEOREME DE FLOQUET LES RESULTATS SONT MUTUELLEMENT COMPAREES. DANS LA PRATIQUE, UN DES PROBLEME MAJEUR SE POSE LORS DE LA REALISATION DES RESEAUX DE CAPTEURS EST CELUI DE L'ATTENUATION POUR Y REMEDIER CET INCONVENIENT ON A DOPE DES FIBRES DE TELECOMMUNICATION EN YTTERBIUM ERBIUM.
Book Synopsis Optical Chemical Sensors by : Jörn Überfeld
Download or read book Optical Chemical Sensors written by Jörn Überfeld and published by . This book was released on 2001 with total page 118 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse évalue les charactéristiques des capteurs chimiques optiques. L'attention principale est portée sur les capteurs à fibre optique. Leurs mérites et inconvénients sont comparés à ceux des capteurs optiques à composants discrets. Des capteurs à fibres optiques pour le Cu (II), l'ammoniac et des colorants alimentaires, ainsi que des capteurs optiques à composants discrets pour l'oxygène et l'éthanol gazeux ont été étudiés. Les capteurs à fibre optique se sont avérés être un outil très utile pour la détection sensible et sélective de composés inorganiques, organiques et biologiques dans l'analyse environnementale et biologique. En conclusion la "physique", c'est-à-dire les arrangements de détection optique et l'instrumentation, fonctionne de façon satisfaisante. Cependant, des efforts sont encore nécessaires pour résoudre les problèmes "chimiques", à savoir les problèmes qui résultent de l'utilisation de molécules d'identification et des indicateurs.
Book Synopsis Capteur à fibre optique à gradient d'indice inversé basé sur la résonance plasmon de surface by : Fabrice Bardin
Download or read book Capteur à fibre optique à gradient d'indice inversé basé sur la résonance plasmon de surface written by Fabrice Bardin and published by . This book was released on 2001 with total page 176 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce mémoire présente l'étude d'un capteur chimique à fibre optique à gradient d'indice inversé basé sur la résonance de plasmons de surface. Des dispositifs optiques à prisme ou mettant en jeu des fibres optiques classiques en silice utilisant cette technique de mesure sont déjà commercialisés. L'objectif de notre travail a été de caractériser théoriquement et expérimentalement un nouveau type de fibre optique permettant d'accroître les performances de ce capteur et d'en simplifier l'instrumentation. Un état de l'art des capteurs à plasmons de surface est présenté. Les structures basées sur une fibre optique (unimodale, multimodale) font l'objet d'une présentation détaillée mettant en évidence les caractéristiques des montages employés ainsi que leurs performances respectives. Nous avons cherché à déterminer le profil d'indice de réfraction du cœur de la fibre rendant les angles d'incidence à l'interface cœur-gaine quasiment égaux quels que soient les rayons se propageant dans la fibre. Ceci a été réalisé en utilisant une source lumineuse ponctuelle monochromatique positionnée dans l'axe et à une distance définie de l'entrée de la fibre. Le profil idéal présente un gradient d'indice inversé très proche d'un profil parabolique inversé pour lequel l'indice est minimal au centre du cœur de la fibre. Une description des caractéristiques de cette fibre comprenant l'étude de la propagation des rayons a été réalisée. Le phénomène de plasmon de surface est ensuite décrit, de manière générale puis ses conditions d'excitation dans la fibre employée sont étudiées. Une étude expérimentale et théorique a été menée sur les paramètres les plus influents du capteur (nature et épaisseur du métal, position de la source, etc.) La présentation de 2 applications pratiques (détection de traces de toluène dans un milieu aqueux et étude en temps réel du mécanisme de formation d'une monocouche auto-assemblée) montre les champs d'applications du dispositif optique simple développé.
Book Synopsis Etude de nouveaux capteurs à fibre optique pour le suivi du vieillissement des matériaux et la détection des espèces chimiques by : Messaoud Benounis
Download or read book Etude de nouveaux capteurs à fibre optique pour le suivi du vieillissement des matériaux et la détection des espèces chimiques written by Messaoud Benounis and published by . This book was released on 2004 with total page 137 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les capteurs optiques sont devenus aujourd'hui primordiaux du fait de leurs nombreuses applications dans des domaines très divers allant de la recherche scientifique (fondamentale et appliquée) à l'observation des processus de production. Des besoins très importants sont apparus récemment dans l'ensemble des sciences de la vie (biologie, biochimie, médecine, agro-alimentaire) et de l'environnement (pollution). Dans ce présent travail, on s'est intéressé à l'élaboration des capteurs optiques capables de suivre in situ la dégradation des structures métalliques et le cycle de vie des polymères ainsi que leurs dégradations. Ainsi, des capteurs à fibre optique de corrosion (CFOC) ont été développés pour le suivi in situ de dégradation des structures métalliques et aéronautiques. Les CFOC ont été testés par deux méthodes : la méthode optique et la méthode électrochimique. On a montré aussi la faisabilité d'un capteur de gaz et des métaux lourds.
Book Synopsis Modélisation, réalisation et caractérisation d'un capteur plasmonique à fibre optique by : Malak Kanso
Download or read book Modélisation, réalisation et caractérisation d'un capteur plasmonique à fibre optique written by Malak Kanso and published by . This book was released on 2008 with total page 340 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Actuellement une forte demande existe pour des dispositifs de détection chimique et biochimique en temps réel, miniatures, automatisés, bon marchés, et tout particulièrement pour l’étude des interactions biomoléculaires. Les capteurs à fibre optique basés sur la résonance plasmon de surface (FO-SPR) peuvent répondre à cette attente sous réserve que leur fiabilité soit améliorée. En effet, pour rendre ces capteurs performants et compétitifs, il est nécessaire d’améliorer leur sensibilité et leur limite de détection. L’objectif de notre travail a consisté à optimiser la performance du capteur à fibre optique basé sur la résonance plasmon de surface. Pour atteindre cet objectif, nous avons réalisé et étudié d’une part des fibres capteurs réalisées au laboratoire, et d’autre part, nous avons développé un modèle numérique qui nous a permis de déterminer les valeurs optimales des paramètres géométriques et physiques ajustables du capteur. Ainsi, des caractérisations de la surface métallique ont été réalisées afin d’en déterminer la rugosité et les permittivités diélectriques complexes puis d’en étudier l’influence sur la réponse du capteur FO-SPR. Finalement, le capteur a été utilisé dans une cellule microfluidique ce qui nous a permis de suivre en temps réel l’évolution de la réponse SPR en fonction de la cinétique des réactions de surface. L’implémentation de notre modèle numérique avec des paramètres cinétiques issus des mesures expérimentales met en évidence la capacité du capteur SPR à fibre optique à répondre aux attentes dans le domaine de la détection biochimique.
Book Synopsis Intégration de capteurs à fibre optique par projection thermique pour des applications de contrôle de structures intelligentes by : Duo Yi
Download or read book Intégration de capteurs à fibre optique par projection thermique pour des applications de contrôle de structures intelligentes written by Duo Yi and published by . This book was released on 2016 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce mémoire présente la modélisation, la simulation, l'expérimentation et la conception d'une structure composite intelligente pour des mesures de haute température (jusqu'à 300 °C). Pour ce faire, une fibre à revêtement métallique, particulièrement résistante pour de tels niveaux thermiques, a été considérée et intégrée au sein d'un revêtement d'alumine. La structure composite intelligente se compose alors du substrat, du dépôt et d'un capteur à fibre optique à modulation d'intensité. Pour mener cette étude, une estimation des flux thermiques basée sur le thermogramme expérimental s'est révélée nécessaire afin d'alimenter un modèle numérique. Différents modèles ont ensuite été construits afin d'évaluer les niveaux de températures atteints en surface ainsi que les niveaux de contraintes au sein même du composite. La simulation a montré que le dépôt pouvait thermiquement être considéré comme une couche mince et que la diffusion de la chaleur au sein du dépôt et du substrat était rapide et pouvait être estimée à l'échelle de la milliseconde. La répartition des contraintes est comme on pouvait s'y attendre dépendante du flux incident mais aussi de la géométrie globale du composite. Les contraintes restent relativement uniformes lors de l'échauffement et durant leur propagation mais s'intensifient après le refroidissement. Il s'avère également que les contraintes résultantes ne sont pas symétriques dans la fibre et sont dépendantes de la position de la fibre par rapport au substrat. Après une phase de modélisation des niveaux thermiques et des contraintes susceptibles d'être atteints au sein du matériau, une phase expérimentale consistant à intégrer une fibre optique non fonctionnalisée dans un dépôt d'alumine a donc été réalisée. Les observations microscopiques en surface et en coupe ont été effectuées afin de vérifier l'intégrité de la fibre intégrée. L'adhérence mécanique des fibres a ensuite été mesurée ainsi que l'atténuation optique pendant le processus d'intégration et le comportement thermique de l'ensemble durant des cyclages thermiques. Enfin, un capteur à fibre optique à modulation d'intensité a été conçu par intégration dans un dépôt céramique réalisé par projection thermique. Un système de mesure de la température a donc été construit et les premiers essais de réponse thermique ainsi que le cyclage thermique du capteur de température ont été effectués et analysés. En concluision, cette étude démontre la faisabilité d'une structure composite intelligente par intégration d'un capteur à modulation d'intensité à fibre optique dans un dépôt céramique élaboré par projection thermique susceptible de pouvoir travailler jusqu'à des températures de 300 °C.
Book Synopsis Capteur à fibre optique basé sur le principe de résonance de plasmons de surface by : Karla Balaa
Download or read book Capteur à fibre optique basé sur le principe de résonance de plasmons de surface written by Karla Balaa and published by . This book was released on 2007 with total page 318 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail de thèse s’inscrit dans la recherche et le développement de capteurs chimiques. Il est motivé par un besoin toujours croissant d’outils de détection dans des domaines aussi variés que la santé, la sécurité et l’environnement. Nous présentons l’étude de capteurs fondés sur le principe de résonance plasmons de surface - SPR. L’intérêt de ce type de capteurs est principalement lié à leur grande sensibilité, leur réponse rapide en temps réel et leur grande précision sans l’utilisation de marqueurs. L’originalité de notre approche est l’utilisation de fibres optiques. Celles-ci offrent de nouveaux attraits tels la simplification de l’instrumentation et sa miniaturisation. Dans une première partie, nous présentons une revue théorique sur les plasmons de surface à l’interface métal – diélectrique. Nous présentons ensuite une étude expérimentale en deux parties : la première décrit la réalisation et la caractérisation des capteurs SPR à fibre optique, la seconde présente l’analyse de la réponse SPR des transducteurs ainsi réalisés. En particulier nous avons caractérisé par des études systématiques l’influence de paramètres physiques importants liés au métal, à la fibre optique et au traitement de surface de la partie sensible par le greffage d’une couche de thiols. Enfin, nous proposons une étude numérique simulant la réponse du capteur en fonction de différents stimuli. Ce modèle, basée sur le calcul de la réflectance de la lumière à l’interface d’un ensemble multicouches nous a permis de valider l’étude expérimentale et d’étendre les recherches en prenant en compte différent type de molécules cibles. En particulier, nous présentons des résultats sur des molécules absorbants ou non absorbants, greffées ou non à la surface du transducteur. Une comparaison entre résultats expérimentaux et simulations numériques valide l’ensemble du travail et nous permet finalement de proposer une configuration optimisée du capteur, en fonction de la nature de la couche métallique et de la fibre optique, ainsi que des molécules cibles à détecter.
Book Synopsis MODELISATION DE CAPTEURS DE COULEUR INTEGRES ET DEVELOPPEMENT D'APPLICATIONS by : MOHAMED.. SEDJIL
Download or read book MODELISATION DE CAPTEURS DE COULEUR INTEGRES ET DEVELOPPEMENT D'APPLICATIONS written by MOHAMED.. SEDJIL and published by . This book was released on 2000 with total page 184 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: DEUX NOUVEAUX DETECTEURS OPTIQUES ONT ETE REALISE ET QUI ONT POUR ORIGINALITE, PAR RAPPORT AUX DETECTEURS USUELS, DE DONNER UNE MESURE DE LA COULEUR SANS RECOURS A DES JEUX DE FILTRES OPTIQUES. LE PREMIER DETECTEUR EST FORME PAR UNE DOUBLE JONCTION ENTERRE (BDJ). CONTRAIREMENT A LA PHOTODIODE, LA OU LA SORTIE DONNE LIEU A UN SEUL PHOTOCOURANT, LA STRUCTURE A DOUBLE JONCTION ENTERREE PERMET D'AVOIR DEUX COURANTS MESURABLES : I 1 ET I 2. L'AVANTAGE DE LA STRUCTURE BDJ RESIDE DANS LA REPARTITION SPECTRALE DES DEUX PHOTOCOURANTS. LE COURANT I 1 A UN MAXIMUM DANS LE BLEU, TANDIS QUE I 2 TIENS SON MAXIMUM DANS LE ROUGE. EN APPELONS R LE RAPPORT I 2/I 1, ON ETABLIT QU'IL EST UNE FONCTION STRICTEMENT CROISSANTE AVEC LA LONGUEUR D'ONDE. DE PLUS, LE RAPPORT R PERMET D'ELIMINER LE FACTEUR FLUX, CE QUI LE REND INSENSIBLE A LA FLUCTUATION DE LA PUISSANCE LUMINEUSE. CETTE PROPRIETE A ETE MISE EN EVIDENCE DANS DES APPLICATIONS TEL QUE LA SPECTROPHOTOMETRIE ET MESURE DU PH. LE SECOND DETECTEUR EST UNE TRIPLE JONCTION ENTERRE (BTJ). CETTE STRUCTURE EST CONSTITUEE D'UNE TRIPLE JONCTION PN ENTERREE. LE PROCEDE DE FABRICATION EST REALISE PAR LA TECHNOLOGIE BICMOS. CETTE STRUCTURE A PERMIT L'EXTRACTION DE TROIS COURANTS MESURABLES : I 1 (MAXIMUM DANS LE BLEU), I 2 (MAXIMUM DANS LE VERT) ET I 3 (MAXIMUM DANS LE ROUGE). CE DISPOSITIF PERMET LA DETECTION DE TROIS COMPOSANTE SPECTRALE QUI DETERMINE LA COULEUR DE LA LUMIERE OU D'UN OBJET. AINSI L'UTILISATION DE FILTRE OPTIQUE DEPOSE SUR LE DETECTEUR N'EST PLUS NECESSAIRE POUR DETERMINER LA COULEUR COMME C'EST LE CAS POUR LES DISPOSITIFS CCD. DANS LE DOMAINE DE L'IMAGERIE, L'UTILISATION DE STRUCTURES BTJ PERMET DE DIMINUER LE COUT DE FABRICATION ET D'ACCROITRE LA SENSIBILITE.
Book Synopsis Etude physico-chimique de capteurs à fibre optique à onde évanescente et à plasmon de surface pour la détection de polluants gazeus by : Adnane Abdelghani
Download or read book Etude physico-chimique de capteurs à fibre optique à onde évanescente et à plasmon de surface pour la détection de polluants gazeus written by Adnane Abdelghani and published by . This book was released on 1997 with total page 120 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LES CAPTEURS A FIBRE OPTIQUE PRESENTENT PLUSIEURS AVANTAGES PAR RAPPORT AUX CAPTEURS CONVENTIONNELS. PARMIS CES AVANTAGES : IMMUNITE ELECTROMAGNETIQUE, ISOLATION ELECTRIQUE TOTALE, PETITE TAILLE ET FAIBLE ENCOMBREMENT ET POSSIBILITE DE MESURE DANS DES ENDROITS DANGEREUX ET DIFFICILES D'ACCES. CES CAPTEURS A FIBRE OPTIQUE ONT ETE CONCUS DANS DES TECHNOLOGIES NOUVELLES POUR DETECTER DE TRES PETITES QUANTITES D'ESPECES CHIMIQUES, GAZEUSES ET BIOLOGIQUES. ILS ONT ETE UTILISES DANS DIFFERENTS DOMAINES TELS QUE L'ENVIRONNEMENT, LES PROCEDES INDUSTRIELS ET LES DIAGNOSTICS MEDICAUX. DANS CE TRAVAIL DE THESE, NOUS AVONS DEVELOPPE DEUX CAPTEURS INTRINSEQUES A FIBRE OPTIQUE POUR LA DETECTION DE POLLUANTS GAZEUX. LE PREMIER EST BASE SUR LA PROPAGATION D'UNE ONDE EVANESCENTE A L'INTERFACE COEUR-GAINE, IL PERMET DE DETECTER UNE VARIATION D'INDICE DE REFRACTION D'ENVIRON 10#-#4 DANS LA GAMME D'INDICE 1,405-1,455. POUR LA DETECTION DE GAZ ET DE VAPEURS, LA GAINE EST CONSTITUEE D'UNE COUCHE DE SILICE POREUSE DEPOSEE PAR LE PROCEDE SOL-GEL. DES ALCANES TELS QUE LE PROPANE, LE BUTANE, L'HEXANE ET LES HYDROCARBURES HALOGENES TELS QUE LE TETRACHLORURE DE CARBONE, LE CHLOROFORME ET LE TRICHLOROETHYLENE ONT ETE DETECTES AVEC UNE BONNE REPRODUCTIBILITE. LE SECOND CAPTEUR EST BASE SUR LA PROPAGATION D'UNE ONDE PLASMON DE SURFACE. LE COEUR DE LA FIBRE OPTIQUE EST RECOUVERT D'UNE COUCHE D'ARGENT DE 50 NM D'EPAISSEUR. LE FONCTIONNEMENT DE CE CAPTEUR A ETE ETUDIE EN FAISANT VARIER L'INDICE DE REFRACTION DE SOLUTIONS AQUEUSES EN CONTACT AVEC LE METAL. UN PROBLEME IMPORTANT EST CELUI POSE PAR L'OXYDATION DE LA COUCHE D'ARGENT. CE PROBLEME A ETE RESOLU EN DEPOSANT UNE COUCHE MOLECULAIRE AUTOASSEMBLEE D'UN ALCANETHIOL A LONGUE CHAINE (1-OCTADECANETHIOL). LE CAPTEUR PEUT AINSI FONCTIONNER PENDANT PLUSIEURS SEMAINES DANS UN MILIEU AQUEUX SANS QUE SON FONCTIONNEMENT SOIT ALTERE. POUR LA DETECTION DES GAZ, LA COUCHE METALLIQUE MODIFIEE EST RECOUVERTE PAR UN POLYMERE OU PAR UN COPOLYMERE A BASE DE SILOXANE. IL EST AINSI POSSIBLE DE DETECTER DES VARIATIONS D'INDICE DE L'ORDRE DE 3,5X10#-#5 QUAND L'INDICE NOMINAL DU POLYMERE EST COMPRIS ENTRE 1,355 ET 1,395. DES HYDROCARBURES HALOGENES TELS QUE LE TETRACHLORURE DE CARBONE, LE CHLOROFORME ET LE TRICHLOROETHYLENE ONT ETE DETECTES AVEC UNE BONNE REPRODUCTIBILITE. UNE APPLICATION DE CE CAPTEUR DANS LE DOMAINE DE L'ENVIRONNEMENT A ETE DEVELOPPEE (DETECTION DES CFC).
Book Synopsis Etude d'une structure amplificatrice pour le développement des capteurs by : Jérôme Launay
Download or read book Etude d'une structure amplificatrice pour le développement des capteurs written by Jérôme Launay and published by . This book was released on 2001 with total page 274 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les capteurs chimiques CHEMFETs (Chemical Field Effect Transistor) ont été couramment utilisés pour la détection de diverses espèces chimiques (ions, molécules,). Cependant, la pertinence de la structure FET n'a jamais été discutée. Au premier abord, elle présente l'avantage d'intégrer naturellement les parties " détection ", i.e. la grille chimique sensible, et " mesure ", i.e. le canal source - drain mais, en contrepartie, est caractérisée par de faibles sensibilités (loi de Nernst : 59 mV/pH à 300K). Afin d'amplifier les propriétés de détection, il est nécessaire de séparer ces parties " détection " et " mesure ". Cette solution aboutit naturellement au développement de capacités chimiquement sensibles (Chemical Field Effect Transistor ou CHEMFET) et d'amplificateurs électroniques adaptés. Diverses structures CHEMFEC/MOSFET ont été étudiées afin d'amplifier la sensibilité de détection et la vérification expérimentale a été effectuée sur partir des capacités sensibles aux ions H+ (SiO2/Si3N4 pH-ISFEC). Des réponses linéaires et des sensibilités élevées (jusqu'à 775 mV/pH à 300K) ont été obtenues sur de grandes gammes de pH. Un bon accord a enfin été obtenu entre théorie, simulation et expérience, explicitant les différents défauts de mesure au travers de la prise en compte de phénomènes dynamiques et des propriétés de détection du matériau chimiquement sensible. Ces études ont été effectuées dans le cadre des capteurs chimiques CHEMFETs, mais elles pourront être facilement étendues à l'ensemble des microcapteurs basés sur le transistor à effet de champ (GASFET, RADFET,).
Book Synopsis ETUDE DE DEUX CAPTEURS A FIBRE OPTIQUE POUR LE CONTROLE DE STRUCTURES by : BERTRAND.. NOHARET
Download or read book ETUDE DE DEUX CAPTEURS A FIBRE OPTIQUE POUR LE CONTROLE DE STRUCTURES written by BERTRAND.. NOHARET and published by . This book was released on 1996 with total page 141 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LE TRAVAIL DECRIT DANS CE MEMOIRE ANALYSE CERTAINES PERSPECTIVES OFFERTES PAR LES FIBRES OPTIQUES POUR LE CONTROLE DE DEFORMATIONS DE STRUCTURES. LE CONCEPT DE STRUCTURE INSTRUMENTEE EST ETUDIE, NOTAMMENT A TRAVERS LES NOTIONS DE CONDITIONNEMENT DU CAPTEUR PAR RAPPORT A LA STRUCTURE, DE TRANSFERT DES CONTRAINTES DE LA STRUCTURE AU CAPTEUR, ET DE MESURE SIMULTANEE DE PLUSIEURS PARAMETRES EXTERIEURS (CONTRAINTES, TEMPERATURE). PARALLELEMENT, LES POTENTIALITES DE DIFFERENTES METHODES INTERFEROMETRIQUES APPLIQUEES AUX CAPTEURS A FIBRES OPTIQUES SONT COMPAREES, OFFRANT UN EVENTAIL DE TECHNIQUES DISPONIBLES AUX SENSIBILITES OPTIMISEES POUR DIVERSES APPLICATIONS. POUR REPONDRE A UN REEL BESOIN DE L'INDUSTRIE AERONAUTIQUE, UN SYSTEME DE DETECTION D'IMPACTS SUR DES STRUCTURES COMPOSITES MULTICOUCHES EST PRESENTE, BASE SUR L'UTILISATION CONJOINTE DE L'INTERFEROMETRIE EN LUMIERE BLANCHE ET DE FIBRES OPTIQUES BIREGRIGENTES POUR LA MESURE DE CONTRAINTES RESIDUELLES INDUITES APRES IMPACT. LA REALISATION D'UN IMPACT SUR UNE STRUCTURE COMPOSITE PRODUIT UN COUPLAGE D'ENERGIE ENTRE LES MODES PROPRES DE POLARISATION DE LA FIBRE OPTIQUE INSEREE DANS LA STRUCTURE. LA LOCALISATION ET L'INTENSITE DU COUPLAGE SONT MESUREES A L'AIDE D'UN INTERFEROMETRE DE LECTURE PLACE EN SERIE. UNE ETUDE THEORIQUE ET EXPERIMENTALE DU PHENOMENE DE TRANSDUCTION PERMET D'APPREHENDER LES LIMITATIONS DU SYSTEME, DE COMPARER LES PERFORMANCES DE PLUSIEURS FIBRES BIREFRIGENTES ET D'ORIENTER LE CHOIX DE FIBRE OPTIQUE VERS LA FIBRE FASE (FIBRE A STRUCTURES EVIDEES). LES PERFORMANCES EXPERIMENTALES OBTENUES POUR LA DETECTION D'IMPACTS SUR PLUSIEURS STRUCTURES INSTRUMENTEES CONFIRMENT LES POTENTIALITES DE CE TYPE DE CAPTEUR POUR LA DETECTION D'ENDOMMAGEMENTS INDUITS SUR DES STRUCTURES COMPOSITES PAR L'OCCURENCE D'IMPACTS. UN DEUXIEME SYSTEME CAPTEUR, APPLIQUE A LA MESURE DE DEFORMATIONS LONGITUDINALES DE STRUCTURES LINEAIRES DU GENIE CIVIL (BARRES D'ANCRAGE ET CABLES DE SUSPENSION), EST PROPOSE A PARTIR DE LA METHODE DE MODULATION DE SOUS-PORTEUSE OPTIQUE. L'ELONGATION D'UNE STRUCTURE INSTRUMENTEE PAR UNE FIBRE MONOMODE PROTEGEE PAR UN REVETEMENT COMPOSITE ROBUSTE EST CONTROLEE A PARTIR DE LA MESURE DU DEPHASAGE D'UN SIGNAL MICRO-ONDE DE MODULATION DE L'ONDE OPTIQUE GUIDEE PAR LA FIBRE OPTIQUE. LA FREQUENCE DE MODULATION (ICI 1 GHZ) EST CHOISIE EN FONCTION DE LA RESOLUTION ET DE L'ETENDUE DE MESURE SOUHAITEES. LA PROTECTION COMPOSITE DE LA FIBRE OPTIQUE, OBTENUE PAR PULTRUSION, FACILITE LA MANIPULATION DU CAPTEUR ET PERMET SON UTILISATION EN MILIEU SEVERE, TOUT EN N'ALTERANT PAS LA SENSIBILITE DE LA FIBRE OPTIQUE A UNE ELONGATION. L'INFLUENCE DES VARIATIONS DE TEMPERATURE EST MINIMISEE PAR L'EMPLOI D'UNE DEUXIEME FIBRE OPTIQUE LAISSEE LIBRE DANS LA PROTECTION COMPOSITE. UN SYSTEME COMPACT DE MESURE (RACK 19'') EST EVALUE DANS UN ENVIRONNEMENT DE LABORATOIRE AINSI QUE SUR SITE INDUSTRIEL OU LE CAPTEUR INSTRUMENTE DES CABLES SOUMIS A DES CONTRAINTES REPRESENTATIVES DE LEURS CONDITIONS NORMALES D'UTILISATION. LES RESULTATS EXPERIMENTAUX DEMONTRENT L'INTERET DE LA PROTECTION COMPOSITE ET DE LA METHODE DE MESURE POUR PLUSIEURS APPLICATIONS DU GENIE CIVIL
Book Synopsis Capteurs et réseaux de capteurs à fibres optiques pour applications gazières by : Nicolas Katcharov
Download or read book Capteurs et réseaux de capteurs à fibres optiques pour applications gazières written by Nicolas Katcharov and published by . This book was released on 1994 with total page 282 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LES RESEAUX DE CAPTEURS A FIBRE OPTIQUE SONT PARTICULIEREMENT AVANTAGEUX POUR DES APPLICATIONS DANS DES MILIEUX EXPLOSIFS TELS QUE LES SITES DE PRODUCTION ET DE STOCKAGE ET LES INSTALLATIONS DE TRANSPORT GAZIERS ET PETROLIERS. JUSQU'A PRESENT, LA DETECTION DE GAZ PAR VOIE OPTIQUE EST DANS LA MAJORITE DES CAS REALISEE PAR SPECTROSCOPIE D'ABSORPTION. LES CAPTEURS EXTRINSEQUES UTILISANT CETTE TECHNIQUE PRESENTENT DES PERTES D'INSERTION IMPORTANTES, CE QUI LIMITE LEUR UTILISATION SUR DES GRANDES DISTANCES. CETTE THESE ETUDIE UNE AUTRE TECHNIQUE UTILISANT UN POLYMERE SPECIFIQUE DONT L'INDICE DE REFRACTION VARIE EN PRESENCE DE GAZ HYDROCARBURES. LA GAINE OPTIQUE DE LA FIBRE EST REMPLACEE PAR CE POLYMERE. LES CAPTEURS INTRINSEQUES COMPORTANT UN MIROIR FIBRE OU UN RESEAU DE BRAGG FAIBLEMENT REFLECTIF SONT INTERROGES PAR REFLECTOMETRE OPTIQUE TEMPOREL (OTDR). LE RAPPORT CONTIENT DES SIMULATIONS NUMERIQUES, DES DETAILS SUR LA FABRICATION ET DES RESULTATS EXPERIMENTAUX CONCERNANT LE COMPORTEMENT DES CAPTEURS ET DU RESEAU DE CAPTEURS AINSI REALISES
Book Synopsis Modélisation et simulation de la propagation optique dans une fibre optique multimode précontrainte by : Anthony Bichler
Download or read book Modélisation et simulation de la propagation optique dans une fibre optique multimode précontrainte written by Anthony Bichler and published by . This book was released on 2011 with total page 191 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce mémoire présente la modélisation, la simulation et la conception d’un nouveau capteur de température et d’étirement à fibre optique à modulation d’intensité dont l’élément sensible constituant le transducteur, est composé d’une fibre optique multimode à saut d’indice pincée entre deux mâchoires micro-structurées. L’effet du pincement produit des perturbations locales périodiques de la géométrie et de l’indice optique des éléments constitutifs de la fibre (cœur et gaine). Pour modéliser les couplages radiatifs dus à la courte période de perturbation, nous avons choisi d’utiliser un modèle électromagnétique du couplage de modes développé initialement par Dietrich Marcuse. Cette simulation nous a permis de déterminer la sensibilité du transducteur en fonction de ses caractéristiques propres. A partir de ces résultats, nous avons choisi les paramètres pour dimensionner le capteur en fonction de l’application visée. Les premiers prototypes des mâchoires des transducteurs ont été microstructurés en créneaux de 20 microns de profondeur et de période comprise entre 50 microns et 100 microns gravés dans du métal par usinage au laser femto-seconde. Après évaluation, nous avons proposé et contribué à développer un procédé de fabrication en grande série des mâchoires par injection plastique très performant. Les tests des premiers démonstrateurs de capteur ont permis de valider les modèles de calcul et révélés une réponse expérimentale linéaire en fonction du mesurande. Nous présentons les méthodes d’étalonnage statique et dynamique que nous avons proposées pour établir les spécifications métrologiques du capteur.
Book Synopsis Comportement de capteurs à fibres optiques noyés dans un matériau diversement sollicité by : Mohamed Barbachi
Download or read book Comportement de capteurs à fibres optiques noyés dans un matériau diversement sollicité written by Mohamed Barbachi and published by . This book was released on 1995 with total page 175 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: CETTE THESE A POUR CADRE GENERAL L'ETUDE DU COMPORTEMENT DE CAPTEURS A FIBRES OPTIQUES AU SEIN D'UN MATERIAU EN VUE D'APPLICATIONS AU GENIE CIVIL. LES APPLICATIONS VISEES CONCERNENT LE DEVELOPPEMENT D'INSTRUMENTATIONS DEDIEES, D'UNE PART, A L'ANALYSE DU TRAFIC (PESAGE EN MARCHE DE VEHICULES ROUTIERS), D'AUTRE PART, AUX EQUIPEMENTS D'OUVRAGE D'ART (APPAREILS D'APPUI DE PONTS). DANS LES DEUX CAS, LES PRINCIPES DE MESURE SONT DIFFERENTS: POLARISATION POUR LE PREMIER, ATTENUATION POUR LE SECOND. L'ETUDE DE LA REPONSE DES CAPTEURS EN CONDITIONS REELLES DE FONCTIONNEMENT A NECESSITE LA MISE AU POINT DE MODELES TANT THEORIQUES QU'EXPERIMENTAUX PERMETTANT D'APPREHENDER LE PARAMETRE D'INFLUENCE MECANIQUE A PARTIR DU SIGNAL OPTIQUE DELIVRE EN EXTREMITE DE FIBRE (COUPLAGE ELASTO-OPTIQUE). POUR CE QUI CONCERNE LE CAPTEUR A POLARISATION, L'APPROCHE MECANIQUE DEVELOPPEE CONSISTE A ASSIMILER LA FIBRE OPTIQUE, INSEREE ENTRE DEUX LAMES METALLIQUES, A UN RESSORT ELASTIQUE. CETTE APPROCHE A ETE VALIDEE AU MOYEN D'EXPERIENCES EN LABORATOIRE. DU POINT DE VUE PRATIQUE, CETTE ETUDE A DEBOUCHE SUR LA MISE A DISPOSITION D'UN MOYEN DE DIMENSIONNEMENT DU CAPTEUR PRENANT EN COMPTE LES CARACTERISTIQUES D'ENVIRONNEMENT. POUR CE QUI EST DU CAPTEUR A FIBRES OPTIQUES CONDITIONNEES EN MICROCOURBURES, LES DEMARCHES THEORIQUE ET EXPERIMENTALE, ONT PERMIS D'ABOUTIR A LA REALISATION D'UN SYSTEME DE MESURE EN TEMPS REEL DE LA DESCENTE DE CHARGES VERTICALES AU NIVEAU DES APPUIS D'UN OUVRAGE D'ART. UNE MODIFICATION APPROPRIEE DE LA FRETTE INSTRUMENTEE, AISEMENT DIMENSIONNABLE, OFFRE LA POSSIBILITE A L'UTILISATEUR D'ADAPTER LE SEUIL, L'ETENDUE DE MESURE ET LA SENSIBILITE DES CAPTEURS. BIEN QU'IL NE S'AGISSE QUE DE FAISABILITES, LES CARACTERES INDUSTRIEL ET OPERATIONNEL DES CAPTEURS PRIS EN COMPTE, VONT FACILITER TRES PROBABLEMENT LE PASSAGE AU TERRAIN
Book Synopsis UTILISATION DES PROPRIETES OPTIQUES DE L'ION EUROPIUM POUR LA CONCEPTION DES CAPTEURS A FIBRES OPTIQUES by : Jalal Halwani
Download or read book UTILISATION DES PROPRIETES OPTIQUES DE L'ION EUROPIUM POUR LA CONCEPTION DES CAPTEURS A FIBRES OPTIQUES written by Jalal Halwani and published by . This book was released on 1987 with total page 245 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: TROIS EXEMPLES D'APPLICATION : DEUX CONCERNANT LA MESURE DE TEMPERATURE ET LE TROISIEME, L'ANALYSE CHIMIQUE EN SOLUTION
