Th.--Chim. de coordination et chim. des surfaces--Toulouse 3, 1978. N°: 811.

Th. 3e cycle--Spectrochim et méthodes d'anal.--Lille 1, 1978. N°: 666.

Les nickelates de terre – rare, présentent une transition métal - isolant abrupte dont la température dépend de la composition. Cette transition se traduit dans le domaine infrarouge par le passage d'un comportement opaque à transparent en fonction de la température. Cette propriété se traduit par des contrastes en émissivité et présente un intérêt dans le domaine de la furtivité infrarouge. Le travail présenté porte sur la validation d’une solution solide de nickelate de terre rare de formule Nd0,3Sm0,7NiO3 sous forme de pigments actifs pour la furtivité infrarouge. Dans un premier temps, nous avons cherché à optimiser le procédé de synthèse en nous intéressant à la pression d’oxygène durant le recuit sous pression. Nous avons caractérisé les propriétés structurales de chaque lot de poudre synthétisée..La seconde partie est consacrée aux propriétés thermo – optique de Nd0,3Sm0,7NiO3 sous différentes mis en forme (céramique, poudre, film hybride). La dernière partie à proposer des simulations de comportement optique de pigment de Nd0.3Sm0.7NiO3 dans différentes matrices. / The rare – earth nickelats exhibit a sharp metal – insulator transition whose temperature depends on the composition. This transition is responsible, in the infrared range, of the . This work deals with the validation of nd0,3Sm0,7NiO3 powders like active pigments for the infared furtivity. The first part consists of the optimisations of synthesis process by reducting the oxygen pressure during the annealing. We have characterized the structural properties of each batch synthetized. The second part presents the thermo – optical properties of …. The last part proposes some simulations of the optical behaviour of Nd0,3Sm0,7NiO3 in various matrix.

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Mesurer le rayonnement infrarouge de manière résolue spectralement à partir de satellites avec une très haute précision radiométrique constitue un besoin critique pour les futures missions de référence climatique. Pour les spectres de rayonnement infrarouge, il a été déterminé qu'une précision de mesure exprimée comme une erreur de température de brillance inférieure à 0,1 K est nécessaire pour la détection de tendances au-delà de la variabilité naturelle des signatures climatiques sur une décennie. Le “Space Science and Engineering Center” de l'Université du Wisconsin (UW-SSEC), avec le soutien financier du programme d'incubateur d'instrument de la NASA, a développé “l'Absolute Radiance Interferometer” (ARI). L' ARI est conçu pour répondre aux exigences nécessaires afin de réaliser des mesures de radiance absolue résolues spectralement à partir de l’espace, dans le cadre d’une mission de référence pour suivre les tendances du climat. Le défi dans le développement de capteurs infrarouges pour une telle mission est d'atteindre cette haute précision avec un design qui peut être qualifié pour le vol spatial, qui a une longue durée de vie et qui est relativement petit, simple et abordable. L’approche pour la conception de l’ARI fait usage de composants ayant un historique de vol spatial qui sont combinés en un ensemble fonctionnel pour tester les performances détaillées. La simplicité requise est réalisable en raison des grandes différences dans les exigences d'échantillonnage et de bruit par rapport à celles des sondeurs infrarouges de télédétection typiques pour la recherche ou les déploiements opérationnels pour la météo. L’aspect original de cet instrument et de cette thèse est donc la démonstration de l’atteinte de la haute précision radiométrique. Le but de cet effort est de démontrer avec succès la possibilité de telles mesures dans des conditions de laboratoire et de vide, sur un sous-ensemble de la gamme des températures de brillance attendues en orbite. Des progrès dans la compréhension de aspects instrumentaux des spectromètres ont été accomplis en lien avec la poursuite de cet objectif et sont également rapportés dans cette thèse. / Spectrally resolved infrared radiances measured from orbit with extremely high absolute accuracy constitute a critical observation for future climate benchmark missions. For the infrared radiance spectra, it has been determined that a measurement accuracy, expressed as an equivalent brightness temperature error, of 0.1 K confirmed on orbit is required for signal detection above natural variability for decadal climate signatures. The University of Wisconsin Space Science and Engineering Center (UW-SSEC), with funding support from the NASA Instrument Incubator Program (IIP), developed the Absolute Radiance Interferometer (ARI). The ARI is designed to meet the uncertainty requirements needed to establish a spectrally resolved thermal infrared climate benchmark measurements from space. The challenge in the infrared sensor development for a climate benchmark measurement mission is to achieve this ultra-high accuracy with a design that can be flight qualified, has long design life, and is reasonably small, simple, and affordable. In this area, our design approach for the Absolute Radiance Interferometer (ARI) made use of components with strong spaceflight heritage (direct analogs with high TRL) combined into a functional package for detailed performance testing. The required simplicity is achievable due to the large differences in the sampling and noise requirements for the benchmark climate measurement from those of the typical remote sensing infrared sounders for weather research or operations. The new aspect of the interferometer development is the ultra high absolute accuracy sought, and is the subject of this thesis. The goal of this effort is to successfully demonstrate this measurement capability under laboratory and vacuum conditions, over a subset of the range of equivalent earth scene brightness temperatures expected on-orbit. Advances in instrumental aspects have been achieved in the pursuit of this goal.

Le développement de sources laser puissantes et agiles dans les gammes spectrales infrarouges faiblement absorbées par l'atmosphère [3 µm-5µm] et [8µm-12µm] présente un intérêt majeur pour les applications militaires liées au domaine des contre-mesures optiques. Une solution prometteuse, étudiée depuis plusieurs années au sein de Thales Research & Technology, est de développer des sources OPO (Oscillateurs Paramétriques Optiques) basées sur les phénomènes de conversion de fréquence dans des cristaux non-linéaires. Les matériaux semi-conducteurs comme le GaAs sont d'excellents candidats pour ce type d'application mais leur groupe ponctuel de symétrie cubique les rend isotropes, et donc impropres au traditionnel accord de phase biréfringent. Les processus de conversion ne peuvent alors être optimisés qu'en inversant périodiquement le signe du coefficient non-linéaire : c'est la technique de Quasi-Accord de Phase (QAP). La mise en oeuvre de cette technique a longtemps constitué un frein au développemnt du GaAs comme matériau non-linéaire. Les travaux réalisés au cours de cette thèse ont donc permis de lever les différents verrous technologiques existants. Nous avons développé un procédé de fabrication stable et reproductible de structures GaAs à QAP(Quasi -Accord de Phase) présentant les propriétés compatibles avec la réalisation d'OPO (Oscillateurs Paramétriques Optiques) infrarouges. La solution adoptée se base sur deux grandes étapes technologiques : la première consiste à fabriquer un substrat GaAs à orientation périodique. Ce substrat constitue ensuite un germe pour une deuxième étape de croissance de GaAs par HVPE 5Hydride Vapour Phase Epitaxy). Cette technique, caractérisée par une grande de dépot, permet de réaliser des structures de 500 µm d'épaisseur, adaptées au pompage optique de forte puissance, en conservant la modulation initiale du coefficient non-linéaire. La qualité optique des structures GaAs à QAP fabriquées a alors permis de réaliser un OPO présentant les meilleurs rendements et puissance rapportés à ce jour avec de telles structures

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Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

An important goal, within the context of improving climate change modelling, is to enhance our understanding of aerosols and their radiative effects (notably their indirect impact as cloud condensation nuclei). The cloud optical depth (COD) and average ice particle size of thin ice clouds (TICs) are two key parameters whose variations could strongly influence radiative effects and climate in the Arctic environment. Our objective was to assess the potential of using multi-band thermal radiance measurements of zenith sky radiance for retrieving COD and effective particle diameter (Deff) of TICs in the Arctic. We analyzed and quantified the sensitivity of thermal radiance on many parameters, such as COD, Deff, water vapor content, cloud bottom altitude and thickness, size distribution and shape. Using the sensitivity of IRT to COD and Deff, the developed retrieval technique is validated in comparison with retrievals from LIDAR and RADAR. Retrievals were applied to ground-based thermal infrared data acquired for 100 TICs at the high-Arctic PEARL observatory in Eureka, Nunavut, Canada and were validated using AHSRL LIDAR and MMCR RADAR data. The results of the retrieval method were used to successfully extract COD up to values of 3 and to separate TICs into two types : TIC1 characterized by small crystals (Deff < 30 [micro]m) and TIC2 by large ice crystals (Deff > 30 [micro]m, up to 300 [micro]m). Inversions were performed across two polar winters. At the end of this research, we proposed different alternatives to apply our methodology in the Arctic.

La thermographie infrarouge constitue un outil de diagnostic très utile dans le domaine du bâtiment et du génie civil. Cependant un diagnostic quantitatif reste difficile, et l'émissivité des surfaces étudiées joue un rôle important. Le présent travail est une étude sur la mesure d'émissivité pour le diagnostic quantitatif des structures par thermographie. Un des enjeux est de compléter une base de données d'émissivité pour des matériaux du bâtiment et du génie civil ; pour cela il a été nécessaire de développer des appareils de mesure portables. Deux appareils ont été développés au CERTES, utilisant des méthodes indirectes. Ces méthodes consistent à mesurer la réflexion d'un flux infrarouge modulé et nécessite une référence de réflectance connue. Le premier appareil module le flux par modulation lente de température (mesure en 16mn) ; il est adapté aux surfaces diffusantes et hétérogènes comme les bétons bitumineux et les matériaux de construction du bâtiment. L'autre appareil utilise un système d'écran permettant une modulation plus rapide (mesure en quelques secondes). Il est plus polyvalent. Il est aussi plus facilement transportable et permet également d'obtenir une évaluation du caractère plus ou moins spéculaire de la surface. Ces deux appareils couvrent au choix une bande spectrale large (1 à 40µm) pour évaluer les propriétés radiatives des surfaces et une bande étroite (8 à 14µm) adaptée à la sensibilité des caméras infrarouges. Une étude comparative sur les mesures d'émissivité a été entreprise avec le LNE (Laboratoire National de Métrologie et d'Essais). Les échantillons utilisés pour cette étude comparative ont permis de tester les différents dispositifs pour des matériaux ayant des propriétés radiatives très variées. Des mesures ont été effectuées au laboratoire et sur site sur une large gamme de matériaux usuels du bâtiment et du génie civil / Thermography is a very useful diagnosis tool in buildings and civil engineering structures. However quantitative diagnosis remains difficult, and having accurate values of surface emissivity is an important factor. The present work is a study about emissivity measurement for quantitative diagnosis with thermography. We needed accurate measurement of the emissivity of a number of civil engineering materials, in order to create a database. Thus, it was necessary to develop new portable measurement devices. Two devices using an indirect measurement method were developed at CERTES laboratory. The method uses the measurement of the reflectivity from a modulated IR source and requires calibration with a highly reflective surface. The first device uses a low-frequency, thermal modulation well-adapted to laboratory measurements, whereas the second one is a portable system using a mechanical modulation at a faster frequency, more appropriate to outdoor measurements. Both devices allow measurements in the broad (1—50µm) and narrow (8—14µm) bands. Experiments were performed on a large number of materials commonly used in buildings and civil engineering structures. The final objective of this work is to build a database of emissivity for these materials. A comparison of laboratory and on-site measurements of emissivity values obtained in both spectral bands is presented along with an estimation and an analysis of measurement uncertainties. A comparative study with measurement obtained at LNE (Laboratoire National de Métrologie et d'Essais, French laboratory of metrology) was performed, using a range of materials with widely different radiative properties. An analysis of discrepancies and their possible causes is presented