Caractérisation de la concentration et de la température d'un nuage de gaz par thermographie infrarouge : application à l'analyse des effluents gazeux

par Ibrahim Alshunaifi

Thèse de doctorat en Energétique, génie des procédés

Sous la direction de Philippe Hervé et de Jaoued Bouslimi.

Soutenue le 09-02-2011

à Paris 10 , dans le cadre de Ecole doctorale connaissance, langage et modélisation (Nanterre) .


  • Résumé

    La thèse porte sur la cratérisation par télédétection de la température et de la concentration d’un nuage de gaz. La thermographie infrarouge est le moyen passif utilisé pour détecter dans un premier temps et quantifier dans un deuxième temps le gaz recherché. Après avoir analysé des paramètres intervenant dans l’équation de transfert radiatif de gaz, l’étude présente le résultat de simulation de plusieurs sources (moteurs, fuite de gaz,…).Différentes voies d’amélioration de l’imagerie donnée par une caméra sont proposées : filtrage optique à une ou deux longueurs d’onde, filtrage temporel par analyse des fréquences. Un appareillage hyperspectral a aussi été développé à partir de la conjugaison d’un spectromètre à transformée de Fourier ayant pour «détecteur» une caméra matricielle sensible dans l’infrarouge. L’ensemble des solutions proposées permet de gagner un facteur 10 à 50 sur la détection de sources. Un exemple quantitatif est en fin proposé : la détermination du volume de CO2 expiré par un sportif pendant un effort fourni. Ce volume augmente au cours de l’effort. Ce travail conduit donc à des applications de mesures sans contact en biométrie.

  • Titre traduit

    Characterization of concentration and temperature of a gas cloud by infrared thermography : application to the analysis of gaseous effluents


  • Résumé

    The thesis focuses on the cratering of the temperature and the concentration of a gas cloud. The Infrared thermography is the means used at first to detect passive and second step in quantifying the target gas. After analyzing the parameters involved in the equation of radiatif transfer of gas, the study presents the simulation result from several sources (engines, gas leak ...). Different ways of improvement of imaging data by a camera are available : optical filtering in one or two wavelengths, temporal filtering by frequency analysis. hyperspectral equipment was also developed from the combination of a Fourier transform spectrometer with the "detector" a matrix camera sensitive in the infrared. All solutions can save a factor of 10 to 50 on the detection of sources. A quantitative example is finally proposed : determining the volume of CO2 exhaled by an athlete during an effort. This volume increases during exercise. This work therefore leads to non-contact measurement applications in biometrics.


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