Lasers for coherent optical satellite links with large dynamics

We present the experimental realization of a laser system for ground to satellite optical Doppler ranging at the atmospheric turbulence limit. Such a system needs to display good frequency stability (a few parts in 10^{-14}) whilst allowing large and well controlled frequency sweeps of +/- 12 GHz at rates exceeding 100 MHz/s. Furthermore it needs to be sufficiently compact and robust for transportation to different astronomical observation sites where it is to be interfaced with satellite ranging telescopes. We demonstrate that our system fulfills those requirements and should therefore allow operation of ground to low Earth orbit satellite coherent optical links limited only by atmospheric turbulence

Measurement of the Boltzmann constant by the Doppler broadening technique at a 3,8x10-5 accuracy level

In this paper, we describe an experiment performed at the Laboratoire de Physique des Lasers and dedicated to an optical measurement of the Boltzmann constant. With the proposed innovative technique, determining comes down to an ordinary frequency measurement. The method consists in measuring as accurately as possible the Doppler absorption profile of a rovibrational line of ammonia in thermal equilibrium. This profile is related to the Maxwell-Boltzmann molecular velocity distribution along the laser beam. A fit of the absorption line shape leads to a determination of the Doppler width proportional to sqrt(kT) and thus to a determination of the Boltzmann constant. The laser source is an ultra-stable CO2 laser with a wavelength . The absorption cell is placed in a thermostat keeping the temperature at 273.15 K within 1.4 mK. We were able to measure with a relative uncertainty as small as 3.8x10-5, which represents an improvement of an order of magnitude for an integration time comparable to our previous measurement published in 2007 [1

Determination of the Boltzmann constant by laser spectroscopy as a basis for future measurements of the thermodynamic temperature

In this paper, we present the latest results on the measurement of the Boltzmann constant kB, by laser spectroscopy of ammonia at 10 ?m. The Doppler absorption profile of a ro-vibrational line of an NH3 gas sample at thermal and pressure equilibrium is measured as accurately as possible. The absorption cell is placed inside a large 1m3 thermostat filled with an ice-water mixture, which sets the temperature very close to 273.15 K. Analysing this profile, which is related to the Maxwell-Boltzmann molecular speed distribution, leads to a determination of the Boltzmann constant via a measurement of the Doppler width (proportional tosqrt(kBT)). A spectroscopic determination of the Boltzmann constant with an uncertainty as low as 37 ppm is obtained. Recent improvements with a new passive thermostat lead to a temperature accuracy, stability and homogeneity of the absorption cell better than 1 ppm over a day

A coherent optical link through the turbulent atmosphere

We describe the realization of a 5 km free space coherent optical link through the turbulent atmosphere between a telescope and a ground target. We present the phase noise of the link, limited mainly by atmospheric turbulence and mechanical vibrations of the telescope and the target. We discuss the implications of our results for applications, with particular emphasis on optical Doppler ranging to satellites and long distance frequency transfer.Comment: version 2, modified following comments from colleagues and reviewer

Study of the Fusion-Fission Process in the 35Cl+24Mg^{35}Cl+^{24}Mg Reaction

Fusion-fission and fully energy-damped binary processes of the $^{35}$Cl+$^{24}$Mg reaction were investigated using particle-particle coincidence techniques at a $^{35}$Cl bombarding energy of E$_{lab}$ $\approx$ 8 MeV/nucleon. Inclusive data were also taken in order to determine the partial wave distribution of the fusion process. The fragment-fragment correlation data show that the majority of events arises from a binary-decay process with a relatively large multiplicity of secondary light-charged particles emitted by the two primary excited fragments in the exit channel. No evidence is observed for ternary-breakup processes, as expected from the systematics recently established for incident energies below 15 MeV/nucleon and for a large number of reactions. The binary-process results are compared with predictions of statistical-model calculations. The calculations were performed using the Extended Hauser-Feshbach method, based on the available phase space at the scission point of the compound nucleus. This new method uses temperature-dependent level densities and its predictions are in good agreement with the presented experimental data, thus consistent with the fusion-fission origin of the binary fully-damped yields.Comment: 30 pages standard REVTeX file, 10 eps Figures; to be published at the European Physical Journal A - Hadrons and Nucle

First direct determination of the Boltzmann constant by an optical method

International audienceWe have recorded the Doppler profile of a well-isolated rovibrational line in the ν2 band of 14NH3. Ammonia gas was placed in an absorption cell thermalized by a water-ice bath. By extrapolating to zero pressure, we have deduced the Doppler width which gives a first measurement of the Boltzmann constant, kB, by laser spectroscopy. A relative uncertainty of 2x10-4 has been obtained. The present determination should be significantly improved in the near future and contribute to a new definition of the kelvin

Real-time distance measurement immune from atmospheric parameters using optical frequency combs

We propose a direct and real-time ranging scheme using an optical frequency combs, able to compensate optically for index of refraction variations due to atmospheric parameters. This scheme could be useful for applications requiring stringent precision over a long distance in air, a situation where dispersion becomes the main limitation. The key ingredient is the use of a mode-locked laser as a precise source for multi-wavelength interferometry in a homodyne detection scheme. By shaping temporally the local oscillator, one can directly access the desired parameter (distance) while being insensitive to fluctuations induced by parameters of the environment such as pressure, temperature, humidity and CO$_2$ content

Valorisation de la boue de désencrage pour la production de composites bois-polymère.

La boue de désencrage (BD) est un résidu généré lors du recyclage du papier qui contient moins de matières organiques que les boues primaires et secondaires provenant de l’industrie papetière. Actuellement, il est difficile de valoriser la BD avec les bioprocédés de digestion bactérienne. L’élimination de ces boues fait partie des problèmes environnementaux actuels. Il est ainsi impératif de trouver de nouvelles voies de valorisation pour cette boue qui est actuellement épandue ou incinérée. Ainsi, l’objectif général de cette étude est d’évaluer le potentiel des BD pour la production de composites bois-polymère. Pour atteindre cet objectif, un dispositif factoriel en deux blocs a été utilisé. Les blocs sont les procédés de mise en forme et les facteurs sont la nature de fibres qui représentent les BD et les fibres kraft. La mise en forme des composites a été effectuée selon un procédé en deux étapes ; soit la production des granules par extrusion suivi du moulage par injection des éprouvettes d’essais mécaniques et physiques. Les résultats montrent qu’il est possible de produire des composites à des proportions des fibres qui ont été variées de 5% à 50%. Les variations des propriétés des composites dues au procédé de mise en forme ont été expliquées par la différence au niveau de la longueur des fibres utilisées dans chacun des procédés et par la dispersion des fibres. L’augmentation des proportions des fibres et des BD améliorent les propriétés mécaniques des composites mais diminuent la stabilité dimensionnelle. Les fibres kraft produisent des composites avec de meilleures propriétés physiques et mécaniques. Le seul avantage de l’utilisation des BD dans les CBP est l’amélioration de la ductilité

Identification numérique des paramètres d'amélioration des performances d'une pompe centrifuge : roue, roue-volute et roue-diffuseur

Les pompes centrifuges sont répandues pour de nombreuses applications dans l'industrie. Cependant, le processus de conception, de fabrication et de caractérisation expérimentale d’une pompe centrifuge est une tâche très fastidieuse et très coûteuse pour des fabricants des pompes: a) grand nombre de paramètres géométriques à considérer; b) moulage des composants de la pompe (roue, volute, diffuseur…etc.): contraction thermique et écoulement du métal liquide dans le moule; et c) réalisation et essais des prototypes. Pour minimiser les coûts associés à ce processus tout en améliorant les performances d’une pompe centrifuge, il est question, dans le cadre de ce projet de recherche, de développer une démarche numérique fiable et précise pour étudier et analyser des écoulements complexes de liquide dans une pompe centrifuge (roue, roue-volute et roue-diffuseur) en vue d’identifier et de prédire les paramètres améliorant ses performances : hauteur manométrique, rendement et puissance. Cette démarche intègre les phénomènes physiques réels inhérents aux écoulements des liquides dans des pompes centrifuges. Pour y parvenir, les équations de continuité et de Navier-Stokes ont été appliquées pour obtenir des modèles mathématiques en tenant compte des conditions aux frontières. La turbulence des écoulements dans la roue, la volute et le diffuseur est prise en compte à l’aide du modèle k-ε. Le système d'équations différentielles partielles résultant de la modélisation mathématique est résolu en utilisant la méthode des volumes finis à l’aide du logiciel CFD « ANSYS-CFX » pour obtenir des modèles numériques tridimensionnels. Ces derniers permettent de déterminer la distribution de vitesse et de champ de pression dans la roue, l’ensemble roue-volute et l’ensemble roue-diffuseur. Les paramètres influençant les performances d’une pompe centrifuge ont été identifiés et prédits en effectuant des simulations numériques sur huit cas en variant : la largeur des aubes de la roue, les angles de sortie des aubes de la roue, l’épaisseur des aubes de la roue, le rayon de la volute en maintenant la même roue, le diamètre de la roue en gardant une volute constante pour assurer le bon fonctionnement de la pompe suite aux tolérances imposées, le nombre d'aubes de la roue en gardant la même volute, le nombre d’aubes du diffuseur et la largeur du diffuseur. La validation des modèles développés est réalisée en comparant les résultats des simulations numériques avec ceux obtenus expérimentalement

Les émotions et la théorie de Kohlberg : une autre façon d'étudier le jugement moral

Le fonctionnement du jugement moral demeure controversé dans la littérature. Certaines théories affirment que, par définition, le jugement moral dépend des émotions (théorie des marqueurs somatiques de Damasio), tandis que d'autres mettent l'accent sur l'importance de la cognition, comme le fait la théorie de Kohlberg. Cette théorie du jugement moral est née dans les années 1970, alors que plusieurs fonctions humaines étaient encore définies par le postulat du constructivisme psychologique. Ce postulat met l'accent sur les fonctions cognitives et les stades pour expliquer le développement des facultés humaines. Aujourd'hui, la théorie de Kohlberg est sévèrement critiquée par ceux qui adoptent une position sentimentaliste, mettant l'accent sur les émotions pour expliquer le jugement moral. Pourtant, la théorie de Kohlberg a subi plusieurs modifications dont les critiques ne tiennent pas compte. Le but de cette thèse était de montrer comment la théorie de Kohlberg est à jour et permet d'étudier le jugement moral avec les émotions. Afin d'atteindre cet objectif, deux études ont été menées. La première de ces études fut une recherche théorique de type argumentatif. Elle a permis de remettre à jour la théorie de Kohlberg en s'appuyant sur les travaux de deux chercheurs, Krebs et Rest, qui se sont attaqués 1) à la conception constructiviste du cadre de la théorie (stades, cognition) et 2) à l'absence de plusieurs variables importantes dans la définition du jugement moral (personnalité, émotions). Krebs a utilisé le concept de stratégies plutôt que de stades. Selon l'auteur, ces stratégies sont des structures intuitives qui peuvent se retrouver chez les animaux, les enfants et les adultes et dont l'expression dépend du contexte écologique ou social. Rest a parlé de schèmes, structures intuitives aussi présentes à la naissance, dont l'importance pourrait varier en fonction de plusieurs composantes (notamment psychologiques). Finalement, cette étude conclut en présentant une théorie néo-kohlbergienne du jugement moral. Il est aujourd'hui possible d'utiliser cette théorie en parlant d'émotions et de fonctions cognitives. La deuxième étude visait à mesurer l'impact des émotions sur les schèmes moraux de la théorie néo-kohlbergienne et à mesurer les fonctions cognitives impliquées traditionnellement dans le jugement moral (intelligence, fonctions exécutives et théorie de l'esprit). Quatre-vingt-quatre jeunes adultes normaux (40 hommes et 44 femmes) ont écouté deux versions de dilemmes (neutre et avec ton dramatique). Les résultats ont montré que les pourcentages des schèmes préconventionnels ont diminué dans la condition avec ton dramatique. Par ailleurs, les pourcentages des schèmes postconventionnels ont diminué chez les hommes, mais ont augmenté chez les femmes dans la condition dramatique. Comme fonction cognitive, la théorie de l'esprit était corrélée positivement avec les schèmes postconventionnels. En outre, plus les sujets étaient flexibles, plus ils obtenaient des pourcentages des schèmes conventionnels dans la condition dramatique. Ces résultats confirment le rôle des émotions et des fonctions cognitives pour expliquer le jugement moral et montrent des différences de ce jugement entre les sexes. En conclusion, cette thèse a montré qu'il y a la place pour les émotions dans la théorie néo-kohlbergienne, pour mieux comprendre le jugement moral. Cette thèse confirme que les émotions permettent de diminuer le pourcentage des schèmes d'intérêts personnels (préconventionnels), mais n'augmentent pas nécessairement les pourcentages des schèmes prosociaux (postconventionnels) chez tout le monde. Ce pourcentage diminue chez les hommes tandis qu'il augmente chez les femmes et les fonctions cognitives classiques contribuent partiellement à expliquer le jugement moral.\ud ______________________________________________________________________________ \ud MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : jugement moral, théorie de Kohlberg, émotions, Haidt, fonctions cognitives, Rest, Krebs