Analyse numérique des spectres de fluorescence 3D issus de mélanges non linéaires

par Xavier Luciani

Thèse de doctorat en Sciences. Traitement du signal

Sous la direction de André Bois.


  • Résumé

    Fluorescent mixtures are characterized by their Fluorescent Excitation Emission Matrix (FEEM). It is usualyy useful to recover the individual spectra and relative concentrations of the components in a single (or a set of) mixture(s)from their FEEM. In the first part of this thesis, we describe the phenomena of fluorescence and experimental device leading to fluorescence measurement. Several algotihms based on multilinear analysis compete to perform the perform the FEEM decomposition. The second part, is a large round up of these methods. We specially focus on the PARAFAC algorithm. Then we recall the limitation of the trilinear PARAFAC model in the description of highly concentrated mixtures. This limitation is caused by non linear screen effects due to the experimental device. We redremontrate and validate a physical model of these distortions. However, the main contribution of this thesis is the description of a new method of screen effect correction which do not need absorbance measurement. This correction can be used as a pretreatment of the PARAFAC processing. Our method is validate on three sets of severely distorted FEEM. We also discuss of two other original approaches that are not experimentally validated yet. Finally, we proposed two environmental applications of theses methods for dissolved organic matter tracing.

  • Titre traduit

    Analysis of fluorescent excitation-emission matrix from non linear mixtures


  • Résumé

    Un mélange de composants fluorescents est caractérisé par sa Matrice d' Excitation- Emission de Fluorescence (MEEF). Il est souvent utile de déterminer les caractéristiques spectrales et les concentrations relatives de chaque constituant du mélange à partir de ce type de données Dans un premier temps, nous décrirons le phénomène de fluorescence et les techniques de mesure relatives. Nous insisterons alors sur le modèle trilinéaire de fluorescence. Nous ferons ensuite le point sur les méthodes d'analyses multilinéaires utilisées dans le cas de mélanges ou de composés organiques, en particulier l'algorithme de décomposition trilinéaire. PARAFAC. L'application de ces méthodes est restreinte aux solutions peu concentrées. Dans le cas contraire le chevauchement des différents spectres crée des effets d'écran qui ne sont alors pas pris en compte. Nous illustrerons sur des données réelles, les limites intrinsèques de PARAFAC pour l'analyse de telles solutions. La technique usuelle de correction de l'effet d'écran est basée sur un vieux modèle, que nous redémontrerons, et nécessite la mesure de l'absorbance des solutions. Ceci est source d'erreurs, et parfois impossible. Une des principales avancées de cette thèse concernera donc la mise en oeuvre d'un protocole de correction simple des effets d'écrans, ne nécessitant pas la mesure de l'absorbance. Nous proposerons également d'autres approches purement numériques. Notre propos sera illustré sur des mélanges réalisés en laboratoire, et des échantillons de matière organique très concentrés. Enfin, nous donnerons deux exemples d'application des différentes techniques exposées au suivi de la matière organique.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (156 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliographie p.145-151

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  • Bibliothèque : Université de Toulon (La Garde). Bibliothèque universitaire. Section Campus La Garde.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TH-SCI/2007TOUL13
  • Bibliothèque : Université de Toulon (La Garde). Bibliothèque universitaire. Section Campus La Garde.
  • Disponible pour le PEB
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