?tude, r?alisation et applications d?une cha?ne amplificatrice laser compacte pour l?allumage de turbomoteurs

par Guillaume Tison

Thèse de doctorat en Lasers, mati?re, nanosciences

Sous la direction de ?ric Freysz et de Patrick Chabassier.

Soutenue le 22-04-2013

à Bordeaux 1 , dans le cadre de ?cole doctorale des sciences physiques et de l?ing?nieur (Talence, Gironde) , en partenariat avec Laboratoire Ondes et Mati?re d'Aquitaine (laboratoire) et de Laboratoire Ondes et Mati?re d'Aquitaine / LOMA (laboratoire) .

Le président du jury était Jean Oberl?.

Le jury était composé de Claude Berat.

Les rapporteurs étaient Emmanuel Hugonnot, Yves Jaou?n.


  • Résumé

    Ce travail porte sur l??tude et la r?alisation d?une cellule d?allumage laser pour turbomoteurs. Une ?tude bibliographique nous a permis d?identi?er les caract?ristiques n?cessaires : des impulsions nanosecondes d?au moins 10mJ. La sp?ci?cit? de l?application impose de nombreuses contraintes qui ont in?uenc? le choix d?une architecture avec deux ?tages ampli?cateurs : un ampli?cateur ?br? suivi d?un ampli?cateur ? base de ?bre cristalline. Nous avons d?velopp? un code permettant de simuler l?ampli?cation d?une impulsion nanoseconde dans ces milieux et ainsi d?termin? les caract?ristiques techniquesoptimales de chaque ?tage ampli?cateur. Ces r?sultats ont permis la r?alisation d?une cha?ne d?allumage et sa caract?risation. Une ?tude particuli?re del?ampli?cateur ?br? a permis de ma?triser l?apparition d?e?ets non-lin?aires limitants. Finalement, nous d?montrons le potentiel de notre solution laserpar plusieurs campagnes d?allumage sur di??rents bancs moteurs.


  • Résumé

    This work deals with the design and the construction of a laser ignitionsystem for turbine engines. A review of the dedicated literature allowed us toidentify the required characteristics : nanosecond pulses with at least 10 mJ ofenergy. Our speci?c application imposes numerous constraints which directlyin?uenced our choice of two ampli?er stages : a ?ber ampli?er followed by acrystalline-?ber based ampli?er. We developped a simulation describing theampli?cation of nanosecond pulses through these two medias and thus de-termined the optimal technical characteristics of each ampli?er stage. Theseresults lead to the realization of an laser ignition system that we completelycharacterised. A speci?c study of the ?ber ampli?er allowed us to understandand control the appearance of non-linear limiting phenomena. Eventually, wedemonstrate the capabilities of our solution by several laser-ignition ?eld stu-dies.


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