Conception et réalisation de cellules photoacoustiques miniaturisées pour la détection de traces de gaz

par Justin Rouxel

Projet de thèse en Sciences - STS

Sous la direction de Virginie Zeninari et de Bertrand Parvitte.

Thèses en préparation à Reims , dans le cadre de Ecole doctorale Sciences, technologies, santé (Reims, Marne) , en partenariat avec (GSMA) Groupe de Spectroscopie Moléculaire et Atmosphérique (laboratoire) et de Equipe Spectroscopie et dynamique des systèmes moléculaires d'intérêt atmosphérique - GSMA (equipe de recherche) depuis le 19-11-2012 .


  • Résumé

    La spectrométrie photoacoustique est une technique permettant de détecter avec une grande sensibilité des traces de gaz. Une source de radiation lumineuse est modulée mécaniquement ou électroniquement à la fréquence de résonance d'une cavité PA. La longueur d'onde de la source est sélectionnée dans le but de pouvoir exciter des niveaux d'énergie ro-vibrationnels de la molécule dont on souhaite connaitre la concentration. Lors de leur relaxation, les molécules collisionnent entre-elles et le transfert d'énergie cinétique se traduit par un échauffement du gaz qui créé une onde de pression acoustique détectable par un microphone (standard ou de type MEMS). L'enjeu majeur est de concevoir une cellule photoacoustique (PA) permettant de générer le meilleur signal PA en utilisant les procédés de la microélectronique qui nous permettent de baisser les dimensions de la cellule et donc d'augmenter le signal PA. Une étude par simulation est effectuée afin de connaitre le comportement de la cellule photoacoustique. Des réalisations de cellules par différentes méthodes de fabrication ont été réalisées et testées. Ces cellules permettent la détection de méthane à des concentrations allant du ppm au sub-ppm.

  • Titre traduit

    Design and realization of miniaturized photoacoustic cells for trace gas detection


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