(Ph. Guibert)
Les techniques de mesures optiques non intrusives mise en œuvre depuis plusieurs années au laboratoire permettent d’atteindre des grandeurs physiques telles que la concentration d’espèces chimiques, la vitesse et la température. Le travail s'est concentré sur deux aspects de la mesure de température d’un gaz basées sur la technique de fluorescence induite par laser sur deux bandes spectrales à l'aide d'un traceur moléculaire. Le premier s’appuie sur une mesure spatiale utilisant une architecture expérimentale classique (laser monomode) alors que le second plus original utilise une lampe à arc HgXe (mercure-xénon) de 1000 W et permet d’accéder à des mesures à très haute cadence temporelle. L’analyse des émissions à deux bandes spectrales permet de remonter à la température sous réserve d’une calibration et d’un modèle spécifique. Les plages explorées atteintes sont dans la gamme entre 500K et 1000K avec une résolution de 50K. Les résultats obtenus permettent de quantifier principalement les mécanismes photo physiques en particulier les processus radiatifs (émission spontanée de photons) et les processus non radiatifs intra moléculaire (conversion interne d’énergie, croisement inter systèmes), inter moléculaires (transfert d’énergie rotationnelle ou vibrationnelle) ou de quenching collisionnel. Ce travail comporte une approche expérimentale et elle est complétée par une modélisation du rendement quantique de fluorescence qui apporte essentiellement des tendances pour une extension du plan d'expérience de facto limité par des contraintes techniques.
(haut) Signal de fluorescence en prenant deux bandes spectrales de l’émission fluorescence de l’anisole, (bas) tube à choc pour validation des performances dynamiques.
Nous avons construit une relation forte avec le CEA de Gramat qui s’intéresse tout particulièrement aux problématiques de caractérisation des explosifs (solide liquide et gazeux). Dans le cadre de leur test, il utilise une expérience modèle basé sur un tube à choc. Sur la base des travaux déjà menés sur les mesures de température dynamique de gaz, nous avons choisi d’utiliser l’anisole comme molécule traceur qui est une molécule dont la section efficace est importante et qui répond au plage de température souhaitée. Le travail a fait l’objet d’une publication et une seconde est en cours de relecture par le journal. Dans un contexte politico-social ou la sécurité est ébranlée par des actes terroristes, les mesures de sécurité et de prévention des risques se sont multipliées. Dans cette optique, le CEA (Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives) nous a renouvelé sa confiance en nous demandant d’étudier la dispersion de particules fluides suite à l’explosion d’un conteneur rempli d’un produit toxique. Cette étude comporte la mise en place d’une méthode expérimentale de traçage des gouttelettes sous forme de reconstruction des trajectoires lagrangiennes. Ce travail a fait l’objet d’un papier en cours d’évaluation.
Projet scientifique à cinq ans
Méthode Optique
Dans un contexte politico-social ou la sécurité est ébranlée par des actes terroristes, les mesures de sécurité et de prévention des risques se sont multipliées. Dans cette optique des études sont menées par les organismes publics de recherche comme le CEA (Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives). Nous avons mis en place un projet de collaboration afin d’étudier l’étude de la dispersion de particules fluides suite à l’explosion d’un conteneur. Ces travaux sont d’un grand intérêt pour la défense, car permettent de conclure sur des distances de sécurité ; dans le cas de la dispersion d’un produit chimique dangereux. L’objectif du sujet est de faire un suivi lagrangien de gouttes ou particules sur une suite importante d’images produites par de la cinématographie rapide. Sur une base d’algorithme PTV (particles tracking velocimetry), nous proposons une extension d’un traitement numérique basé sur des algorithmes d’optimisation stochastique d’analyse d’arbre potentiel de trajectoires.