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Thesis (M.A.)--Baylor University, 2007. / Includes bibliographical references (p. 114).

Les méthodes de synthèses chimiques et d'auto-assemblage sont aujourd'hui envisagées pour fabriquer des matériaux nanostructurés aux propriétés optiques contrôlées. Nous avons considéré le cas le plus simple de composites combinant un polymère non-structuré et des nanoparticules d'or sphériques, dont nous fabriquons des films d'épaisseur et de fraction volumique en or variables et étudions les propriétés optiques, par ellipsométrie spectroscopique, dans les domaines ultraviolet-visible-proche infrarouge. Pour des films tridimensionnels épais (30-200 nm) de fraction volumique en nanoparticules inférieure à 6%, les variations de l'indice optique avec la longueur d'onde sont bien décrites par une loi de mélange de Maxwell-Garnett modifiée par l'introduction de polarisabilités anisotropes rendant compte du couplage électromagnétique entre particules proches. Des d'échantillons très denses en nanoparticules ont été fabriqués (jusqu'à des fractions volumiques de 30%), et montrent, dans une bande spectrale finie, des permittivités électriques proches de zéro ou négatives. Pour des échantillons très minces (épaisseur de l'ordre de la taille des nanoparticules), nous montrons que l'indice optique complexe n'est plus un descripteur intrinsèque du système et que l'analyse ellipsométrique ne permet pas de déterminer l'épaisseur de manière non-ambigüe. On a accès en revanche à la section efficace d'extinction des particules : lorsque les particules sont déposées très près du substrat de silicium, les valeurs expérimentales sont exaltées par rapport aux valeurs théoriques, même en tenant compte d'effets de dipôles image dans le substrat. Les conclusions de ce travail ont permis d'éclaircir le lien entre les propriétés optiques mesurées et la nanostructure de films composites, et laissent entrevoir la possibilité d'élaborer par voie chimique des matériaux nanocomposites aux propriétés optiques inédites.

Le nombre d’appareils électroniques et de systèmes de communication sans fil a considérablement augmenté au cours des 20 dernières années. Les boîtiers de blindage utilisés pour protéger les appareils électroniques contre les radiations externes, mais aussi pour limiter leurs émissions sont généralement conçus en alliages d’aluminium. Mais la nécessité de réduire le poids des aéronefs incite l’industrie aéronautique à l’utilisation de matériaux composites.La modélisation de boîtiers de blindage composés de matériaux homogènes est possible par l’utilisation d’outils numériques tels que la méthode des éléments finis. Mais la discrétisation de boîtiers constitués de matériaux composites impliquerait un nombre d’éléments trop important rendant impossible toute modélisation numérique. Le recours à l’homogénéisation semi-analytique est une possibilité pour s’affranchir de cette restriction. Les milieux homogènes équivalents obtenus avec ces méthodes peuvent être insérés dans des outils numériques pour simuler le comportement électromagnétique de boîtiers de blindage complexes. Les modèles d’homogénéisation existants, tel que le modèle de Maxwell-Garnett, sont toutefois limités a des applications quasi-statiques.La définition des propriétés effectives de matériaux composites illuminés par des ondes électromagnétiques est l’objectif principal de ce travail. Il en résulte deux méthodes d’homogénéisation dynamiques. La première introduit un effet de taille entre les fibres et la longueur d'onde. Elle permet ainsi d’étendre une méthode basée sur des problèmes d'inclusion aux micro-ondes. Mais elle reste limitée par l’apparition de l’effet de peau dans les renforts conducteurs. La seconde est basée sur la définition des pertes par effet Joule dans les fibres, permettant ainsi d’étendre la première méthode après l’apparition de l’effet de peau. Cette dernière est enfin utilisée pour modéliser le comportement électromagnétique d’un boîtier de blindage réaliste. / The number of electronic devices and wireless communication systems has significantly increased over the past 20 years. Shielding enclosures used to protect electronic devices against radiated waves and to limit their emissions are usually designed in aluminum alloys. But the need to reduce the weight of aircraft incites the aerospace industry to the use of composite materials.Modeling shielding enclosures composed of homogeneous materials is possible by the use of numerical tools such as the finite element method. But considering every details of the microstructure would involve a excessive number of unknowns preventing numerical modelings. The use of semi-analytical homogenization methods is a possibility to overcome this restriction. The equivalent homogeneous mediums obtained with these methods can be inserted into numerical tools to simulate the electromagnetic behavior of complex shielding enclosures. But classical homogenization models such as Maxwell-Garnett model, are limited to quasi-static applications.Calculating the effective properties of composite materials illuminated by electromagnetic waves is the main objective of this work. This leads to two dynamic homogenization methods. The first one introduces a size effect between the fibers and the wavelength. It allows to extend a method based on inclusion problems to microwave frequencies. However it is limited by the occurrence of the skin effect in conductive inclusions. The second consider Joule losses and extends the first method after the occurrence of the skin effect. This second homogenization method is finally used to model the behavior of a realistic shielding enclosure.

Le nombre d'appareils électroniques et de systèmes de communication sans fil a considérablement augmenté au cours des 20 dernières années. Les boîtiers de blindage utilisés pour protéger les appareils électroniques contre les radiations externes, mais aussi pour limiter leurs émissions sont généralement conçus en alliages d'aluminium. Mais la nécessité de réduire le poids des aéronefs incite l'industrie aéronautique à l'utilisation de matériaux composites.La modélisation de boîtiers de blindage composés de matériaux homogènes est possible par l'utilisation d'outils numériques tels que la méthode des éléments finis. Mais la discrétisation de boîtiers constitués de matériaux composites impliquerait un nombre d'éléments trop important rendant impossible toute modélisation numérique. Le recours à l'homogénéisation semi-analytique est une possibilité pour s'affranchir de cette restriction. Les milieux homogènes équivalents obtenus avec ces méthodes peuvent être insérés dans des outils numériques pour simuler le comportement électromagnétique de boîtiers de blindage complexes. Les modèles d'homogénéisation existants, tel que le modèle de Maxwell-Garnett, sont toutefois limités a des applications quasi-statiques.La définition des propriétés effectives de matériaux composites illuminés par des ondes électromagnétiques est l'objectif principal de ce travail. Il en résulte deux méthodes d'homogénéisation dynamiques. La première introduit un effet de taille entre les fibres et la longueur d'onde. Elle permet ainsi d'étendre une méthode basée sur des problèmes d'inclusion aux micro-ondes. Mais elle reste limitée par l'apparition de l'effet de peau dans les renforts conducteurs. La seconde est basée sur la définition des pertes par effet Joule dans les fibres, permettant ainsi d'étendre la première méthode après l'apparition de l'effet de peau. Cette dernière est enfin utilisée pour modéliser le comportement électromagnétique d'un boîtier de blindage réaliste.

Made available in DSpace on 2016-04-28T14:16:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Edaival Mulatti.pdf: 1316493 bytes, checksum: 2ddebbfbb24364b182ea454f86c50397 (MD5) Previous issue date: 2008-10-23 / The Royal Institution, English organization founded at the end of the eighteenth century in London and existing in this day and age as an institution dedicated to research in the theory and dissemination of science, was born with the purposes of an institution of public character, depending on financial contributions. Within a conception of science, categorized by its founders as "useful science," the Royal Institution had as main goals, the diffusion of knowledge and application of science in the life of the population. For the present work, we studied up some of the social and political circumstances present in England at the end of the eighteenth century, and provided evidence to the understanding of the reasons that enabled the creation of that institution. Also, we tried to identify in the creation and consolidation of that institution, the role played by personalities of the time, as Joseph Banks, Benjamin Thompson, Thomas Young, Thomas Garnett and Humphry Davy. This work was based on the study of the following documents: "Proposals for forming by subscription, in the Metropolis of the British Empire, the Public Institution for diffusing the knowledge and facilitating the general introduction of useful mechanical inventions and improvements, and for teaching, by Philosophical Lectures and courses of Experiments, the application of science to the common purposes of life.", document-creation of the Royal Institution, authored by Benjamin Thompson and dated March 1799,"The discourse introductory to the Course of Lectures on Chemistry , Delivered in the Theatre of the Royal Institution, on the 21st of January, 1802," inaugural lecture of the Royal Institution Humphry Davy, and "The Bakerian Lecture, on some chemical Agencies of Electricity," lecture in which Davy presented the results of their research on electrolysis, made the Royal Institution and presented at the Royal Society on November 20 de1806. The focus of this work was in the study of the model for dissemination of knowledge established on the origins of the Royal Institution, as well as some of the changes that have made this model a strong point of support for the Royal Institution to be seen, at the beginning of the nineteenth century, as a major scientific institutions of England / The Royal Institution, organização inglesa fundada no final do século XVIII em Londres e existente nos dias de hoje como uma instituição voltada a pesquisas no campo teórico e divulgação da ciência, nasceu com os propósitos de uma instituição de caráter público, dependendo financeiramente de contribuições. Dentro de uma concepção de ciência, categorizada por seus fundadores como ciência útil , a Royal Institution tinha como principais objetivos, a difusão do conhecimento e aplicação da ciência na vida da população. Para o presente trabalho, estudou-se algumas das circunstâncias sociais e políticas presentes na Inglaterra no final do século dezoito, e que forneceram elementos para o entendimento dos motivos que propiciaram a criação de tal instituição. Procurou-se também identificar, na criação e consolidação dessa Instituição, o papel desempenhado por personalidades da época, como Joseph Banks, Benjamin Thompson, Thomas Young, Thomas Garnett e Humphry Davy. Esta dissertação baseou-se no estudo dos seguintes originais: Proposals for forming by subscription, in the Metropolis of the British Empire, a Public Institution for diffusing the knowledge and facilitating the general introduction of useful mechanical inventions and improvements, and for teaching, by courses of Philosophical Lectures and Experiments, the application of science to the common purposes of life , documento de criação da Royal Institution, de autoria de Benjamin Thompson e datado de março de 1799, A discourse introductory to a Course of Lectures on Chemistry, Delivered in the Theatre of the Royal Institution, on the 21st of January, 1802 , palestra inaugural de Humphry Davy na Royal Institution, e The Bakerian Lecture, on some chemical Agencies of Electricity , palestra na qual Davy apresentou os resultados de suas pesquisas sobre eletrólise, efetuadas na Royal Institution e apresentadas perante a Royal Society em 20 de novembro de1806. O ponto central desse trabalho situou-se no estudo do modelo de difusão do conhecimento formulado nas origens da Royal Institution, bem como em algumas de suas modificações que fizeram desse modelo um forte ponto de apoio para que a Royal Institution se projetasse, no início do século dezenove, como uma das principais instituições científicas da Inglaterra