Fire performances of a marine bulkhead: numerical evaluation of thermomechanical behavior

The fire performances of marine products are assessed with large scale fire resistance tests following dedicated Standards. However, regarding the conditions of such normative tests, orientation studies for research and development purposes are limited. The aim of the present study is now to develop a numerical model to investigate others configurations. Using the fire performance results of a given bulkhead achieved by fire resistance tests, extrapolation of thicknesses, material properties, joint configuration, etc. can be numerically assessed and used to validate or orientate the final configuration to be tested

Tailoring the Local Density of Optical States and directionality of light emission by symmetry-breaking

We present a method to simultaneously engineer the energy-momentum dispersion and the local density of optical states. Using vertical symmetry-breaking in high-contrast gratings, we enable the mixing of modes with different parities, thus producing hybridized modes with controlled dispersion. By tuning geometric parameters, we control the coupling between Bloch modes, leading to flatband, M- and W-shaped dispersion as well as Dirac dispersion. Such a platform opens up a new way to control the direction of emitted photons, and to enhance the spontaneous emission into desired modes. We then experimentally demonstrate that this method can be used to redirect light emission from weak emitters -- defects in Silicon -- to optical modes with adjustable density of states and angle of emission

Caractérisation des processus de rétention et d'infiltration de l'eau et de pesticides par expérimentations et modélisation en agriculture conventionnelle et agriculture de conservation

Dans un contexte de dégradation des sols notamment en lien avec une pratique intensive du labour, la mise en place de l’agriculture de conservation (diversification des rotations, travail du sol réduit voire absent et couverture permanente du sol) permet de limiter les phénomènes d’érosion et de contamination des eaux superficielles par les fertilisants et les produits phytosanitaires. L’agriculture de conservation provoque en effet des modifications majeures des propriétés physiques, chimiques et biologiques des sols influençant le devenir de l’eau et des pesticides dans le sol. Cependant, dû à une forte dépendance aux produits phytosanitaires combinée à un fonctionnement du sol à dominante verticale les risques de transferts par lixiviation des produits phytosanitaires sont généralement considérés comme accrus comparé à un système en agriculture avec labour (dite ‘conventionnelle’). Dans ce contexte, l’objectif général du travail de thèse était de caractériser l’impact de systèmes de culture contrastés en combinant des approches variées d’expérimentations de terrain, de laboratoire et de modélisation. Les effets de l’agriculture de conservation et de l’agriculture conventionnelle ont été évalués de manière systémique, c’est-àdire en considérant le système de culture dans son ensemble sans chercher à distinguer les effets des différentes pratiques mises en place. L’étude du réservoir utilisable (à savoir la quantité maximale d’eau pouvant être retenue par le sol et disponible pour les plantes) des sols en agriculture de conservation a permis d’identifier les fonctions de pédotransfert générant les meilleures prédictions de la teneur en eau à la capacité au champ et au point de flétrissement permanent. Trois fonctions calibrées sur des données issues de parcelles en agriculture de conservation ont été proposées. Des expérimentations sur colonnes de sol non remanié ont permis de comparer le transfert de trois pesticides (métaldéhyde, nicosulfuron et mésotrione) en agriculture de conservation et en agriculture conventionnelle. Ces expérimentations ont mis en évidence un comportement des pesticides majoritairement déterminé par leurs propriétés et les types de sol avec en revanche un effet peu marqué des pratiques agricoles (dans les conditions de laboratoire testées). Une étude du devenir du nicosulfuron marqué au 14C a montré que la formation de résidus non extractibles était la voie de dissipation majeure de ce pesticide quelles que soient les pratiques agricoles et les profondeurs étudiées. Une première tentative de modélisation a par ailleurs été engagée pour simuler la dissipation du nicosulfuro

Développement d'un modèle thermomécanique du comportement sous agressions thermiques de matériaux cellulosiques : application à l'étude de résistance au feu de panneaux de bloc-porte en aggloméré de bois

In the context of fire safety, industrial products used in the building constructionmarket have to satisfy to standard fire resistance tests. In particular, a temperature criterionmust be satisfied on the unexposed side of the product and attention should be given to thedeformation of the product during fire. These tests are restrictive and costly for manufacturerswhich can slow down their R&D program. In this context, a research program was initiatedby the company EFECTIS France in collaboration with the laboratory I2M from theUniversity of Bordeaux whose main objective is to develop a numerical thermomechanicalmodel for simulating a fire resistance test (virtual furnace) on a fire door composed of woodand wood-based materials (particles and fibres boards). Thermomechanical model takes intoaccount the variation of thermal and mechanical properties as a function of vaporization andpyrolysis reactions. Energy impacts of those reactions are also included in the model. Thenumerical model involves experimental data to complete material properties needed for itsutilisation. To achieve this, different experimental programs were carried out, in particularmeasurements using digital image correlation. Based on simulated temperature field andestimation of the global bending of the fire door, the model allows evaluating fireperformances of the product.Dans le cadre de la sécurité incendie, les produits industriels destinés au marché dela construction doivent être soumis à des essais de résistance au feu standardisés. Enparticulier, des critères de température limite à ne pas dépasser sont à satisfaire en face nonexposéedes produits. De plus, une attention est à apporter aux déformations hors plan del’élément testé. Ces essais de résistance au feu peuvent être contraignants et coûteux pour lesindustriels ce qui peut freiner leur démarche de Recherche et Développement. À ce titre, unprogramme de recherche a été lancé par la société EFECTIS France, laboratoire agréé enrésistance au feu, en collaboration avec le laboratoire I2M de l’Université de Bordeaux, dontl'objectif est de mettre au point un outil de simulation numérique d’essais de résistance au feu(four virtuel) appliqué à un bloc-porte en bois et produits dérivés (panneaux de particules etpanneaux de fibres). Le modèle thermomécanique développé prend en compte l’évolution despropriétés thermiques et mécaniques du matériau en fonction de l’avancement des réactionsde vaporisation et de pyrolyse ainsi que l’impact de ces réactions en termes d’énergiesconsommées et fournies. Ce modèle s’appuie notamment sur différents programmesexpérimentaux, comportant entre autre de la mesure de champ par corrélation d’images, dansle but de mesurer les données nécessaires à son bon fonctionnement. En se basant sur lecalcul du champ de température et sur l'estimation des déformations thermiques du bloc-portecoupe-feu, le modèle permet d’évaluer les performances au feu du produit

Impact of the annealing temperature on the optical performances of Er-doped Si-rich silica systems Impact of the annealing temperature on the optical performances of Er-doped Si-rich Silica systems

International audienceSeries of Er-doped Si-rich silicon oxide (SRSO:Er) layers were grown by magnetron sputtering at different temperatures from ambient to 500°C and then annealed between 600°C and 1100°C. They were characterized by spectroscopic and time-resolved photoluminescence (PL) measurements. Significant PL was detected at 1533 nm from the as-grown samples at T≥300°C excited by a non-resonant wavelength (476 nm), hence indicating the formation of Si-based sensitizers during the growth process. The PL intensity and the decay lifetime of Er 3+ ions were both greatly increased with the annealing temperature. An optimum temperature of annealing is obtained at 800°C, which is expected to favor the formation of very dense and small sensitizers. The fraction of Er coupled to sensitizers was found nearly 6-7 times higher than that reported so far in the literature. 1. Introduction The effective excitation cross section of Er 3+ ions in SiO 2 is increased by 10 3-10 4 with the insertion of Si-based sensitizers in the matrix. It was shown that an indirect excitation of Er 3+ ions occurs through Si nanoclusters (Si-nc) [1,2]. Such an energy transfer allows one to benefit from the broadband high absorbance of Si-nc for optical excitation and from the improved transport of carriers injected by electrical excitation. This paves the way to the achievement of Er 3+ population inversion by either optical or electrical pumping for integrated photonics, such as planar amplifier, laser, etc. Recent studies reported that, in conventional SRSO:Er materials, only a small fraction (<2%) of Er 3+ ions are effectively benefiting from the Si-nc-mediated excitation [3]. Such a low value is far from ensuring an inversion population of Er 3+ , but requires, on the contrary, more efforts and studies to enhance significantly the proportion of coupled Er in SRSO:Er samples. These latter are usually submitted to annealing processes to form Si nanoclusters (Si-nc) as sensitizers, to remove non-radiative defects and to activate (optically) the Er 3+ ions. Such a treatment may change, however, the structure of either the Si-based sensitizers or the Er 3+ ions. This work aims at investigating the influence of growth and annealing temperature on the optical properties of the SRSO:Er layers and to correlate it to the proportion of Er coupled to sensitizers

Super Bound States in the Continuum on Photonic Flatbands: Concept, Experimental Realization, and Optical Trapping Demonstration

In this work, we theoretically propose and experimentally demonstrate the formation of a super bound state in a continuum (BIC) on a photonic crystal flat band. This unique state simultaneously exhibits an enhanced quality factor and near-zero group velocity across an extended region of the Brillouin zone. It is achieved at the topological transition when a symmetry-protected BIC pinned at $k=0$ merges with two Friedrich-Wintgen quasi-BICs, which arise from destructive interference between lossy photonic modes of opposite symmetries. As a proof-of-concept, we employ the super flat BIC to demonstrate three-dimensional optical trapping of individual particles. Our findings present a novel approach to engineering both the real and imaginary components of photonic states on a subwavelength scale for innovative optoelectronic devices

Algorithme QML approchant la borne de Cramer Rao pour l'estimation de phase et de fréquence

L'article décrit un estimateur de phase et de fréquence approchant la borne de Cramer Rao. Cet algorithme, appelé QML, particulièrement adapté aux modulations de phase en mode paquet, consiste à tester des couples de phase et de fréquence. Une fonction de corrélation calculée à partir des symboles de référence et des symboles d'information permet alors d'estimer le couple phase-fréquence le plus probable. Les performances de l'algorithme peuvent être améliorées par un choix judicieux du nombre et de la position des symboles de référence

Thickness-dependent optimization of Er3+ light emission from silicon-rich silicon oxide thin films

This study investigates the influence of the film thickness on the silicon-excess-mediated sensitization of Erbium ions in Si-rich silica. The Er3+ photoluminescence at 1.5 μm, normalized to the film thickness, was found five times larger for films 1 μm-thick than that from 50-nm-thick films intended for electrically driven devices. The origin of this difference is shared by changes in the local density of optical states and depth-dependent interferences, and by limited formation of Si-based sensitizers in "thin" films, probably because of the prevailing high stress. More Si excess has significantly increased the emission from "thin" films, up to ten times. This paves the way to the realization of highly efficient electrically excited devices