Étude expérimentale de la reproductibilité spatiale du dépôt d’énergie par claquage laser sous atmosphère contrôlée d’argon par l’effet de focalisation

Le dépôt d’énergie par claquage laser, notamment dans les gaz, est une technique utilisée en spectroscopie optique d’émission afin d’identifier certaines caractéristiques des milieux étudiés (espèces, température, densité électronique...), et également pour l’initiation de déflagration/détonation. La collection de la lumière émise par le plasma est une condition nécessaire pour appliquer la spectroscopie optique d’émission, ce qui impose la connaissance préalable de la position spatiale du claquage laser afin d’assurer une bonne reproductibilité des essais. Malheureusement, la position spatiale du claquage laser peut légèrement se déplacer entre le point focal et la source laser le long de l’axe laser. Ce phénomène est connu mais à notre connaissance n’a jamais fait l’objet d’études spécifiques. Le travail présenté dans cet article a pour objet l’étude de la répartition spatiale du plasma consécutif à l’apport d’énergie par une source laser (longueur d’onde de 532 nm et énergie fixée) dans une enceinte sous atmosphère contrôlée en argon pour deux conditions de focalisation différentes.&nbsp

Contribution à la métrologie des feux de forêts : couplage de données thermiques et de données optiques

The main purpose of this thesis is to design a sensor for forest fire metrology. This sensor measures the radiative heat flux emitted by the flame because it is the only global accessible. The thin flame model associated provides useful information (volume heat flux, forward and backward fire front positions, flame length). This sensor has been designed to calibrate and validate a fire propagation model presented in chapter 1. Nevertheless, the calibration process requires the minimization of the gap between the measured and the computed heat flux, so fire front positions are involved which leads to add a lot of parameters to the objective function. My work was to solve this problem by incorporating optical measurements. Optical data obtained through a visual camera allow to extract fire front positions. The sensor developed in this work is unique and is the unit of a sensor network for forest fire metrology.L'objectif de cette thèse a été de mettre au point un capteur dédié à la métrologie des feux de forêts. Ce capteur mesure le flux thermique émit par la flamme car c'est le seul paramètre global mesurable. Le modèle de flamme mince qui lui est associé permet d'obtenir une information riche (flux volumique, positions avant ou arrière du front de flamme, longueur de flamme). Ce capteur a été prévu pour servir comme un outil de calibration et de validation du modèle de propagation présenté au chapitre 1. Cependant la calibration requiert la minimisation de l'écart entre le flux thermique mesuré et calculé, elle fait donc intervenir la position du front de flamme, ce qui ajoute beaucoup de paramètres à la fonction objectif. Mon travail dans cette thèse a été de remédier à ce problème en ajoutant au système de mesure une partie optique. Les données optiques obtenues à l'aide d'une caméra visuelle ont permis d'extraire le contour au sol de la flamme et d'en déduire sa position. Le système développé dans ce travail est unique et représente l'unité d'un réseau de capteurs pour la métrologie des feux de végétation, ou des feux à grande échelle

Fire forest metrology : coupling of thermal and optical data

L'objectif de cette thèse a été de mettre au point un capteur dédié à la métrologie des feux de forêts. Ce capteur mesure le flux thermique émit par la flamme car c'est le seul paramètre global mesurable. Le modèle de flamme mince qui lui est associé permet d'obtenir une information riche (flux volumique, positions avant ou arrière du front de flamme, longueur de flamme). Ce capteur a été prévu pour servir comme un outil de calibration et de validation du modèle de propagation présenté au chapitre 1. Cependant la calibration requiert la minimisation de l’écart entre le flux thermique mesuré et calculé, elle fait donc intervenir la position du front de flamme, ce qui ajoute beaucoup de paramètres à la fonction objectif. Mon travail dans cette thèse a été de remédier à ce problème en ajoutant au système de mesure une partie optique. Les données optiques obtenues à l'aide d'une caméra visuelle ont permis d'extraire le contour au sol de la flamme et d'en déduire sa position. Le système développé dans ce travail est unique et représente l’unité d’un réseau de capteurs pour la métrologie des feux de végétation, ou des feux à grande échelle.The main purpose of this thesis is to design a sensor for forest fire metrology. This sensor measures the radiative heat flux emitted by the flame because it is the only global accessible. The thin flame model associated provides useful information (volume heat flux, forward and backward fire front positions, flame length…). This sensor has been designed to calibrate and validate a fire propagation model presented in chapter 1. Nevertheless, the calibration process requires the minimization of the gap between the measured and the computed heat flux, so fire front positions are involved which leads to add a lot of parameters to the objective function. My work was to solve this problem by incorporating optical measurements. Optical data obtained through a visual camera allow to extract fire front positions. The sensor developed in this work is unique and is the unit of a sensor network for forest fire metrology

Effect of Impurities Argon and Moisture Additives on Laser Ignition of n -Decane/Air Mixtures

International audienc

Effect of low initial pressures on ignition properties of lean and rich n-decane/air mixtures for laser-induced breakdown

International audienceLaser-induced spark technique is considered as a valid solution for performance improvement of igniters in aeronautical sector. By promising stable ignition of lean mixture in both high and low pressure conditions, its range of application spans from internal combustion to turbojet engines. In this work, the ignition characteristics of n-decane/air mixtures for different equivalent ratios (from 0.65 to 1.3) and initial chamber pressure (from 0.2 to 2.5 atm) are analyzed. For each condition, Langlie algorithm provides the incident energy E50 leading to a 50% ignition probability. The achieved results enable to define an empirical relation which predicts the absorbed energy by the ignition of n-decane/air mixture, as well as the energy threshold for each tested configuration. Moreover, flame shape development at E50 is investigated through image processing thanks to Schlieren recorded high-speed camera images

Contribution à la métrologie des feux de forêts (couplage de données thermiques et de données optiques)

L'objectif de cette thèse a été de mettre au point un capteur dédié à la métrologie des feux de forêts. Ce capteur mesure le flux thermique émit par la flamme car c'est le seul paramètre global mesurable. Le modèle de flamme mince qui lui est associé permet d'obtenir une information riche (flux volumique, positions avant ou arrière du front de flamme, longueur de flamme). Ce capteur a été prévu pour servir comme un outil de calibration et de validation du modèle de propagation présenté au chapitre 1. Cependant la calibration requiert la minimisation de l écart entre le flux thermique mesuré et calculé, elle fait donc intervenir la position du front de flamme, ce qui ajoute beaucoup de paramètres à la fonction objectif. Mon travail dans cette thèse a été de remédier à ce problème en ajoutant au système de mesure une partie optique. Les données optiques obtenues à l'aide d'une caméra visuelle ont permis d'extraire le contour au sol de la flamme et d'en déduire sa position. Le système développé dans ce travail est unique et représente l unité d un réseau de capteurs pour la métrologie des feux de végétation, ou des feux à grande échelle.The main purpose of this thesis is to design a sensor for forest fire metrology. This sensor measures the radiative heat flux emitted by the flame because it is the only global accessible. The thin flame model associated provides useful information (volume heat flux, forward and backward fire front positions, flame length ). This sensor has been designed to calibrate and validate a fire propagation model presented in chapter 1. Nevertheless, the calibration process requires the minimization of the gap between the measured and the computed heat flux, so fire front positions are involved which leads to add a lot of parameters to the objective function. My work was to solve this problem by incorporating optical measurements. Optical data obtained through a visual camera allow to extract fire front positions. The sensor developed in this work is unique and is the unit of a sensor network for forest fire metrology.NANCY-INPL-Bib. électronique (545479901) / SudocSudocFranceF

Prediction of the spatial location of a laser-induced breakdown in argon

International audienc

Étude expérimentale de la reproductibilité spatiale du dépôt d’énergie par claquage laser sous atmosphère contrôlée d’argon par l’effet de focalisation

[Post-Publication CAE 2019]International audienc

Outils laser : de l'allumage à l'analyse LIBS

[Communication orale - Session "Énergie et Matériaux"]National audienc