Filamentation in air : evolution, control and applications

Les travaux présentés dans cette thèse portent sur la propagation non linéaire, sous forme de filaments laser, d'impulsions laser ultra-courtes dans l'atmosphère. Les résultats, principalement obtenus à partir d'expériences réalisées en laboratoire, apportent des éléments de compréhension clés en lien avec la la projection de filaments laser dans l'air. Trois aspects distincts de la filamentation sont abordés, à savoir l'évolution, le contrôle et les applications de la filamentation laser. Dans la section évolution, un filament unique a été rigoureusement caractérisé sur plusieurs dizaines de mètres. Plusieurs mesures ont été effectuées pour obtenir une image détaillée du phénomène global. En effet, la caractérisation inclut la mesure de la distribution de plasma du filament et l'évolution spectrale des impulsions laser. Également, des canaux de lumière intense, exempte d'ionisation, ont été observés et caractérisés sur plusieurs dizaines de mètres. La section sur le contrôle présente des méthodes qui pourraient éventuellement résoudre plusieurs problèmes liés à la projection de filaments puissants à longue distance. La plupart de ces méthodes se concentrent sur la fusion de filaments multiples afin d'obtenir un plus grand nombre d'électrons libres ou, un plus grand élargissement spectral. Ces méthodes comprennent l'utilisation de masques spéciaux, la diffraction d'une ouverture circulaire et un système d'optique adaptative. Enfin, la troisième partie présente deux applications prometteuses de la filamentation dans l'air. La première est la télédétection de polluants. Plusieurs cibles (gaz, cibles métalliques, nuages de fumée, aérosols, traces d'explosifs) ont été exposées à la radiation des filaments et la fluorescence caractéristique de ces cibles a été recueillie à l'aide de la technique LIDAR. Un système d'optique adaptative a été utilisé pour améliorer de façon significative les signaux de fluorescence émise. La deuxième application discutée est la génération d'impulsions dans l'infrarouge moyen via le mélange à quatre ondes durant la filamentation à deux couleurs. Le développement de nouvelles sources laser dans l'infrarouge moyen est de première importance pour résoudre des problèmes importants pour la défense et la sécurité civile. En utilisant cette méthode, des impulsions à large bande centrées entre 4-7 [Mu]m de longueur d'onde ont été produites

Towards an Urban Ecological Consciousness: Experiencing Wild Places in the City

The "Green City"2 has in recent years emerged as an integrated conceptual framework with which to respond locally to the global environmental crisis. In theory, a Green City is "in harmony with ecosystems that support it, and ... contains a populace that considers itself a part of the biosphere and acts accordingly."3 The concept, in short, addresses the need for our society to respectfully build with, rather than impose upon, the land and the natural world

Probing contaminated aerosol clouds using remote filament induced breakdown spectroscopy

Une technique de télédétection par spectroscopie de plasma induite par filamentation (R-FIBS pour remote filament-induced breakdown spectroscopy) est utilisée pour sonder un nuage d’aérosols aqueux contenant des sels métalliques en solution. Nous avons démontré expérimentalement que cette technique peut être utilisée efficacement pour caractériser à distance la composition d’un nuage d’aérosols. En effet, la fluorescence caractéristique de tous les ions métalliques a été observée. De plus, ces raies d’émission étroites excitées par un plasma à faible densité ont pu être identifiées simultanément sans recouvrement spectral. Les résultats obtenus démontrent qu’il est possible d’identifier et distinguer simultanément tous les composants métalliques dissous dans un tel nuage. La technique a également été testée avec succès à une distance de 70 m sur un nuage aqueux contenant du chlorure de sodium.Remote Filament Induced Breakdown Spectroscopy (R-FIBS) was used for probing a cloud of aqueous aerosols containing a mixture of dissolved metallic salts. We demonstrated experimentally that it can be used as a sensitive sensing technique to remotely retrieve the composition of microdroplets in clouds located at a distance. In fact, fluorescence from all the metallic ions dissolved was observed. Moreover, these spectrally narrow atomic transitions excited by the low density plasma did not show any signal overlap. These characteristic spectra demonstrate that R-FIBS can be used to simultaneously recognize and distinguish every single metallic constituent dissolved inside such a cloud. The technique has been successfully tested for long range field test of 70 m with an aerosol cloud of droplets containing sodium chloride

Book Reviews

Review of the following books: Chez Nous: The St. John Valley by Guy F. Dubay; Stagecoach East: Stagecoach Days in the East from the Colonial Period to the Civil War by Oliver W. Holmes and Peter Rohrbach; Coastal New England by William F. Robinson

CCCP: A CCD Controller for Counting Photons

CCCP, a CCD Controller for Counting Photons, is presented. This new controller uses a totally new clocking architecture and allows to drive the CCD in a novel way. Its design is optimized for the driving of EMCCDs at up to 20MHz of pixel rate and fast vertical transfer. Using this controller, the dominant source of noise of EMCCDs at low flux level and high frame rate, the Clock Induced Charges, were reduced to 0.001 - 0.0018 electron/pixel/frame (depending of the electron multiplying gain), making efficient photon counting possible. CCCP will be deployed in 2009 on the ESO NTT through the 3D-NTT1 project and on the SOAR through the BTFI project.Comment: 10 pages, 10 figures, to appear in "Ground-based and Airborne Instrumentation for Astronomy II" SPIE conference, Marseille, 23-28 June 200

Les caisses populaires acadiennes du Nouveau-Brunswick : genèse et développement, 1930‑1950

Divers facteurs et organismes influencent, de façon différente mais complémentaire, la diffusion du coopératisme chez les Acadiens du Nouveau-Brunswick. Une des causes premières de son implantation est certes la nécessité d'établir un programme de restauration sociale suite aux mutations de l'économie mondiale au début du 20e siècle. En deuxième lieu, les élites locales (clergé, agronomes) s'impliquent à soulager les maux les plus évidents de la crise en encourageant l'éducation des adultes. La diffusion des cercles d'études et la participation d'un grand nombre de personnes à leurs travaux témoignent du succès remporté par les promoteurs.L'existence de sociétés religieuses comme l'Association catholique de la jeunesse canadienne (A CJC)) et le travail discret des chancelleries de l'Ordre de Jacques-Cartier facilitent la diffusion de la coopération. La pénétration plus importante du mouvement s'explique en partie par la situation minoritaire des Acadiens dans la province : la coopération se révèle comme un moyen qui permet de contrôler un secteur jusque-là négligé : l'économie. Les petits producteurs de la terre et de la mer peuvent s'adapter aux nouveaux rapports économiques de l'heure.Several factors and groups influenced, in different but complementary ways, the spread of the cooperative movement among the Acadians of New Brunswick. Certainly one of the most important causes was the clear necessity for social reconstruction in the aftermath of the upheavals caused by world-wide economic dislocation during the first decade of the twentieth century. The local élite — the clergy and those specially trained in agriculture — also sought to ameliorate the most obvious social ills by supporting programmes of adult education. The growth of study groups and the participation of a large number of persons in them bore witness to the success achieved by the idea's promoters.The existence of religious organizations, such as the ACJC, the “Association catholique de la jeunesse canadienne,” and the discreet efforts of the leadership of the “Ordre de Jacques-Cartier” encouraged the spread of cooperativism. The minority status of the Acadians within New Brunswick also helps to explain the popularity of the movement, for cooperation appeared to be a strategy which would allow Acadians to control a hitherto-neglected aspect of their lives, their economic condition. Farmers and fishermen alike could therefore adjust over time to new economic circumstances

Élaboration de matériaux fonctionnels à partir de polyoléfines par un système catalytique

Il a été démontré auparavant qu'il est possible d'incorporer quelques monomères polaires tels que les acrylates à même la chaîne de polyéthylène à l'aide d'un système catalytique en utilisant des complexes neutres de palladium de type Pd[P^O]MeL ayant un ligand phosphine sulfonate bidentate et un groupement labile (pyridine, lutidine). Cependant, ce système n'a jamais été exploité afin de fabriquer des matériaux fonctionnels à base de polyoléfines pour des applications ciblées. Il est présenté ici une série de polyoléfines fonctionnelles ayant été fabriquées avec ce système catalytique. Le premier objectif de cette thèse est d'étudier la stéréochimie de l'étape d'insertion lors de la polymérisation des monomères de type allyle et acrylate. Pour cela, il a été préparé des cyclopolymères obtenus par copolymérisation de l'éthylène et de l'acrylate d'allyle. La structure du copolymère qui en résulte, analysée par FTIR et RMN 1D et 2D, contient deux types de lactones, la δ-valerolactone et la γ-butyrolactone. Ces cycles apportent la preuve de l'insertion préférentielle 2,1 de l'acrylate et 1,2 de l'allyle. Le second objectif de cette thèse vise la préparation de polyoléfines fonctionnelles sans faire intervenir une étape de greffage postpolymérisation. Ainsi, pour la première fois, une série de polymères portant des fonctions acides carboxylique ou anhydride a été élaborée par la copolymérisation directe de l'éthylène avec l'acide acrylique, l'anhydride carbique ou l'anhydride maléique. L'acide acrylique a été incorporé dans la chaîne dans une proportion variant entre 1,5 et 6 % molaire, l'anhydride carbique dans une proportion variant entre 7 et 11 % molaire, et l'anhydride maléique entre 2 et 9 % molaire. Le troisième objectif de cette thèse vise la préparation d'un polyéthylène réticulable de manière réversible et ayant une cristallinité modulable. Pour la première fois, l'éthylène a été copolymérisé avec un monomère acrylamide spécifique portant une fonction cétone. Une fois le polymère isolé, la fonction cétone a été réticulée à l'aide de l'hydrazine pour former une hydrazone. Ce procédé innovateur a pour avantage de pouvoir réticuler le polymère à basse température et sans affecter la cristallinité du polymère. De plus, il est réversible, les hydrazones pouvant être clivées par l'action de l'ozone. Une fois réticulé, le polymère peut être fondu et se trouver piégé dans un état amorphe et insoluble. Cette étude démontre que la cristallinité du polyéthylène peut être alternativement activée ou éliminée par l'action d'un stimulus chimique externe. Enfin, le dernier aspect de cette thèse illustre l'utilisation de polyéthylène fonctionnalisé pour la réalisation d'une membrane de pile à combustible. Dans cette étude, des films constitués de terpolymères d'éthylène, de norbornène et d'exo-norbornène-méthyle acide sulfonique ont été synthétisés et caractérisés. Pour cela, une méthode douce de sulfonation ne requérant aucun solvant toxique ou corrosif a été mise au point. Les terpolymères ayant des taux d'insertion entre 15 et 22 % molaire d'exo-norbornène-méthyle acide sulfonique ont pu être utilisés pour fabriquer des films de 70-100 µm d'épaisseur. Le film contenant 22 % molaire en acide sulfonique a une conductivité protonique longitudinale à 25 °C de 2,0 mS/cm. Avec une cellule transversale de mesure de conductivité, il a été possible de dresser une courbe d'Arrhénius et de calculer ainsi une énergie d'activation pour la conduction protonique de 0,14 eV. Cette valeur indique que la conduction des protons se produit dans une phase de canaux sulfoniques hydratés séparée de la phase polyoléfinique hydrophobe.\ud ______________________________________________________________________________ \ud MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : polyoléfines, catalyse, matériaux fonctionnels, monomère polair