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Laboratoire plasma et conversion d'énergie

From the study of the physical mechanisms of energy conversion to the systems that implement them, the research conducted at Laplace is at the heart of the concerns of the energy transition.

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Vue interne du miroir dit "de front" d'une cellule de White multipassage où est matérialisé un faisceau infrarouge (IR), par des spots laser visible (laser hélium-néon rouge). Ici, 84 passage du faisceau IR dans le plasma. Cette cellule multipassage, dite de "White", est associée à un réacteur plasma et avec un spectromètre FTIR, ils composent la plateforme d'analyse FTIR des plasmas. Cette plateforme permet de déterminer le type d'espèces moléculaires créées suite à la dissociation des…

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Vue interne du miroir dit "de front" d'une cellule de White multipassage où est matérialisé un faisceau infrarouge
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Opérateur en action sur l'ordinateur de gestion du réacteur plasma de la plateforme d'analyse FTIR des plasmas. Il règle notamment les paramètres de puissance microonde injectée dans le réacteur, la pression totale, le débit des gaz précurseurs, la durée. Cette plateforme est composée d'un réacteur plasma associé à une cellule multipassage, dite de "White" vue ici de côté, et d'un spectromètre FTIR. Elle permet de déterminer le type d'espèces moléculaires créées suite à la dissociation des…

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Opérateur sur l'ordinateur de gestion du réacteur plasma de la plateforme d'analyse FTIR des plasmas
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Réacteur (au centre) et les deux bras de la cellule multipassage, dite de "White", de part et d'autre du réacteur. Ces appareils font partie de la plateforme d'analyse FTIR des plasmas. Cette plateforme est composée d'un réacteur plasma associé à une cellule de "White", et d'un spectromètre FTIR. Elle permet de déterminer le type d'espèces moléculaires créées suite à la dissociation des molécules complexes (notamment de types organométalliques, organosiliciées, hydrocarbonées) injectées dans le…

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Réacteur et les deux bras de la cellule de "White" au sein de la plateforme d'analyse FTIR des plasmas
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Réacteur (au centre) et les deux bras de la cellule multipassage, dite de "white", de part et d'autre du réacteur. Ces appareils font partie de la plateforme d'analyse FTIR des plasmas. Cette plateforme est composée d'un réacteur plasma associé à une cellule de "White", et d'un spectromètre FTIR. Elle permet de déterminer le type d'espèces moléculaires créées suite à la dissociation des molécules complexes (notamment de types organométalliques, organosiliciées, hydrocarbonées) injectées dans le…

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Réacteur et les deux bras de la cellule de "White" au sein de la plateforme d'analyse FTIR des plasmas
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Rapport de deux spectres infrarouges (IR), à l'écran, pris successivement afin de vérifier si la cellule de white et le réacteur de la plateforme d'analyse FTIR des plasmas, sont revenus à leur conditions initiales : même valeur de vide, pas de pollution des miroirs ou des hublots... La plateforme est composée d'un réacteur plasma associé à une cellule de "White" et d'un spectromètre FTIR. Elle permet de déterminer le type d'espèces moléculaires créées suite à la dissociation des molécules…

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Rapport de deux spectres IR afin de vérifier le retour aux conditions initiales du réacteur et de la cellule de White
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Réglage des paramètres de chacune des étapes successives de dépôts et/ ou traitements du substrat d'un réacteur plasma microonde (2,45 GHz). Les sources utilisées sont des "applicateurs" ou "antennes" microondes dipolaires disposés en matrice (ici au nombre de 12). Ce type de dispositif fonctionne sur le principe de la résonance cyclotronique électronique, qui combine l'action d'un rayonnement électromagnétique à 2,45 GHz et celle d'un champs magnétique statique produit par des aimants en…

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Réglage des paramètres des étapes successives de dépôts et/ ou traitements du substrat d'un réacteur plasma microonde
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Station de tests sous pointes, haute tension, haute température et vide secondaire. Elle permet de réaliser des mesures diélectriques sur des échantillons de matériaux isolants ou de composants à semiconducteur passivés, utilisés dans la conversion d’énergie. Ces mesures ont pour objectif d'optimiser la tenue à haute tension des matériaux par l’étude des caractéristiques électriques et optiques jusqu’à la tension de rupture.

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Station de tests sous pointes, haute tension, haute température et vide secondaire
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Station de tests sous pointes, haute tension, haute température et vide secondaire. Elle permet de réaliser des mesures diélectriques sur des échantillons de matériaux isolants ou de composants à semiconducteur passivés, utilisés dans la conversion d’énergie. Ces mesures ont pour objectif d'optimiser la tenue à haute tension des matériaux, par l’étude des caractéristiques électriques et optiques jusqu’à la tension de rupture.

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Station de tests sous pointes, haute tension, haute température et vide secondaire
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Préparation d'un test sous pointes dans l'obscurité, en vue de l'observation de phénomènes luminescents sous fort champ électrique. Cette station de tests sous pointes, haute tension, haute température et vide secondaire permet de réaliser des mesures diélectriques, sur des échantillons de matériaux isolants ou de composants à semiconducteur passivés, utilisés dans la conversion d’énergie.

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Préparation d'un test sous pointes dans l'obscurité pour observer des phénomènes luminescents
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Vérification d'alignement des micropositionneurs avant un test électrique. Ce dispositif est une station de tests sous pointes, haute tension, haute température et vide secondaire, qui permet de réaliser des mesures diélectriques, sur des échantillons de matériaux isolants ou de composants à semiconducteur passivés, utilisés dans la conversion d’énergie.

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Vérification d'alignement des micropositionneurs avant un test électrique
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Placement des pointes de test au niveau d'un composant à semiconducteur qui va être testé. Ce dispositif est une station de tests sous pointes, haute tension, haute température et vide secondaire, qui permet de réaliser des mesures diélectriques, sur des échantillons de matériaux isolants ou de composants à semiconducteur passivés utilisés dans la conversion d'énergie.

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Placement des pointes de test au niveau d'un composant à semiconducteur qui va être testé
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Choix et placement des pointes de test au niveau d'un composant à semiconducteur qui va être testé. Ce dispositif est une station de tests sous pointes, haute tension, haute température et vide secondaire, qui permet de réaliser des mesures diélectriques, sur des échantillons de matériaux isolants ou de composants à semiconducteur passivés utilisés dans la conversion d'énergie.

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Choix et placement des pointes de test au niveau d'un composant à semiconducteur qui va être testé
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Ouverture de l'enceinte de test sous vide en vue de placer de nouveaux échantillons. Ce dispositif est une station de tests sous pointes, haute tension, haute température et vide secondaire, qui permet de réaliser des mesures diélectriques, sur des échantillons de matériaux isolants ou de composants à semiconducteur passivés utilisés dans la conversion d'énergie.

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Ouverture de l'enceinte de test sous vide en vue de placer de nouveaux échantillons
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Ouverture de l'enceinte de test sous vide en vue de placer de nouveaux échantillons. Ce dispositif est une station de tests sous pointes, haute tension, haute température et vide secondaire, qui permet de réaliser des mesures diélectriques, sur des échantillons de matériaux isolants ou de composants à semiconducteur passivés utilisés dans la conversion d'énergie.

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Ouverture de l'enceinte de test sous vide en vue de placer de nouveaux échantillons
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Echantillon de substrat semiconducteur avec des composants de puissance utilisés dans la conversion d'énergie. Il sera placé dans une enceinte sous vide au sein d'une station de tests sous pointes, haute tension, haute température et vide secondaire, pour des mesures diélectriques. L'objectif est de comprendre et connaître la performance du composant sous haute tension, en fonction des paramètres de l’étude, en vue d’optimiser la technologie et le design du composant.

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Echantillon de substrat semiconducteur avec des composants de puissance utilisés dans la conversion d'énergie
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Echantillon de substrat semiconducteur avec des composants de puissance utilisés dans la conversion d'énergie. Il sera placé dans une enceinte sous vide au sein d'une station de tests sous pointes, haute tension, haute température et vide secondaire, pour des mesures diélectriques. L'objectif est de comprendre et connaître la performance du composant sous haute tension, en fonction des paramètres de l’étude, en vue d’optimiser la technologie et le design du composant.

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Echantillon de substrat semiconducteur avec des composants de puissance utilisés dans la conversion d'énergie
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Caisson sous vide permettant l’étude de propulseurs de Hall de 300 watts. Ces propulseurs sont utilisés sur les satellites pour le maintien sur orbite, les transferts d’orbite ou comme système propulsif sur les sondes spatiales. A l'arrière-plan, à travers un hublot en quartz, l’émission lumineuse de la plume du propulseur est visible. Sur l'écran, des instabilités basse fréquence appelés rotating spokes sont visualisées par une caméra rapide (à droite) selon deux angles de vue (face au…

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Caisson sous vide permettant l’étude de propulseurs de Hall de 300 watts
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Caisson sous vide permettant l’étude de propulseurs de Hall de 300 watts. Ces propulseurs sont utilisés sur les satellites pour le maintien sur orbite, les transferts d’orbite ou comme système propulsif sur les sondes spatiales. A l'arrière-plan, à travers un hublot en quartz, l’émission lumineuse de la plume du propulseur est visible. Au premier plan, des instabilités basse fréquence appelés rotating spokes sont visualisées par caméra rapide selon deux angles de vue (face au propulseur et de…

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Caisson sous vide permettant l’étude de propulseurs de Hall de 300 watts
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Intérieur d’un caisson sous vide dans lequel se trouve un propulseur de Hall de 300 watts. Ces propulseurs sont utilisés sur les satellites pour le maintien sur orbite, les transferts d’orbite ou comme système propulsif sur les sondes spatiales. Une émission lumineuse intense est visible à l’intérieur du canal concentrique (région de forte ionisation du gaz xénon) ainsi que la lueur plus faible de la plume (plasma dans lequel les ions atteignent des vitesses de quelques dizaines de km/s et…

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Intérieur d’un caisson sous vide dans lequel se trouve un propulseur de Hall de 300 watts
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Plume d’un propulseur de Hall bi-étage baptisé ID-Hall (Inductive Discharge Hall Thruster). La plume est le plasma dans lequel les ions atteignent des vitesses de quelques dizaines de km/s et assurent la poussée du propulseur. L’objectif d’un propulseur bi-étage est de pouvoir ioniser en partie le gaz (ou ergol) par une source additionnelle, ici une source inductive. Il sera ainsi possible de faire fonctionner le propulseur de Hall avec des gaz plus difficiles à ioniser mais plus légers et…

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Plume d’un propulseur de Hall bi-étage baptisé ID-Hall
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Moyen d'essai pour la caractérisation d'un propulseur de Hall bi-étage baptisé ID-Hall (Inductive Discharge Hall Thruster). L’objectif d’un propulseur bi-étage est de pouvoir ioniser en partie le gaz (ou ergol) par une source additionnelle, ici une source inductive. Il sera ainsi possible de faire fonctionner le propulseur de Hall avec des gaz plus difficiles à ioniser mais plus légers et moins couteux que le xénon, par exemple le krypton ou l’argon. Ici, le but est de caractériser les…

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Moyen d'essai pour la caractérisation d'un propulseur de Hall bi-étage baptisé ID-Hall
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Moyen d'essai pour la caractérisation d'un propulseur de Hall bi-étage baptisé ID-Hall (Inductive Discharge Hall Thruster). L’objectif d’un propulseur bi-étage est de pouvoir ioniser en partie le gaz (ou ergol) par une source additionnelle, ici une source inductive. Il sera ainsi possible de faire fonctionner le propulseur de Hall avec des gaz plus difficiles à ioniser mais plus légers et moins couteux que le xénon, par exemple le krypton ou l’argon. Ici, le but est de caractériser les…

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Moyen d'essai pour la caractérisation d'un propulseur de Hall bi-étage baptisé ID-Hall
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Moyen d'essai pour la caractérisation d'un propulseur de Hall bi-étage baptisé ID-Hall (Inductive Discharge Hall Thruster). L’objectif d’un propulseur bi-étage est de pouvoir ioniser en partie le gaz (ou ergol) par une source additionnelle, ici une source inductive. Il sera ainsi possible de faire fonctionner le propulseur de Hall avec des gaz plus difficiles à ioniser mais plus légers et moins couteux que le xénon, par exemple le krypton ou l’argon. Ici, le but est de caractériser les…

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Moyen d'essai pour la caractérisation d'un propulseur de Hall bi-étage baptisé ID-Hall
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Propulseur de Hall bi-étage ID-Hall en fonctionnement. L’objectif d’un propulseur bi-étage est de pouvoir ioniser en partie le gaz (ou ergol) par une source additionnelle, ici une source inductive. Il sera ainsi possible de faire fonctionner le propulseur de Hall avec des gaz plus difficiles à ioniser mais plus légers et moins couteux que le xénon, par exemple le krypton ou l’argon. Les propulseurs de Hall sont utilisés sur les satellites pour le maintien sur orbite, les transferts d’orbite ou…

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Propulseur de Hall bi-étage ID-Hall en fonctionnement
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Electrode de mesure d'un système de détection de distribution de charge basé sur la méthode électroacoustique pulsée (PEA). Ce système appelé MATSPACE est un dispositif d'irradiation électronique pour l'étude de l'effet de l'implantation d'électrons sur les propriétés électriques des matériaux diélectriques. L'objectif est l'étude du vieillissement des diélectriques à usage spatial et/ou du domaine du génie électrique soumis à un environnement radiatif.

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Electrode de mesure d'un système de détection de distribution de charge basé sur la méthode PEA
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Electrode de mesure d'un système de détection de distribution de charge (en arrière-plan) basé sur la méthode électroacoustique pulsée (PEA). Ce système appelé MATSPACE est un dispositif d'irradiation électronique pour l'étude de l'effet de l'implantation d'électrons sur les propriétés électriques des matériaux diélectriques. L'objectif est l'étude du vieillissement des diélectriques à usage spatial et/ou du domaine du génie électrique soumis à un environnement radiatif.

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Electrode de mesure d'un système de détection de distribution de charge basé sur la méthode PEA
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Porte échantillon dans un système de détection de distribution de charge basé sur la méthode électroacoustique pulsée (PEA). Il est équipé de divers dispositifs de caractérisation pour l'étude des diélectriques irradiés. Ce système appelé MATSPÄCE est un dispositif d'irradiation électronique pour l'étude de l'effet de l'implantation d'électrons sur les propriétés électriques des matériaux diélectriques. L'objectif est l'étude du vieillissement des diélectriques à usage spatial et/ou du domaine…

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Porte échantillon dans un système de détection de distribution de charge basé sur la méthode PEA
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Fermeture de l'enceinte d'irradiation MATSPACE, un système de détection de distribution de charge basé sur la méthode électroacoustique pulsée (PEA). Il s'agit d'un dispositif d'irradiation électronique pour l'étude de l'effet de l'implantation d'électrons sur les propriétés électriques des matériaux diélectriques. L'objectif est l'étude du vieillissement des diélectriques à usage spatial et/ou du domaine du génie électrique soumis à un environnement radiatif.

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Fermeture de l'enceinte d'irradiation MATSPACE

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