Micro-capteurs optiques fonctionnant dans l'infrarouge pour la détection de polluants émergents en eaux souterraines et marines

Development of mid-IR optical sensors is a challenge of great importance for detection of biochemical molecules. Mid-infrared range (4000-400 cm-1) contains the absorptions related to the vibrations of organic molecules. The aim of this work is the elaboration of sensors more selective, sensitive and compact. The work reported in this thesis concerns the development of optical waveguides based on chalcogenide glasses. The evanescent field is used for the detection of pollutant molecules diffusing to the surface of optical waveguide. One of the main step of this research is the synthesis of infrared material. Chalcogenide glasses are appropriate for sensing applications. Indeed, they are used for their wide transparency in the infrared range (2 – 15 µm for selenide glasses) and their high refractive index (between 2 and 3). Elaboration of optical waveguide requires fabrication of chalcogenide thin films by RF magnetron sputtering. In order to control the development of infrared micro-sensor, an experimental design was established to study the influence of sputtering parameters on thin films characteristics. Design of the optical waveguide was defined and etched by RIE-ICP (reactive ion etching-inductively coupled plasma). Measurement of optical losses and injection in mid-infrared (7,8 µm) were realized. This is the first optical waveguides working as far in the mid-infrared. The last step concerns the functionalization of surface waveguides in order to increase their selectivity. First tests were realized on ZnSe ATR prism with a hydrophobic polymer. Thus, detection of pollutant molecules absorbing at 13,8 µm, with very low concentrations (25 ppb), in hydrocarbons solutions (BTX) or in complex water (water purification plant and groundwater) was performed.Le développement de capteurs optiques fonctionnant dans le moyen infrarouge est un enjeu majeur pour détecter les (bio-) molécules. En effet, le moyen infrarouge (4000 - 400 cm-1) contient une grande majorité des absorptions dues aux vibrations des molécules organiques. L'objectif de ces travaux de recherche est d'élaborer des capteurs plus sélectifs, plus sensibles et plus compacts. Les travaux de recherche présentés dans ce manuscrit concernent donc le développement de guides d'ondes optiques à base de verre de chalcogénure sensibles aux molécules cibles via l'absorption de la partie évanescente de la lumière guidée se propageant à la surface du guide. La synthèse des matériaux infrarouges est l'une des étapes clés. Les verres de chalcogénures sont des matériaux particulièrement appropriés pour cette application de détection de polluants. Ces verres présentent un large domaine de transparence dans l'infrarouge (2 - 15 µm pour les verres à base de sélénium) et des indices de réfraction élevés (entre 2 et 3). L'élaboration du guide d'onde nécessite la fabrication de couches minces de verre de chalcogénure par pulvérisation cathodique RF magnétron. Afin de maîtriser le développement du micro-capteur infrarouge, un plan d'expériences a été élaboré pour étudier l'influence des paramètres de dépôt sur les caractéristiques des couches minces. L'architecture du guide a été définie et réalisée par gravure RIE-ICP (gravure ionique réactive couplée au procédé de gravure plasma à couplage inductif) et les mesures de pertes optiques et d'injection dans le MIR (6,3 µm et 7,8 µm) ont été réalisées. Il s'agit des tous premiers guides fonctionnant aussi loin dans le moyen infrarouge. L'ultime étape consiste à fonctionnaliser la surface du guide augmenter sa sélectivité. Des premiers tests ont été réalisés sur un cristal ATR en ZnSe par un polymère hydrophobe. Ils ont permis la détection de molécules polluantes absorbant à 13,8 µm, présentes en très faible concentration (25 ppb) dans des solutions d'hydrocarbures (BTX) ou des eaux plus complexes (eaux de station d'épuration et eaux souterraines)

Optical properties of (GeSe2)100−x(Sb2Se3)x glasses in near- and middle-infrared spectral regions

International audienceChalcogenide glasses from Ge-Sb-Se ternary system with different antimony content were fabricated and basic physico-chemical properties (chemical composition, thermal characteristics, density) were evaluated considering the glassy network connectivity. Optical properties of the glasses were heavily studied employing transmission spectroscopy, prism coupling technique, and particularly spectroscopic ellipsometry covering broad spectral range (0.3-20 μm). Refractive indices data show very good agreement between ellipsometry and prism coupling techniques in near-infrared range. Moreover, the reliability of infrared spectroscopic ellipsometry was demonstrated for precise determination of refractive index of chalcogenide glasses in near- as well as middle-infrared spectral regions

Structure, nonlinear properties, and photosensitivity of (GeSe2)​100-​x(Sb2Se3)​x glasses

International audienceChalcogenide glasses from (GeSe2)​100-​x(Sb2Se3)​x system were synthesized, with x varying from 5 to 70, in order to evaluate the influence of antimony selenide addn. on nonlinear optical properties and photosensitivity. Nonlinear refractive index and two photon absorption coeffs. were measured both at 1064 nm in picosecond regime using the Z-​scan technique and at 1.55 μm in femtosecond regime using an original method based on direct anal. of beam profile change while propagating in the chalcogenide glasses. The study of their photosensitivity at 1.55 μm revealed highly glass compn. dependent behavior and quasi-​photostable compns. have been identified in femtosecond regime. To better understand these characteristics, the evolution of the glass transition temp., d. and structure with the chem. compn. were detd

Capteur en Optique Intégrée à Base de Verres de Chalcogénures pour la Détection de Polluants dans le Moyen-Infrarouge

National audienceLe Moyen Infra-Rouge (MIR) est la région spectrale comprise entre 3 et 20 µm. Cette gamme de longueurs d’onde est connue pour contenir des transitions vibrationnelles fondamentales caractéristiques d’espèces moléculaires en phase liquide ou gazeuse. De nombreuses substances telles que le toluène, le méthanol, l’éthanol, l’acétone, le glucose, le dioxyde de carbone peuvent être caractérisées par spectroscopie infrarouge grâce à leur signature spectrale d’absorption. Cette technique est ainsi une des plus appropriées parmi les techniques classiques d’analyse pour l’identification et la caractérisation structurelle des espèces moléculaires. Les disponibilités récentes de plateformes optiques présentant de faibles pertes de propagation et de sources émettant dans le MIR, notamment des QCL ont été la clé du développement d’études destinées à la réalisation de capteurs optiques fonctionnant dans la gamme spectrale du MIR. Par ailleurs, les capteurs en optique intégrée sont devenus une excellente alternative pour la détection in situ car ils présentent certains avantages sur les autres types de capteurs, tels que l'intégration des éléments dans un dispositif compact. Ils sont actuellement utilisés dans divers domaines sociétaux tels que la santé, la défense et l’environnement.Il existe différents matériaux transparents dans le MIR (le silicium, le germanium, l’arséniure de galium ou encore les verres de chalcogénures) susceptibles de constituer la plateforme optique de ces capteurs intégrés. Les verres de chalcogénures (ChGs) sont des matériaux semi-conducteurs composés par les éléments du groupe VIa (sélénium (Se), tellure (Te) ou soufre (S)). Ils forment des verres lorsqu’ils sont mélangés à un ou plusieurs autres éléments tels que le galium (Ga), le germanium (Ge), l’antimoine (Sb), le silicium (Si) ou le phosphore (P). Ces verres de ChGs se distinguent par leur transparence étendue dans l’infrarouge: certaines compositions transmettent jusqu’à 20 µm. Typiquement, leur transmission dans le MIR a été caractérisée jusqu’à 12 µm pour les sulfures, à 16 µm pour les séléniures et à 18 µm pour les tellures. Certains travaux ont montré la fabrication et la caractérisation de capteurs optiques dans le proche infra-rouge. Dans cet article, nous proposons de tirer profit de la transparence élevée de ces matériaux dans le MIR pour fabriquer un capteur spectroscopique à onde évanescente fonctionnant dans cette gamme spectrale.

Lire et écrire un monde délié : poétiques africaines d'une gouvernance écologique

African novels allows to read and experience different states of unbinding (ecological, social, political) which tear apart our world. These fractures hamper not only interpersonal relationships, spiritualities, ethical systems, but also our connection to the environment. By taking as a corpus a set of works coming mainly from sub-Saharan Africa, this thesis sheds light on these experiences of unbinding represented in contemporary novels. It shows that they can actually be seen as symptoms of deeper ailments ; if regular institutions in charge of governance, whether states or international actors, are able to name and quantify them, they fail to fight them. Our hypothesis is that literature, through the sharing of experiences it brings, is likely to recreate the link where it has been broken. At the fictional scale, narrative and stylistic strategies represent ways of creating links beyond the human sphere alone. This extended community that the novels create is the cornerstone of an ecological governance based on the inclusion of all voices and the recognition of the role played by history and memory. Literature therefore plays an ethical and political role, inviting readers to participate in this movement of putting into common a shared meaning through a new relationality.Le roman africain donne à lire et expérimenter différents états de déliaison (écologique, sociale, politique) qui fracturent notre monde. Ces ruptures affectent non seulement les relations inter-personnelles, les spiritualités, les systèmes éthiques, mais aussi le lien à l’environnement. En prenant pour corpus un ensemble d’œuvres majoritairement issues d'Afrique subsaharienne, cette thèse envisage ces expériences de déliaison comme des symptômes de maux plus profonds que les institutions chargées de la gouvernance, qu’il s’agisse des États ou des instances internationales, savent nommer et quantifier, mais peinent à combattre. Notre hypothèse est que la littérature, par le partage d’expérience qu’elle autorise, est susceptible de recréer du lien là où il a été brisé. À l'échelle de la fiction, ses stratégies narratives et stylistiques mettent en scène des manières de faire du lien au-delà de l’humain. Cette communauté élargie que créent les romans est la pierre angulaire d’une gouvernance écologique fondée sur la prise en compte de toutes les voix et la reconnaissance du rôle joué par l’Histoire et la mémoire. La littérature joue alors un rôle éthique et politique, en invitant les lecteurs et lectrices à participer à ce mouvement de mise en commun d’un sens partagé à travers une nouvelle relationalité

Sortir du cercle infernal traumatique par la fabulation : l’exemple du génocide rwandais dans Le Cavalier et son ombre de Boubacar Boris Diop

This paper examines the conditions of dissemination and reception of narratives in the novel Le Cavalier et son ombre, which plunges us into the destiny of a young woman, Khadidja, traumatised by an event comparable to the Rwandan genocide. In contrast to a racist interpretation that would make this event the umpteenth occurrence of a series of collective traumas that are bound to recur in African history, I suggest a reading that highlights the mechanisms of subversion of discourses by leaders and, consequently, the attempts made by the characters to free themselves from them. In order to unravel this mystery and trace the source of this strange and invisible original trauma, the article begins by distinguishing the narrative strata and showing that their intertwining is already a traumatic fabrication. It then explores how the subversion of narrative frameworks unfolds at different levels and exacerbates the characters' traumas, which are buried in attitudes and behaviours that can be described as “madness”. Finally, the article shows that the origin of madness lies less in the genocide itself than in the subversion of discourses – in particular of the narrative scenography of storytelling

Mid-infrared micro-sensor devices for the detection of emerging pollutants in groundwater and sea water

Le développement de capteurs optiques fonctionnant dans le moyen infrarouge est un enjeu majeur pour détecter les (bio-) molécules. En effet, le moyen infrarouge (4000 - 400 cm-1) contient une grande majorité des absorptions dues aux vibrations des molécules organiques. L'objectif de ces travaux de recherche est d'élaborer des capteurs plus sélectifs, plus sensibles et plus compacts. Les travaux de recherche présentés dans ce manuscrit concernent donc le développement de guides d'ondes optiques à base de verre de chalcogénure sensibles aux molécules cibles via l'absorption de la partie évanescente de la lumière guidée se propageant à la surface du guide. La synthèse des matériaux infrarouges est l'une des étapes clés. Les verres de chalcogénures sont des matériaux particulièrement appropriés pour cette application de détection de polluants. Ces verres présentent un large domaine de transparence dans l'infrarouge (2 - 15 µm pour les verres à base de sélénium) et des indices de réfraction élevés (entre 2 et 3). L'élaboration du guide d'onde nécessite la fabrication de couches minces de verre de chalcogénure par pulvérisation cathodique RF magnétron. Afin de maîtriser le développement du micro-capteur infrarouge, un plan d'expériences a été élaboré pour étudier l'influence des paramètres de dépôt sur les caractéristiques des couches minces. L'architecture du guide a été définie et réalisée par gravure RIE-ICP (gravure ionique réactive couplée au procédé de gravure plasma à couplage inductif) et les mesures de pertes optiques et d'injection dans le MIR (6,3 µm et 7,8 µm) ont été réalisées. Il s'agit des tous premiers guides fonctionnant aussi loin dans le moyen infrarouge. L'ultime étape consiste à fonctionnaliser la surface du guide augmenter sa sélectivité. Des premiers tests ont été réalisés sur un cristal ATR en ZnSe par un polymère hydrophobe. Ils ont permis la détection de molécules polluantes absorbant à 13,8 µm, présentes en très faible concentration (25 ppb) dans des solutions d'hydrocarbures (BTX) ou des eaux plus complexes (eaux de station d'épuration et eaux souterraines).Development of mid-IR optical sensors is a challenge of great importance for detection of biochemical molecules. Mid-infrared range (4000-400 cm-1) contains the absorptions related to the vibrations of organic molecules. The aim of this work is the elaboration of sensors more selective, sensitive and compact. The work reported in this thesis concerns the development of optical waveguides based on chalcogenide glasses. The evanescent field is used for the detection of pollutant molecules diffusing to the surface of optical waveguide. One of the main step of this research is the synthesis of infrared material. Chalcogenide glasses are appropriate for sensing applications. Indeed, they are used for their wide transparency in the infrared range (2 – 15 µm for selenide glasses) and their high refractive index (between 2 and 3). Elaboration of optical waveguide requires fabrication of chalcogenide thin films by RF magnetron sputtering. In order to control the development of infrared micro-sensor, an experimental design was established to study the influence of sputtering parameters on thin films characteristics. Design of the optical waveguide was defined and etched by RIE-ICP (reactive ion etching-inductively coupled plasma). Measurement of optical losses and injection in mid-infrared (7,8 µm) were realized. This is the first optical waveguides working as far in the mid-infrared. The last step concerns the functionalization of surface waveguides in order to increase their selectivity. First tests were realized on ZnSe ATR prism with a hydrophobic polymer. Thus, detection of pollutant molecules absorbing at 13,8 µm, with very low concentrations (25 ppb), in hydrocarbons solutions (BTX) or in complex water (water purification plant and groundwater) was performed

Read and write an unbound world : african poetics of an ecological governance

Le roman africain donne à lire et expérimenter différents états de déliaison (écologique, sociale, politique) qui fracturent notre monde. Ces ruptures affectent non seulement les relations inter-personnelles, les spiritualités, les systèmes éthiques, mais aussi le lien à l’environnement. En prenant pour corpus un ensemble d’œuvres majoritairement issues d'Afrique subsaharienne, cette thèse envisage ces expériences de déliaison comme des symptômes de maux plus profonds que les institutions chargées de la gouvernance, qu’il s’agisse des États ou des instances internationales, savent nommer et quantifier, mais peinent à combattre. Notre hypothèse est que la littérature, par le partage d’expérience qu’elle autorise, est susceptible de recréer du lien là où il a été brisé. À l'échelle de la fiction, ses stratégies narratives et stylistiques mettent en scène des manières de faire du lien au-delà de l’humain. Cette communauté élargie que créent les romans est la pierre angulaire d’une gouvernance écologique fondée sur la prise en compte de toutes les voix et la reconnaissance du rôle joué par l’Histoire et la mémoire. La littérature joue alors un rôle éthique et politique, en invitant les lecteurs et lectrices à participer à ce mouvement de mise en commun d’un sens partagé à travers une nouvelle relationalité.African novels allows to read and experience different states of unbinding (ecological, social, political) which tear apart our world. These fractures hamper not only interpersonal relationships, spiritualities, ethical systems, but also our connection to the environment. By taking as a corpus a set of works coming mainly from sub-Saharan Africa, this thesis sheds light on these experiences of unbinding represented in contemporary novels. It shows that they can actually be seen as symptoms of deeper ailments ; if regular institutions in charge of governance, whether states or international actors, are able to name and quantify them, they fail to fight them. Our hypothesis is that literature, through the sharing of experiences it brings, is likely to recreate the link where it has been broken. At the fictional scale, narrative and stylistic strategies represent ways of creating links beyond the human sphere alone. This extended community that the novels create is the cornerstone of an ecological governance based on the inclusion of all voices and the recognition of the role played by history and memory. Literature therefore plays an ethical and political role, inviting readers to participate in this movement of putting into common a shared meaning through a new relationality

Laser Desorption Ionization Time-of-Flight Mass Spectrometry of Glasses and Amorphous Films from Ge-As-Se System

International audienceLaser Desorption Ionization Time-of-Flight Mass Spectrometry was exploited for the characterization of Ge-As-Se chalcogenide glasses and corresponding thin films fabricated using pulsed laser deposition. Main achievement of the paper is the determination of laser generated clusters' stoichiometry. The clusters observed were As-b(+) (b = 1-3), Se-2(-), binary AsbSe+ (b = 1-3), AsbSec- (b = 1-3, c = 1-4), Ge2Sec- (c = 2-3), As3Se2+, Ge2Asb- (b = 2-3), Ge3Asb- (b = 1-2), Ge3Se4-, As5Sec- (c = 4-5), GeAsSe4-, GeaAsSe5- (a = 1-4), GeAs2Se3-, GeAs3Se2-, Ge2As2Se2-, Ge2AsSec- (c = 6-7), and GeAs3Sec- (c = 5-6) (in positive as well as in negative ion mode). The stoichiometries of identified species are compared with the structural units of the glasses/thin films revealed via Raman scattering spectra analysis. Some species are suggested to be fragments of bulk glass as well as thin films. Described method is useful also for the evaluation of the contamination of chalcogenide glasses or their thin films