Etude et réalisation d'un spectromètre haute sensibilité à diode laser pour la mesure de traces de gaz

Etude et réalisation d'un spectromètre haute sensibilité à diode laser pour la mesure de traces de gaz PDF Author: Fabrice Bounaix
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Languages : fr
Pages : 212

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LE SUIVI DES PROCESSUS INDUSTRIELS, LE CONTROLE DES TENEURS EN GAZ A CARACTERE POLLUANT DANS L'ATMOSPHERE ET L'ETUDE DES REACTIONS CHIMIQUES REQUIERENT DES INSTRUMENTS CAPABLES DE DETECTER DE TRES FAIBLES TENEURS. LA SPECTROMETRIE D'ABSORPTION INFRAROUGE A DIODE LASER APPORTE UNE SOLUTION A CE PROBLEME EN PERMETTANT DES SENSIBILITES IMPORTANTES ET DES TEMPS DE REPONSE DE L'ORDRE DE LA MINUTE. CE MEMOIRE PRESENTE L'ETUDE ET LA REALISATION D'UN TEL SPECTROMETRE POUR LA DETECTION DE FAIBLES TENEURS EN VAPEUR D'EAU. CELUI-CI SE CARACTERISE PAR UNE SOURCE LASER A SEMICONDUCTEUR DU TYPE INGAASP AYANT UNE LONGUEUR D'ONDE D'EMISSION EGALE A 1,37 MICROMETRE, PAR L'UTILISATION D'UNE CELLULE MULTIPASSAGE DU TYPE HERRIOT AYANT UNE LONGUEUR TOTALE DE PASSAGE D'UNE VINGTAINE DE METRES, ENFIN PAR UN FAIBLE ENCOMBREMENT. LE SIGNAL D'ABSORPTION EST OBTENU PAR UN BALAYAGE RAPIDE EN LONGUEUR D'ONDE, REALISE EN MODULANT LE COURANT DE DIODE. UNE DOUBLE VOIE, MESURE ET REFERENCE, PERMET DE S'AFFRANCHIR DE LA VAPEUR D'EAU RESIDUELLE DANS LA TETE DE DETECTION. LE FAIBLE SIGNAL D'ABSORPTION EST CONVERTI APRES AMPLIFICATION EN UN SIGNAL NUMERIQUE PUIS MOYENNE SUR PLUSIEURS PASSAGES DANS LE BUT D'AMELIORER LE RAPPORT SIGNAL SUR BRUIT. LE MODE PRINCIPAL DE LA DIODE EST CENTRE SUR LA BANDE D'ABSORPTION SITUEE A 1,4 MICROMETRE CORRESPONDANT A UNE TRANSITION VIBRATIONNELLE HARMONIQUE. AVEC UN TEL DISPOSITIF NOUS AVONS MONTRE QU'IL ETAIT POSSIBLE DE DETECTER DES CONCENTRATIONS DE VAPEUR D'EAU DE L'ORDRE DE 100 PPB, AVEC UN SIGNAL SUR BRUIT DE 10. LA SENSIBILITE EST ESSENTIELLEMENT LIMITEE PAR DES INTERFERENCES PARASITES ET PAR L'UTILISATION D'UNE DIODE MULTIMODES. L'EMPLOI D'UNE SOURCE LASER MONOMODE (DIODE DFR OU DIODE A CAVITE EXTERNE) DEVRAIT PERMETTRE LA MESURE DE TENEUR EN H#2O INFERIEURES A 10 PPB. CETTE TECHNIQUE PEUT ETRE ETENDUE A LA DETECTION DE PETITES MOLECULES POSSEDANT DES LIAISONS X-H (X=C, N, O...)

Etude et réalisation d'un spectromètre haute sensibilité à diode laser pour la mesure de traces de gaz

Etude et réalisation d'un spectromètre haute sensibilité à diode laser pour la mesure de traces de gaz PDF Author: Fabrice Bounaix
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LE SUIVI DES PROCESSUS INDUSTRIELS, LE CONTROLE DES TENEURS EN GAZ A CARACTERE POLLUANT DANS L'ATMOSPHERE ET L'ETUDE DES REACTIONS CHIMIQUES REQUIERENT DES INSTRUMENTS CAPABLES DE DETECTER DE TRES FAIBLES TENEURS. LA SPECTROMETRIE D'ABSORPTION INFRAROUGE A DIODE LASER APPORTE UNE SOLUTION A CE PROBLEME EN PERMETTANT DES SENSIBILITES IMPORTANTES ET DES TEMPS DE REPONSE DE L'ORDRE DE LA MINUTE. CE MEMOIRE PRESENTE L'ETUDE ET LA REALISATION D'UN TEL SPECTROMETRE POUR LA DETECTION DE FAIBLES TENEURS EN VAPEUR D'EAU. CELUI-CI SE CARACTERISE PAR UNE SOURCE LASER A SEMICONDUCTEUR DU TYPE INGAASP AYANT UNE LONGUEUR D'ONDE D'EMISSION EGALE A 1,37 MICROMETRE, PAR L'UTILISATION D'UNE CELLULE MULTIPASSAGE DU TYPE HERRIOT AYANT UNE LONGUEUR TOTALE DE PASSAGE D'UNE VINGTAINE DE METRES, ENFIN PAR UN FAIBLE ENCOMBREMENT. LE SIGNAL D'ABSORPTION EST OBTENU PAR UN BALAYAGE RAPIDE EN LONGUEUR D'ONDE, REALISE EN MODULANT LE COURANT DE DIODE. UNE DOUBLE VOIE, MESURE ET REFERENCE, PERMET DE S'AFFRANCHIR DE LA VAPEUR D'EAU RESIDUELLE DANS LA TETE DE DETECTION. LE FAIBLE SIGNAL D'ABSORPTION EST CONVERTI APRES AMPLIFICATION EN UN SIGNAL NUMERIQUE PUIS MOYENNE SUR PLUSIEURS PASSAGES DANS LE BUT D'AMELIORER LE RAPPORT SIGNAL SUR BRUIT. LE MODE PRINCIPAL DE LA DIODE EST CENTRE SUR LA BANDE D'ABSORPTION SITUEE A 1,4 MICROMETRE CORRESPONDANT A UNE TRANSITION VIBRATIONNELLE HARMONIQUE. AVEC UN TEL DISPOSITIF NOUS AVONS MONTRE QU'IL ETAIT POSSIBLE DE DETECTER DES CONCENTRATIONS DE VAPEUR D'EAU DE L'ORDRE DE 100 PPB, AVEC UN SIGNAL SUR BRUIT DE 10. LA SENSIBILITE EST ESSENTIELLEMENT LIMITEE PAR DES INTERFERENCES PARASITES ET PAR L'UTILISATION D'UNE DIODE MULTIMODES. L'EMPLOI D'UNE SOURCE LASER MONOMODE (DIODE DFR OU DIODE A CAVITE EXTERNE) DEVRAIT PERMETTRE LA MESURE DE TENEUR EN H#2O INFERIEURES A 10 PPB. CETTE TECHNIQUE PEUT ETRE ETENDUE A LA DETECTION DE PETITES MOLECULES POSSEDANT DES LIAISONS X-H (X=C, N, O...)

Étude des bruits limitant la sensibilité d'un spectromètre d'absorption différentielle à diode laser infrarouge

Étude des bruits limitant la sensibilité d'un spectromètre d'absorption différentielle à diode laser infrarouge PDF Author: Eric de Borniol
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L'ETUDE DE L'ATMOSPHERE OU LE SUIVI DE PROCESSUS INDUSTRIELS NECESSITE DES INSTRUMENTS CAPABLES DE MESURER IN SITU ET DE FACON SELECTIVE DE FAIBLES CONCENTRATIONS DE GAZ. LA SPECTROMETRIE D'ABSORPTION PAR DIODE LASER INFRAROUGE REPOND A CE PROBLEME MAIS SA SENSIBILITE EST LIMITEE PAR LE BRUIT DE MESURE. LA PREMIERE PARTIE DE CE MEMOIRE EST CONSACREE A L'ETUDE DES BRUITS LIMITANT LA SENSIBILITE DES METHODES DE SPECTROSCOPIE UTILISANT DES DIODE LASER AUX SELS DE PLOMB, ET AUX DIFFERENTES TECHNIQUES MISES EN UVRE POUR L'AMELIORER. LES FLUCTUATIONS DE PUISSANCE DE LA DIODE LASER ETANT LE FACTEUR LE PLUS LIMITANT POUR LA SENSIBILITE, L'ETUDE DU BRUIT RELATIF D'INTENSITE (OU RIN) D'UNE TELLE SOURCE A ETE REALISEE. CETTE ETUDE MONTRE QUE CE BRUIT PEUT ETRE DIMINUE EN FONCTION DES CONDITIONS EXPERIMENTALES ET QU'IL PRESENTE, DANS TOUT LES CAS, UNE DECROISSANCE AVEC LA FREQUENCE D'ANALYSE (BRUIT EN 1/F). LA SECONDE PARTIE DU MEMOIRE EST DEDIEE A LA CONCEPTION ET A L'EVALUATION DE LA SENSIBILITE ULTIME D'UN SPECTROMETRE D'ABSORPTION DIFFERENTIELLE A BALAYAGE RAPIDE. LA LONGUEUR D'ONDE D'EMISSION EST BALAYEE PERIODIQUEMENT AUTOUR D'UNE RAIE D'ABSORPTION MOLECULAIRE EN MODULANT LE COURANT INJECTE DANS LA DIODE. DEUX VOIES OPTIQUES DE MESURE L'UNE TRAVERSANT LE MILIEU ET L'AUTRE NON SONT SOUSTRAITES L'UNE A L'AUTRE AVANT LA NUMERISATION DU SIGNAL. LE SIGNAL EST ENSUITE MOYENNE SUR PLUSIEURS PERIODES. L'ETUDE DU FILTRE RESULTANT DU BALAYAGE SPECTRAL RAPIDE MONTRE QUE LE BRUIT EN 1/F PEUT ETRE FILTRE EN DIMINUANT LA PERIODE DE MODULATION. LA SOUSTRACTION DE DEUX VOIES ASSOCIE A UNE COURTE PERIODE DE BALAYAGE (0,1 MS) PERMETTENT D'ATTEINDRE UNE TRES GRANDE SENSIBILITE. L'ANALYSE DE SPECTRES D'ABSORPTION DE LA MOLECULE DE CO VERS 2054 CM 1 MONTRE QUE LE SPECTROMETRE REALISE PERMET DE MESURER UNE ABSORPTION RELATIVE DE LA PUISSANCE LASER DE 1,1.10 6 EN 54,5 MS. SA SENSIBILITE LIMITE, CALCULEE POUR UNE BANDE PASSANTE DE 1 HZ EST DE 7.10 8. CETTE SENSIBILITE EST PROCHE DE CELLE OBTENUE PAR LA TECHNIQUE ACTUELLEMENT LA PLUS SENSIBLE TELLE QUE LA SPECTROSCOPIE DE MODULATION HAUTE FREQUENCE.

Etude des bruits limitant la sensibilité d'un spectromètre d'absorption différentielle à diode laser infrarouge

Etude des bruits limitant la sensibilité d'un spectromètre d'absorption différentielle à diode laser infrarouge PDF Author: Eric de Borniol
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L'ETUDE DE L'ATMOSPHERE OU LE SUIVI DE PROCESSUS INDUSTRIELS NECESSITE DES INSTRUMENTS CAPABLES DE MESURER IN SITU ET DE FACON SELECTIVE DE FAIBLES CONCENTRATIONS DE GAZ. LA SPECTROMETRIE D'ABSORPTION PAR DIODE LASER INFRAROUGE REPOND A CE PROBLEME MAIS SA SENSIBILITE EST LIMITEE PAR LE BRUIT DE MESURE. LA PREMIERE PARTIE DE CE MEMOIRE EST CONSACREE A L'ETUDE DES BRUITS LIMITANT LA SENSIBILITE DES METHODES DE SPECTROSCOPIE UTILISANT DES DIODE LASER AUX SELS DE PLOMB, ET AUX DIFFERENTES TECHNIQUES MISES EN UVRE POUR L'AMELIORER. LES FLUCTUATIONS DE PUISSANCE DE LA DIODE LASER ETANT LE FACTEUR LE PLUS LIMITANT POUR LA SENSIBILITE, L'ETUDE DU BRUIT RELATIF D'INTENSITE (OU RIN) D'UNE TELLE SOURCE A ETE REALISEE. CETTE ETUDE MONTRE QUE CE BRUIT PEUT ETRE DIMINUE EN FONCTION DES CONDITIONS EXPERIMENTALES ET QU'IL PRESENTE, DANS TOUT LES CAS, UNE DECROISSANCE AVEC LA FREQUENCE D'ANALYSE (BRUIT EN 1/F). LA SECONDE PARTIE DU MEMOIRE EST DEDIEE A LA CONCEPTION ET A L'EVALUATION DE LA SENSIBILITE ULTIME D'UN SPECTROMETRE D'ABSORPTION DIFFERENTIELLE A BALAYAGE RAPIDE. LA LONGUEUR D'ONDE D'EMISSION EST BALAYEE PERIODIQUEMENT AUTOUR D'UNE RAIE D'ABSORPTION MOLECULAIRE EN MODULANT LE COURANT INJECTE DANS LA DIODE. DEUX VOIES OPTIQUES DE MESURE L'UNE TRAVERSANT LE MILIEU ET L'AUTRE NON SONT SOUSTRAITES L'UNE A L'AUTRE AVANT LA NUMERISATION DU SIGNAL. LE SIGNAL EST ENSUITE MOYENNE SUR PLUSIEURS PERIODES. L'ETUDE DU FILTRE RESULTANT DU BALAYAGE SPECTRAL RAPIDE MONTRE QUE LE BRUIT EN 1/F PEUT ETRE FILTRE EN DIMINUANT LA PERIODE DE MODULATION. LA SOUSTRACTION DE DEUX VOIES ASSOCIE A UNE COURTE PERIODE DE BALAYAGE (0,1 MS) PERMETTENT D'ATTEINDRE UNE TRES GRANDE SENSIBILITE. L'ANALYSE DE SPECTRES D'ABSORPTION DE LA MOLECULE DE CO VERS 2054 CM 1 MONTRE QUE LE SPECTROMETRE REALISE PERMET DE MESURER UNE ABSORPTION RELATIVE DE LA PUISSANCE LASER DE 1,1.10 6 EN 54,5 MS. SA SENSIBILITE LIMITE, CALCULEE POUR UNE BANDE PASSANTE DE 1 HZ EST DE 7.10 8. CETTE SENSIBILITE EST PROCHE DE CELLE OBTENUE PAR LA TECHNIQUE ACTUELLEMENT LA PLUS SENSIBLE TELLE QUE LA SPECTROSCOPIE DE MODULATION HAUTE FREQUENCE.

Développement et caractérisation d'un spectromètre diode laser pour la mesure en continu et in situ de la composition atmosphérique en 12CO2 et en 13CO2

Développement et caractérisation d'un spectromètre diode laser pour la mesure en continu et in situ de la composition atmosphérique en 12CO2 et en 13CO2 PDF Author: Laurence Croizé
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Languages : fr
Pages : 140

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Ce manuscrit présente l'instrument SIMCO (Spectrometer for Isotopic Measurements of CO2) dont le développement s'inscrit dans le contexte scientifique général de l'étude de l'influence des émissions anthropogéniques de gaz à effet de serre sur le climat. La mesure de la concentration totale de CO2 et de la composition isotopique atmosphérique ±13CO2 permet de mieux faire la part entre les processus biogéochimiques et les processus d'origine anthropogénique. Cependant, la très faible amplitude de variation de la composition isotopique dans l'atmosphère implique d'obtenir une exactitude sur la mesure (en unités de ±13C) meilleure que 0,2 ‰ et une excellente stabilité de l'instrument. La problématique de l'augmentation de la concentration de CO2 dans l'atmosphère est exposée en introduction par un bilan des connaissances actuelles que l'on a du cycle du carbone. Puis l'état de l'art de la mesure de gaz à l'état de trace par spectroscopie d'absorption est décrit afin de justifier la configuration expérimentale choisie. Enfin, après avoir rappelé les fondements de la spectroscopie des isotopes du CO2, le montage expérimental retenu et développé, ses performances (et notamment les résultats de deux campagnes de mesures permettant de confronter les mesures de l'instrument SIMCO à celles d'un chromatographe en phase gazeuse et d'un spectromètre de masse) ainsi que les futures améliorations de l'instrument SIMCO sont présentés.

ETUDE ET REALISATION D'UN SPECTROMETRE A DIODES LASER POUR LA MESURE DE CONSTITUANTS MINORITAIRES DANS LA TROPOSPHERE

ETUDE ET REALISATION D'UN SPECTROMETRE A DIODES LASER POUR LA MESURE DE CONSTITUANTS MINORITAIRES DANS LA TROPOSPHERE PDF Author: ISABELLE.. CARRASCO
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Pages : 276

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UNE TECHNIQUE INSTRUMENTALE PAR SPECTROSCOPIE A DIODE LASER ACCORDABLE EST ETUDIEE AU COURS DE CETTE THESE AFIN DE MESURER DES FLUX DE CONSTITUANTS MINORITAIRES DANS LA TROPOSPHERE. LE SPECTROMETRE DEVELOPPE EST DESTINE A LA MESURE SIMULTANEE DES CONCENTRATIONS DE MONOXYDE DE CARBONE, DE METHANE ET D'OZONE. LES DIODES LASER, UTILISEES ICI DANS LE DOMAINE SPECTRAL INFRAROUGE, DOIVENT EMETTRE SUR LES RAIES D'ABSORPTION DES CONSTITUANTS DONT LA SELECTION S'EST FAITE EN TERME DE FORCE DE RAIE ET D'INFLUENCE DU SPECTRE ATMOSPHERIQUE A PARTIR DE LA SIMULATION DES SPECTRES MOLECULAIRES. LA METHODE CHOISIE POUR LA MESURE DE LA PUISSANCE LUMINEUSE ABSORBEE EST LA DETECTION DE SECONDE HARMONIQUE. L'ETUDE THEORIQUE COMPLETEE PAR LA SIMULATION DE LA REPONSE DE L'INSTRUMENT A PERMIS L'OPTIMISATION DES PARAMETRES DU SPECTROMETRE. A PARTIR DE CE MODELE DIRECT, NOUS AVONS MIS AU POINT UN MODELE INVERSE POUR RESTITUER LA CONCENTRATION DE GAZ ABSORBANT. CE MODELE A PERMIS DE QUANTIFIER L'INFLUENCE DES BRUITS, DES BIAIS ET DES INCERTITUDES DE MESURE DES DIFFERENTS PARAMETRES CARACTERISTIQUES DE L'INSTRUMENT. UNE MAQUETTE DU SPECTROMETRE A ETE CONCUE DE FACON A POUVOIR VALIDER LE CONCEPT INSTRUMENTAL ET LA TECHNIQUE DE RESTITUTION DE CONCENTRATION. ELLE A PERMIS DE CARACTERISER LE COMPORTEMENT DES DIODES LASER UTILISEES ET D'ETABLIR UNE PROCEDURE D'ETALONNAGE DES PARAMETRES PRINCIPAUX DU POINT DE FONCTIONNEMENT CHOISI. A PARTIR DE L'ETUDE EXPERIMENTALE DE L'ABSORPTION DU MONOXYDE DE CARBONE, NOUS AVONS MONTRE LA FAISABILITE DE LA MESURE DE CONCENTRATION GRACE A LA MAQUETTE DU SPECTROMETRE

Conception et réalisation d'un spectromètre d'absorption par diode laser accordable pour la mesure des concentrations et des flux de CO2 et de CH4 au-dessus des réservoirs hydroélectriques et de divers types de sols

Conception et réalisation d'un spectromètre d'absorption par diode laser accordable pour la mesure des concentrations et des flux de CO2 et de CH4 au-dessus des réservoirs hydroélectriques et de divers types de sols PDF Author: Tommy Ringuette
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Category : Atmospheric carbon dioxide
Languages : fr
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En collaboration avec Hydro-Québec à l'origine, notre laboratoire a développé un système de détection quantitative permettant de déterminer simultanément et en temps réel la concentration et le flux du C02 et du CH4. Les mesures de concentration sont effectuées par absorption infrarouge sur un parcours ouvert, jusqu'à environ 2000 mètres aller-retour, au-dessus de la surface émettrice au moyen de diodes lasers accordables. Les mesures sont effectuées à deux hauteurs séparées. Des concentrations de l'ordre d'une partie par million (ppm) pour le C02 et de 0,01 ppm pour le CH4 peuvent être mesurées selon la longueur du parcours et les conditions météorologiques. Les flux sont calculés à l'aide d'un modèle de diffusion simplifié qui utilise les données météorologiques provenant d'une station portable. Ce travail décrit le système d'origine et met l'emphase sur les transformations qui ont été réalisées dans le but d'optimiser son utilisation.

Spectroscopie infrarouge à haute résolution par lasers accordables

Spectroscopie infrarouge à haute résolution par lasers accordables PDF Author: Nofal Ibrahim
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Languages : fr
Pages : 240

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La spectroscopie infrarouge à haute résolution est un outil très puissant pour mesurer les concentrations d’un grand nombre de gaz traces atmosphériques et pour caractériser les propriétés physico-chimiques de ces espèces. L’utilisation de lasers accordables permet de balayer de petits intervalles spectraux avec une très haute résolution spectrale et un rapport signal/bruit très élevé. Ainsi, la détermination expérimentale des paramètres de raies par spectroscopie laser complète les informations obtenues par la spectroscopie à transformée de Fourier. Nous avons travaillé dans cette thèse sur la conception et la réalisation de plusieurs spectromètres basés sur des diodes-laser accordables et les applications de ces instruments pour la spectroscopie quantitative d’espèces d’intérêt atmosphérique. Nous avons réalisé quatre études différentes : Une étude pour mesurer les paramètres spectroscopiques (intensités, coefficients d’élargissement) de H2O dans l’infrarouge proche (au voisinage de 820 nm) en utilisant une diode laser à cavité externe (ECDL) et la technique de spectroscopie directe. Une étude d’intercomparaison des coefficients d’absorption de l’ozone entre deux régions spectrales : l’ultraviolet (270-290 nm) et l’infrarouge moyen (à 10 micron). Étude des paramètres spectroscopiques (positions, intensités, et coefficients d’élargissement) et limite de détection de NH3 simultanément par deux techniques différentes (spectroscopie d’absorption directe et spectroscopie photoacoustique) au voisinage de 1550 nm. La première mesure des coefficients d’élargissement par l’air de HO2 par la technique CRDS au voisinage de 1550 nm.

REALISATION D'UN ENSEMBLE EXPERIMENTAL DESTINE A LA PRODUCTION ET A L'ETUDE SPECTROSCOPIQUE A LARGE BANDE D'ESPECES TRANSITOIRES. ANALYSE INFRAROUGE PAR LASER A DIODE DU RADICAL SIH DANS UN PLASMA DE SILANE

REALISATION D'UN ENSEMBLE EXPERIMENTAL DESTINE A LA PRODUCTION ET A L'ETUDE SPECTROSCOPIQUE A LARGE BANDE D'ESPECES TRANSITOIRES. ANALYSE INFRAROUGE PAR LASER A DIODE DU RADICAL SIH DANS UN PLASMA DE SILANE PDF Author: PATRICK.. CHOLLET
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Languages : fr
Pages : 209

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Book Description
LE DISPOSITIF COMPORTE UN REACTEUR A PLASMA ACTIVE PAR UNE DECHARGE RADIOFREQUENCE DANS UN GAZ EN ECOULEMENT A BASSE PRESSION, COUPLE A UN INTERFEROMETRE DE FOURIER ET A UN SPECTROMETRE LASER A DIODE ACCORDABLE. APPLICATION DE L'ENSEMBLE A L'ETUDE D'UN PLASMA DE SILANE ET, EN PARTICULIER A LA DETECTION EN TEMPS REEL DU RADICAL SIH. LES ELEMENTS THEORIQUES NECESSAIRES A L'IDENTIFICATION DE CETTE ESPECE INSTABLE ET A LA DETERMINATION EXPERIMENTALE DE SA CONCENTRATION SONT ETABLIS. ETUDE DE L'INFLUENCE DES PARAMETRES DE LA DECHARGE SUR L'ENSEMBLE DES PROCESSUS REACTIONNELS CONDUISANT A LA FORMATION DE SIH

Etude d'une méthode spectroscopique infrarouge pour la détection de gaz

Etude d'une méthode spectroscopique infrarouge pour la détection de gaz PDF Author: Gérald Semont
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Languages : fr
Pages : 215

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Book Description
Permettre une détection fiable, sélective, rapide et à moindre coût du gaz méthane dans les lieux domestiques, tel est le but du projet AMELIE (Alerte au Méthane par Laser Infrarouge Explosimètre), né d'une étroite collaboration entre Gaz de France, la société EPREST et le Centre de Recherche en Automatique de Nancy. La sécurité des personnes et des biens exige une surveillance de leur environnement, en particulier vis-à-vis du danger d'explosion et requiert des instruments capables de détecter des concentrations de CH4 bien inférieures à la limite inférieure d'explosivité. La spectrométrie d'absorption infrarouge à diode laser associée à un traitement de signal adéquat apporte une solution à ce problème non seulement en terme de sensibilité mais aussi en terme de sélectivité, robustesse, stabilité dans le temps et rapidité de détection. Le travail présenté dans ce mémoire concerne l'étude et la réalisation d'un tel spectromètre d'absorption, capable de détecter une concentration de gaz méthane inférieure à 10000 ppm. [...]

DYNAMIQUE SPECTRO-TEMPORELLE D'UNE DIODE LASER EN CAVITE EXTERNE. APPLICATION A LA SPECTROSCOPIE D'ABSORPTION HAUTE SENSIBILITE PAR INTRACAVITE LASER

DYNAMIQUE SPECTRO-TEMPORELLE D'UNE DIODE LASER EN CAVITE EXTERNE. APPLICATION A LA SPECTROSCOPIE D'ABSORPTION HAUTE SENSIBILITE PAR INTRACAVITE LASER PDF Author: NICOLAS.. USCHANOFF
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Languages : fr
Pages : 224

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Book Description
NOUS AVONS ETUDIE LE COMPORTEMENT D'UN SPECTROMETRE D'ABSORPTION INTRACAVITE LASER (I.C.L.A.S.) UTILISANT UN MILIEU AMPLIFICATEUR A SEMI-CONDUCTEUR. UNE ETUDE THEORIQUE, BASEE SUR LES EQUATIONS DE BILAN DU LASER EN CAVITE EXTERNE, PERMET DE METTRE EN EVIDENCE, D'UNE PART, QUE L'IMPORTANT TAUX D'EMISSION SPONTANEE PRESENT DANS LES SEMI-CONDUCTEURS EST UNE LIMITATION POUR LA METHODE DE MESURE, D'AUTRE PART, QUE LE COEFFICIENT DE REFLEXION RESIDUEL NON NUL DES FACES DE LA DIODE CONDUIT INEVITABLEMENT A UN SPECTRE CONSTITUE D'AMAS, ET ENFIN, QUE LA PRESENCE D'UNE RAIE D'ABSORPTION SPECTRALLEMENT BEAUCOUP PLUS LARGE QUE LA DISTRIBUTION SPECTRALE DU LASER NE CONSTITUE PAS UNE LIMITE A LA TECHNIQUE DE MESURE I.C.L.A.S. L'IMPLICATION DE LA CONFIGURATION GEOMETRIQUE DE LA CAVITE SUR LE SPECTRE STATIONNAIRE DU LASER EST ETUDIEE AUSSI BIEN THEORIQUEMENT QU'EXPERIMENTALEMENT, ELLE DONNE L'AVANTAGE A UNE CONFIGURATION DE CAVITE EN L. LA PRESENCE D'UN TRAITEMENT ANTIREFLET INSUFFISANT SUR LES FACES DE CERTAINS DE NOS COMPOSANTS NOUS A, PAR AILLEURS, PERMIS D'OBSERVER UN COMPORTEMENT DYNAMIQUE PROCHE DE CELUI RENCONTRE DANS LES MONTAGES OU LA DIODE EST SOUMISE A UNE CONTRE-REACTION OPTIQUE MODEREE. LE COMPORTEMENT DYNAMIQUE DU SEMI-CONDUCTEUR EN CAVITE EXTERNE REVELE LA PRESENCE DE COUPLAGES NON LINEAIRES ENTRE LES MODES DE LA CAVITE. CES COUPLAGES INTERVIENNENT POUR UN TEMPS DE GENERATION PLUS COURT QUE CELUI DONNE PAR L'EMISSION SPONTANE, QUI EST UNE LIMITE FONDAMENTALE DE LA METHODE. DES MESURES D'ABSORPTIONS INTRACAVITE SUR UNE RAIE DE LA VAPEUR D'EAU ATMOSPHERIQUE NOUS A PERMIS D'ATTEINDRE UNE LONGUEUR D'ABSORPTION EQUIVALENTE DE 1500 M. L'ENSEMBLE DE L'ETUDE A PERMIS DE METTRE EN EVIDENCE LE ROLE PENALISANT DE L'OPTIQUE GUIDEE (FAIBLE DIMENSION DU GUIDE ET INEVITABLES COEFFICIENTS DE REFLEXION RESIDUELS DES FACES DU MILIEU AMPLIFICATEUR) POUR LA METHODE DE MESURE INTRACAVITE. UNE SOLUTION UTILISANT D'AUTRES MATERIAUX SEMI-CONDUCTEURS EST CEPENDANT ENVISAGEABLE