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Electrical engineering and plasma at Laplace

The Laplace laboratory is a stronghold of research in electrical engineering and plasma in France. The research conducted there is at the heart of the concerns of the energy transition.

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Mesures d'impédance sur des batteries automobile (plomb-acide) de récupération

Mesures d'impédance sur des batteries automobile (plomb-acide) de récupération. L'objectif est de permettre un diagnostic rapide et fiable des batteries sur site, par exemple chez un fournisseur dans un village. Ceci, afin de pouvoir leur donner une seconde vie pour du stockage électrique, dans une installation d’électrification rurale à base de sources primaires renouvelables. Cet usage répond aux enjeux de l'innovation frugale : local et frugal pour diminuer l'empreinte écologique, mais aussi…

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Mesures d'impédance sur des batteries automobile (plomb-acide) de récupération
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Connexions pour des mesures d'impédance sur des batteries automobile (plomb-acide) de récupération

Connexions pour des mesures d'impédance sur des batteries automobile (plomb-acide) de récupération. L'objectif est de permettre un diagnostic rapide et fiable des batteries sur site, par exemple chez un fournisseur dans un village. Ceci, afin de pouvoir leur donner une seconde vie pour du stockage électrique, dans une installation d’électrification rurale à base de sources primaires renouvelables. Cet usage répond aux enjeux de l'innovation frugale : local et frugal pour diminuer l'empreinte…

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Connexions pour des mesures d'impédance sur des batteries automobile (plomb-acide) de récupération
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Mesures d'impédance sur des batteries automobile (plomb-acide) de récupération

Mesures d'impédance sur des batteries automobile (plomb-acide) de récupération. L'objectif est de permettre un diagnostic rapide et fiable des batteries sur site, par exemple chez un fournisseur dans un village. Ceci, afin de pouvoir leur donner une seconde vie pour du stockage électrique, dans une installation d’électrification rurale à base de sources primaires renouvelables. Cet usage répond aux enjeux de l'innovation frugale : local et frugal pour diminuer l'empreinte écologique, mais aussi…

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Mesures d'impédance sur des batteries automobile (plomb-acide) de récupération
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Circuit d'une alimentation d'ordinateur PC recyclée, destinée à charger une batterie automobile

Circuit d'une alimentation d'ordinateur PC recyclée, destinée à charger une batterie automobile (plomb-acide) de récupération, à partir de panneaux solaires. L'objectif est de permettre la création locale et frugale de systèmes d’électrification rurale à base de sources primaires renouvelables. Cet usage répond aux enjeux de l'innovation frugale pour diminuer l'empreinte écologique, mais est aussi peu coûteux pour permettre l'accès à des populations défavorisées et servir ainsi de vecteur de…

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Circuit d'une alimentation d'ordinateur PC recyclée, destinée à charger une batterie automobile
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Mise au point d’une loi de commande par allocation pour un convertisseur modulaire multiniveaux

Mise au point d’une loi de commande par allocation pour un convertisseur modulaire multiniveaux (MMC : Modular Multilevel Converter) et vérification des formes d'ondes électriques. La montée en puissance des convertisseurs induit un plus grand nombre de cellules organisées en série et/ou en parallèle, d’où une augmentation du nombre d’interrupteurs ce qui ouvre la voie à l’optimisation.

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Mise au point d’une loi de commande par allocation pour un convertisseur modulaire multiniveaux
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Mise au point d’une loi de commande par allocation pour un convertisseur modulaire multiniveaux

Mise au point d’une loi de commande par allocation pour un convertisseur modulaire multiniveaux (MMC : Modular Multilevel Converter) et vérification des signaux de commande. L'objectif est d’évaluer une solution de commande câblée par carte FPGA (réseau de fonctions logiques programmables), afin d’améliorer la réactivité du contrôle par rapport aux solutions traditionnellement programmées (par microprocesseur).

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Mise au point d’une loi de commande par allocation pour un convertisseur modulaire multiniveaux
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Mise au point d’une loi de commande par allocation pour un convertisseur modulaire multiniveaux

Mise au point d’une loi de commande par allocation, pour un convertisseur modulaire multiniveaux (MMC : Modular Multilevel Converter) et synchronisation des signaux de commande. L’objectif est d’agir de façon synchrone sur les cellules de commutation afin de réduire les aléas de fonctionnement.

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Mise au point d’une loi de commande par allocation pour un convertisseur modulaire multiniveaux
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Composants de la carte de commande FPGA utilisés pour la mise au point d’une loi de commande par allocation

Composants de la carte de commande FPGA (réseau de fonctions logiques programmables), utilisés pour la mise au point d’une loi de commande par allocation d'un convertisseur modulaire multiniveaux (MMC : Modular Multilevel Converter). L'objectif est d’améliorer la réactivité de la commande, afin de prendre en compte un plus grand nombre d’interrupteurs.

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Composants de la carte de commande FPGA utilisés pour la mise au point d’une loi de commande par allocation
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Condensateurs et inductances de bras sur une maquette d'un convertisseur modulaire multiniveaux

Condensateurs et inductances de bras sur une maquette d'un convertisseur modulaire multiniveaux (MMC : Modular Multilevel Converter). Ce convertisseur de 18 cellules permet l’évaluation des performances de la loi de commande par allocation implantée sur un FPGA (réseau de fonctions logiques programmables).

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Condensateurs et inductances de bras sur une maquette d'un convertisseur modulaire multiniveaux
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Capteur de position sur l'arbre de sortie d'une machine synchro-réluctante assistée d'aimants permanents

Capteur de position sur l'arbre de sortie d'une machine synchro-réluctante assistée d'aimants permanents. L'objectif est de mettre au point une loi de commande sans capteur de position et cette mesure permet de valider la solution retenue. La machine synchro-réluctante, assistée d'aimants permanents fonctionnant sans capteur de position, constitue une solution pour réduire le coût des machines sans altérer les performances. L'objectif ici est de concevoir une machine avec des paramètres…

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Capteur de position sur l'arbre de sortie d'une machine synchro-réluctante assistée d'aimants permanents
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Machine synchro-réluctante assistée d'aimants permanents fonctionnant sans capteur de position

Machine synchro-réluctante assistée d'aimants permanents fonctionnant sans capteur de position. Elle constitue une solution pour réduire le coût des machines sans altérer les performances. L'objectif ici est de concevoir une machine avec des paramètres facilitant la reconstruction logicielle de la position.

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Machine synchro-réluctante assistée d'aimants permanents fonctionnant sans capteur de position
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Réglage des paramètres de la charge d'un démonstrateur de propulsion navale innovante

Réglage des paramètres de la charge d'un démonstrateur de propulsion navale innovante à commande évoluée. Il s’agit d’une Machine asynchrone à double alimentation (MADA) de 30 kW, à rotor bobiné, de haute tension, refroidie par eau, qui entraîne une charge type "hélice de bateau". Elle est alimentée par deux onduleurs identiques, au stator et au rotor. La commande évoluée de ce propulseur doit garantir les performances statiques et dynamiques en accord avec les spécifications navales.

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Réglage des paramètres de la charge d'un démonstrateur de propulsion navale innovante
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Mise en service d'un démonstrateur de propulsion navale propre

Mise en service d'un démonstrateur de propulsion navale propre (clean ship, clean sea) et innovante, à commande évoluée, constitué d’une Machine asynchrone à double alimentation (MADA) de 30 kW avec rapport de puissance stator/rotor unitaire et d’une "hélice virtuelle". L'objectif est de développer un double contrôle vectoriel garantissant la fiabilité opérationnelle et le rendement énergétique le meilleur possible de ce propulseur naval.

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Mise en service d'un démonstrateur de propulsion navale propre
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Test de la commande numérique temps réel d'un démonstrateur de propulsion navale propre

Test de la commande numérique temps réel, sur un microcontrôleur (commande algorithmique) et un circuit FPGA (commande rapprochée), d'un démonstrateur de propulsion navale propre, pour les différents points de fonctionnement du plan couple-vitesse selon les spécifications navales. Ce démonstrateur de propulsion navale innovante à commande évoluée est une Machine asynchrone à double alimentation (MADA) de 30 kW à rotor bobiné, de haute tension, refroidie par eau, alimentée au stator et au rotor,…

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Test de la commande numérique temps réel d'un démonstrateur de propulsion navale propre
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Démonstrateur de propulseur naval propre conçu avec une machine sans aimant permanent

Démonstrateur de propulseur naval propre conçu avec une machine sans aimant permanent. Il s’agit d’une Machine asynchrone à double alimentation (MADA) de 30 kW, à rotor bobiné, de haute tension et refroidie par eau. Cette MADA entraîne une hélice virtuelle simulée. L'objectif est d’assurer un excellent comportement statique et dynamique de ce système de propulsion innovant. Avec une répartition de puissance identique entre le stator et le rotor, cette machine unique et une double commande…

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Démonstrateur de propulseur naval propre conçu avec une machine sans aimant permanent
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Paramétrage de la commande d'un banc de caractérisation électrique de composants à grand gap

Paramétrage de la commande d'un banc de caractérisation électrique de composants à grand gap (WBG), en régime extrême de fonctionnement et circuit intégré de commande rapprochée (gate-driver) associé. L'objectif est d'étudier la robustesse en court-circuit de composants de puissance au carbure de silicium SiC (1200 V – 1700 V / 90 A) et au nitrure de gallium GaN (650 V / 50 A).

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Paramétrage de la commande d'un banc de caractérisation électrique de composants à grand gap
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Connexion à un banc de caractérisation électrique d'une carte test "plug and play"

Connexion à un banc de caractérisation électrique d'une carte test "plug and play" comprenant un composant de puissance et sa commande rapprochée. Ce banc permet de caractériser électriquement des composants à grand gap (WBG), en régime extrême de fonctionnement et circuit intégré de commande rapprochée (gate-driver) associé. L'objectif est d'étudier la robustesse en court-circuit de composants de puissance au carbure de silicium SiC (1200 V – 1700 V / 90 A) et au nitrure de gallium GaN (650 V…

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Connexion à un banc de caractérisation électrique d'une carte test "plug and play"
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Connexion à un banc de caractérisation électrique d'une carte test "plug and play"

Connexion à un banc de caractérisation électrique d'une carte test "plug and play" comprenant un composant de puissance et sa commande rapprochée. Ce banc permet de caractériser électriquement des composants à grand gap (WBG), en régime extrême de fonctionnement et circuit intégré de commande rapprochée (gate-driver) associé. L'objectif est d'étudier la robustesse en court-circuit de composants de puissance au carbure de silicium SiC (1200 V – 1700 V / 90 A) et au nitrure de gallium GaN (650 V…

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Connexion à un banc de caractérisation électrique d'une carte test "plug and play"
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Positionnement des sondes de mesure sur une carte test connectée à un banc de caractérisation

Positionnement des sondes de mesure sur une carte test "plug and play" connectée à un banc de caractérisation électrique et vérification avant la phase expérimentale. Elle comprend un composant de puissance et sa commande rapprochée. Ce banc permet de caractériser électriquement des composants à grand gap (WBG), en régime extrême de fonctionnement et circuit intégré de commande rapprochée (gate-driver) associé. L'objectif est d'étudier la robustesse en court-circuit de composants de puissance…

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Positionnement des sondes de mesure sur une carte test connectée à un banc de caractérisation
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Analyse des résultats et des formes d'ondes de la carte test connectée à un banc de caractérisation électrique

Analyse sur un oscilloscope des résultats et des formes d'ondes de la carte test "plug and play" connectée à un banc de caractérisation électrique. Ce banc permet de caractériser électriquement des composants à grand gap (WBG), en régime extrême de fonctionnement et circuit intégré de commande rapprochée (gate-driver) associé. L'objectif est d'étudier la robustesse en court-circuit de composants de puissance au carbure de silicium SiC (1200 V – 1700 V / 90 A) et au nitrure de gallium GaN (650…

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Analyse des résultats et des formes d'ondes de la carte test connectée à un banc de caractérisation électrique
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Analyse des résultats et des formes d'ondes de la carte test connectée à un banc de caractérisation électrique

Analyse sur un oscilloscope des résultats et des formes d'ondes de la carte test "plug and play" connectée à un banc de caractérisation électrique. Ce banc permet de caractériser électriquement des composants à grand gap (WBG), en régime extrême de fonctionnement et circuit intégré de commande rapprochée (gate-driver) associé. L'objectif est d'étudier la robustesse en court-circuit de composants de puissance au carbure de silicium SiC (1200 V – 1700 V / 90 A) et au nitrure de gallium GaN (650…

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Analyse des résultats et des formes d'ondes de la carte test connectée à un banc de caractérisation électrique
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Zoom sur une partie d'un banc de caractérisation électrique et la carte test équipée de ses sondes de mesure

Zoom sur une partie d'un banc de caractérisation électrique et la carte test "plug and play" équipée de ses sondes de mesure. Cette carte comprend un composant de puissance et sa commande rapprochée. Ce banc permet de caractériser électriquement des composants à grand gap (WBG), en régime extrême de fonctionnement et circuit intégré de commande rapprochée (gate-driver) associé. L'objectif est d'étudier la robustesse en court-circuit de composants de puissance au carbure de silicium SiC (1200 V …

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Zoom sur une partie d'un banc de caractérisation électrique et la carte test équipée de ses sondes de mesure
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Convertisseur d'énergie électrique multicellulaire parallèle

Convertisseur d'énergie électrique multicellulaire parallèle. L'association de cellules de commutation en parallèle est un moyen assez classique d'augmenter le courant et donc la puissance disponible. Ici, l'originalité est l'utilisation d'un transformateur intercellules qui permet de coupler magnétiquement ces cellules. Grâce à ce couplage, les ondulations de courant et les pertes sont plus faibles, et le rendement est plus élevé. Ces dispositifs sont particulièrement bien adaptés pour les…

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Convertisseur d'énergie électrique multicellulaire parallèle
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Prototype de transformateur intercellules et outils de calcul des champs et des routines d'optimisation

Des outils de calcul des champs et des routines d'optimisation (à l'écran) permettent de prévoir les performances d'un transformateur intercellules . Ils permettent aussi d'identifier les matériaux, les formes et les dimensions qui optimisent son volume, sa masse, ses pertes ou de choisir le compromis entre plusieurs de ces critères. Mais la physique correspondante est complexe et ne peut être que partiellement décrite dans les modèles ; la validation expérimentale sur prototype à l'échelle 1 …

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Prototype de transformateur intercellules et outils de calcul des champs et des routines d'optimisation
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Prototype de transformateur intercellules à 6 phases

Prototype de transformateur intercellules à 6 phases. La géométrie "monolithique rectangulaire" permet de mutualiser les flux des différentes bobines. En particulier, en utilisant la permutation de phases brevetée par l'équipe CS du laboratoire Laplace, le flux principal de chaque bobine devient le flux de retour de ses deux voisines, ce qui permet de réduire quasiment d'un facteur 2 la quantité de matériau magnétique utilisé. Indirectement cela permet aussi de réduire la longueur des…

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Prototype de transformateur intercellules à 6 phases
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Circuit de commande rapprochée des cellules d'un convertisseur d'énergie électrique multicellulaire parallèle

Circuit de commande rapprochée (gate-driver) des différentes cellules d'un convertisseur d'énergie électrique multicellulaire parallèle. La juxtaposition de ces circuits de commande rapprochée illustre le caractère modulaire de ces structures de conversion. L'augmentation de puissance est obtenue en associant un nombre plus élevé de structures simples, identiques, qui peuvent être construites en série et bénéficier de ce fait d'une fiabilité accrue. En décalant légèrement dans le temps ces…

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Circuit de commande rapprochée des cellules d'un convertisseur d'énergie électrique multicellulaire parallèle
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Structures permettant de concevoir des enroulements de cuivre utilisés ensuite dans un moteur à flux axial

Structures permettant de concevoir des enroulements de cuivre, qui seront ensuite utilisés dans un moteur à flux axial sans fer réalisé par impression 3D. Ce moteur est plus léger, compact et facile à réaliser. Il est particulièrement adapté aux petits systèmes volants tels que les drones.

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Structures permettant de concevoir des enroulements de cuivre utilisés ensuite dans un moteur à flux axial
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Mesure de la topologie du champ magnétique généré dans le canal d'un propulseur plasma

Mesure de la topologie du champ magnétique généré dans le canal d'un propulseur plasma utilisé sur des microsatellites. Le design de ce propulseur a été optimisé, permettant de créer un effet de bouclier magnétique aux bombardements d’ions (durée de vie liée au volume de gaz embarqué), tout en gardant d’excellentes performances de poussée.

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Mesure de la topologie du champ magnétique généré dans le canal d'un propulseur plasma
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Mesure de la topologie du champ magnétique généré dans le canal d'un propulseur plasma

Mesure de la topologie du champ magnétique généré dans le canal d'un propulseur plasma utilisé sur des microsatellites. Le design de ce propulseur a été optimisé, permettant de créer un effet de bouclier magnétique aux bombardements d’ions (durée de vie liée au volume de gaz embarqué), tout en gardant d’excellentes performances de poussée.

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Mesure de la topologie du champ magnétique généré dans le canal d'un propulseur plasma
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Propulseur plasma utilisé sur de petits satellites

Propulseur plasma utilisé sur de petits satellites. Il est composé de quatre bobines générant un champ magnétique de forme particulière à l’intérieur du propulseur. Le design de ce propulseur a été optimisé, permettant ainsi de réduire sa masse de 75% et d'allonger sa durée de vie à 15 ans (contre 10 ans initialement).

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Propulseur plasma utilisé sur de petits satellites
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Test d'une machine électrique linéaire tubulaire

Test d'une machine électrique linéaire tubulaire. La répartition tubulaire originale des conducteurs électriques de cette machine est pensée pour maximiser la force maximale générée. Cette machine peut être utilisée pour tout type d’application nécessitant un actionnement linéaire : électrovannes, système d’ouverture de volets d’avion, etc.

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Test d'une machine électrique linéaire tubulaire
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Machine électrique à flux axial sans fer réalisée par impression 3D

Machine électrique à flux axial sans fer réalisée par impression 3D. Le stator, visible au centre, est composé d’enroulements de cuivre. Ces derniers vont interagir avec les aimants du rotor, visibles à droite, pour générer le couple moteur. Ce moteur est plus léger, compact et facile à réaliser. Il est particulièrement adapté aux petits systèmes volants tels que les drones.

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Machine électrique à flux axial sans fer réalisée par impression 3D
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Design optimisé d'une machine électrique dédiée à la motorisation d’un véhicule électrique

Design optimisé d'une machine électrique dédiée à la motorisation d’un véhicule électrique. Le rotor de cette machine (à droite) est uniquement composé d'acier, ce qui la rend plus robuste que les autres typologies de machine. L'optimisation de forme menée sur ce rotor a permis de grandement réduire les vibrations parasites engendrées par la rotation.

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Design optimisé d'une machine électrique dédiée à la motorisation d’un véhicule électrique
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Contrôle de connectiques et de facteurs d’échelles, entre un superviseur réseau et un émulateur de turbine à gaz

Contrôle de connectiques et de facteurs d’échelles, entre un superviseur réseau et un émulateur de turbine à gaz, sur un microréseau d'investigation en configuration courant alternatif (AC). Cette version AC, ou configuration aéronautique, est utilisée pour une application embarquée. La plateforme d’investigation "Microréseaux" permet de façon versatile, mais performante, de tester différents systèmes énergétiques équipés de sources renouvelables ou conventionnelles, ainsi que de stockeurs et…

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Contrôle de connectiques et de facteurs d’échelles, entre un superviseur réseau et un émulateur de turbine à gaz
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Contrôle de connectiques entre une batterie et le bus de courant continu du banc de caractérisation

Contrôle de connectiques entre une batterie située à l’intérieur d'une enceinte climatique et le bus de courant continu (DC) du banc de caractérisation de batteries. L’objectif est de caractériser les batteries, afin d’en définir un modèle le mieux abouti en relation avec une application réelle.

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Contrôle de connectiques entre une batterie et le bus de courant continu du banc de caractérisation
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Antenne d'émission et sonde de réception dans une cavité à retournement temporel microonde

Antenne conique d'émission et sonde monopolaire de réception à l'intérieur d'une cavité à retournement temporel microonde. Cette cavité est en cuivre et c'est une version de laboratoire agrandie et simplifiée d'une chambre de combustion. L’antenne conique émet un signal microonde de puissance qui va se réfléchir de multiples fois sur les parois de la cavité, pour finalement se focaliser à un instant donné sur la sonde monopolaire. L’intensité du champ liée à la focalisation spatiale et…

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Antenne d'émission et sonde de réception dans une cavité à retournement temporel microonde
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Intérieur d'une cavité à retournement temporel microonde

Intérieur d'une cavité à retournement temporel microonde. Elle est en cuivre et c'est une version de laboratoire agrandie et simplifiée d'une chambre de combustion. Une antenne conique émet un signal microonde de puissance qui va se réfléchir de multiples fois sur les parois de la cavité, pour finalement se focaliser à un instant donné sur une sonde monopolaire. L’intensité du champ liée à la focalisation spatiale et temporelle permet d’allumer un plasma, qui lui-même est capable d’allumer un…

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Intérieur d'une cavité à retournement temporel microonde
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Réglage du signal électromagnétique émis dans une cavité à retournement temporel microonde

Réglage du signal électromagnétique émis dans une cavité à retournement temporel microonde. Les scientifiques vérifient sur l’écran que celui-ci se focalise correctement à l’endroit et à l’instant voulus dans la cavité. Cette onde électromagnétique hyperfréquence est focalisée par retournement temporel. L'objectif est d'allumer un moteur aéronautique par retournement temporel microonde.

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Réglage du signal électromagnétique émis dans une cavité à retournement temporel microonde
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Alimentation d'une cavité conique pour visualiser l'énergie électromagnétique par échauffement

Alimentation d'une cavité conique pour visualiser l'énergie électromagnétique dans cette cavité par échauffement. L’injection de puissance microonde par le câble coaxial bleu conduit à un échauffement de la paroi en cuivre de la cavité conique, dont la répartition spatiale, captée par caméra infrarouge, renseigne sur la configuration interne des ondes. Selon un travail publié par la NASA en 2016, une telle cavité ainsi alimentée devrait être le siège d’une force infime, qui contredirait les…

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Alimentation d'une cavité conique pour visualiser l'énergie électromagnétique par échauffement
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Cavité conique en cuivre où les ondes électromagnétiques sinusoïdales résonnent

Cavité conique en cuivre, dans laquelle les ondes électromagnétiques sinusoïdales, injectées via le câble bleu, résonnent à des fréquences spécifiques. Ces dernières peuvent être ajustées en enfonçant ou rétractant les vis de réglage. La résonance se manifeste en particulier par une forte intensité du champ électromagnétique dans la cavité et elle est associée à l’exaltation d’une force hypothétique. La mesure de cette hypothétique force, par un banc dédié très sensible, permettra de confirmer…

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Cavité conique en cuivre où les ondes électromagnétiques sinusoïdales résonnent
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Remplissage d'un réacteur avec de l'eau (au 2nd plan) dans lequel sera généré un plasma par arc électrique

Remplissage d'un réacteur avec de l'eau (au 2nd plan) et ajustement des électrodes (au 1er plan). L'objectif de cette expérience est de caractériser le comportement et les propriétés d'un plasma, généré par un arc électrique dans de l'eau, afin d’étudier les mécanismes de transfert d’énergie. Il existe de nombreuses applications aux décharges électriques dans l’eau, telles que l’électro-hydroformage. Cela consiste à utiliser l’onde mécanique générée par l’arc pour déformer des objets en les…

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Remplissage d'un réacteur avec de l'eau (au 2nd plan) dans lequel sera généré un plasma par arc électrique
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Verrouillage d'un réacteur rempli d'eau dans lequel sera généré un arc électrique

Verrouillage d'un réacteur rempli d'eau dans lequel sera généré un arc électrique. L'objectif de cette expérience est de caractériser le comportement et les propriétés d'un plasma, généré par un arc électrique dans de l'eau, afin d’étudier les mécanismes de transfert d’énergie. Il existe de nombreuses applications aux décharges électriques dans l’eau, telles que l’électro-hydroformage. Cela consiste à utiliser l’onde mécanique générée par l’arc pour déformer des objets en les propulsant sur…

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Verrouillage d'un réacteur rempli d'eau dans lequel sera généré un arc électrique
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Alignement laser de la position des électrodes et du système optique, pour de la spectroscopie

Alignement laser de la position des électrodes et du système optique pour des acquisitions de spectroscopie. Les électrodes sont immergées dans l’eau d'un réacteur où sera généré un plasma par arc électrique. Le système optique capte la lumière à l’extérieur du réacteur et va permettre d’obtenir des grandeurs comme la densité électronique du plasma. L'objectif de cette expérience est de caractériser le comportement et les propriétés d'un plasma généré par arc électrique dans de l'eau, afin d…

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Alignement laser de la position des électrodes et du système optique, pour de la spectroscopie
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Positionnement d'une caméra rapide au second plan et vérification de l'image obtenue sur ordinateur

Positionnement d'une caméra rapide (jusqu'à 1 million d'images par seconde) au second plan et vérification de l'image obtenue sur ordinateur. Ce dispositif fait partie d'une expérience de caractérisation du comportement et des propriétés d'un plasma, généré par arc électrique dans de l'eau, afin d’étudier les mécanismes de transfert d’énergie. Il existe de nombreuses applications aux décharges électriques dans l’eau, telles que l’électro-hydroformage. Cela consiste à utiliser l’onde mécanique …

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Positionnement d'une caméra rapide au second plan et vérification de l'image obtenue sur ordinateur
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Dispositif d'étude d'un arc électrique dans un système de coupure de courant basse tension

Dispositif d'étude d'un arc électrique dans un système de coupure de courant basse tension. A droite, amorçage du système masse ressort, pour l'ouverture du contact mobile situé au bout de la barre métallique. A gauche, la bobine en configuration de Helmholtz, à l'intérieur de laquelle est situé un réacteur (non visible ici) dans lequel est généré l'arc électrique. L'objectif de cette expérience est de caractériser le déplacement d'un arc de coupure sous l'influence de multiples paramètres, tel…

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Dispositif d'étude d'un arc électrique dans un système de coupure de courant basse tension
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Dispositif d'étude d'un arc électrique dans un système de coupure de courant basse tension

Dispositif d'étude d'un arc électrique dans un système de coupure de courant basse tension. Zoom sur le réacteur placé à l’intérieur des bobines de Helmholtz et visualisation d’un contact rotatif entre deux rails. L'objectif de cette expérience est de caractériser le déplacement d'un arc de coupure sous l'influence de multiples paramètres, tel qu'un champ magnétique extérieur ou une géométrie particulière.

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Dispositif d'étude d'un arc électrique dans un système de coupure de courant basse tension
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Dispositif d'étude d'un arc électrique dans un système de coupure de courant basse tension

Dispositif d'étude d'un arc électrique dans un système de coupure de courant basse tension. Zoom sur des résistances de puissance qui régulent le courant de charge du banc capacitif, ainsi que sur le pont de diode qui permet de charger le banc en courant continu. Il s’agit d’éléments constitutifs de l’alimentation servant à générer l’arc dans le réacteur.

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Dispositif d'étude d'un arc électrique dans un système de coupure de courant basse tension
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Dispositif d'étude d'un arc électrique dans un système de coupure de courant basse tension

Dispositif d'étude d'un arc électrique dans un système de coupure de courant basse tension. Zoom sur le banc de capacités. Les capacités stockent l’énergie qui va être libérée dans le réacteur et le plasma de manière impulsionnelle (t <10ms). Il s’agit d’élément constitutifs de l’alimentation servant à générer un arc électrique dans le réacteur. L'objectif de cette expérience est de caractériser le déplacement d'un arc de coupure sous l'influence de multiples paramètres, tel qu'un champ…

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Dispositif d'étude d'un arc électrique dans un système de coupure de courant basse tension
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Réglage des paramètres d'assemblage d'un composant dans le système d'assemblage ZEVAC ONYX 21

Réglage des paramètres d'assemblage d'un composant positionné sur l'unité de chargement du système d'assemblage ZEVAC ONYX 21. Ce système permet d'assembler ou retirer des composants électroniques présentant des broches sur leur surface inférieure (flip chip).

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Réglage des paramètres d'assemblage d'un composant dans le système d'assemblage ZEVAC ONYX 21
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Puce électronique maintenue par aspiration sur l'unité de chargement du système ZEVAC ONYX 21

Puce électronique maintenue par aspiration sur l'unité de chargement du système d'assemblage ZEVAC ONYX 21. Ce système permet de positionner de façon précise des composants électroniques présentant des broches sur leur surface inférieure (flip chip).

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Puce électronique maintenue par aspiration sur l'unité de chargement du système ZEVAC ONYX 21
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Puce électronique maintenue par aspiration sur l'unité de chargement du système ZEVAC ONYX 21

Puce électronique maintenue par aspiration sur l'unité de chargement du système d'assemblage ZEVAC ONYX 21. Ce système permet de positionner de façon précise des composants électroniques présentant des broches sur leur surface inférieure (flip chip).

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Puce électronique maintenue par aspiration sur l'unité de chargement du système ZEVAC ONYX 21
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Puce électronique maintenue par aspiration sur l'unité de chargement du système ZEVAC ONYX 21

Puce électronique maintenue par aspiration sur l'unité de chargement du système d'assemblage ZEVAC ONYX 21. Ce système permet de positionner de façon précise des composants électroniques présentant des broches sur leur surface inférieure (flip chip).

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Puce électronique maintenue par aspiration sur l'unité de chargement du système ZEVAC ONYX 21
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Positionnement d'une puce électronique sur une buse d'aspiration du système d'assemblage ZEVAC ONYX 21

Positionnement d'une puce électronique sur une buse d'aspiration du système d'assemblage ZEVAC ONYX 21. Ce système permet d'assembler ou retirer des composants électroniques présentant des broches sur leur surface inférieure (flip chip).

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Positionnement d'une puce électronique sur une buse d'aspiration du système d'assemblage ZEVAC ONYX 21
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Dépôt de nanopoteaux de cuivre sur un circuit imprimé en vue d'une interconnexion avec un composant

Dépôt de nanopoteaux de cuivre sur un circuit imprimé en vue d'une interconnexion avec un composant. L'objectif est de remplacer les techniques d'assemblage classiques qui limitent l'intégration 3D. Ce type de technologie permettrait d'obtenir une interconnexion électrothermique performante et fiable vis-à-vis des solutions actuelles.

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Dépôt de nanopoteaux de cuivre sur un circuit imprimé en vue d'une interconnexion avec un composant
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Nanostructure déposée sur un circuit imprimé et un échantillon identique préparé pour une caractérisation MEB

Nanostructure déposée sur un circuit imprimé (PCB) et un échantillon identique préparé en vue d’une caractérisation par microscopie électronique à balayage (MEB). Cette analyse permet de contrôler la conformité géométrique et dimensionnelle de la structure obtenue avec le prototype virtuel.

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Nanostructure déposée sur un circuit imprimé et un échantillon identique préparé pour une caractérisation MEB
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Transistor de puissance, nanostructure de cuivre et échantillon préparé pour une caractérisation MEB

Présentation d’un transistor de puissance au dessus d’une nanostructure de cuivre déposée sur un circuit imprimé (PCB). Sur la droite, un échantillon préparé en vue d’une caractérisation par microscopie électronique à balayage (MEB).

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Transistor de puissance, nanostructure de cuivre et échantillon préparé pour une caractérisation MEB
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Nanostructure de cuivre déposée sur un circuit imprimé mise en regard d’un module conventionnel

Présentation d’une nanostructure de cuivre déposée sur un circuit imprimé (PCB). Elle est mise en regard d’un module conventionnel utilisant des technologies d’interconnexion classiques (brasures, câblages filaires en aluminium).

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Nanostructure de cuivre déposée sur un circuit imprimé mise en regard d’un module conventionnel
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Réglage des paramètres d'une machine de dépôt de parylène

Réglage des paramètres d'une machine de dépôt de parylène, un polymère aux propriétés exceptionnelles. Elle permet de faire un dépôt chimique en phase vapeur (CVD - Chemical Vapor Deposition) d'un film de parylène de plusieurs microns. Ce dépôt est un isolant électrique et présente des propriétés "barrière" ( à l’oxygène, à l’humidité…).

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Réglage des paramètres d'une machine de dépôt de parylène
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Réglage des paramètres d'une machine de dépôt de parylène

Réglage des paramètres d'une machine de dépôt de parylène, un polymère aux propriétés exceptionnelles. Elle permet de faire un dépôt chimique en phase vapeur (CVD - Chemical Vapor Deposition) d'un film de parylène de plusieurs microns. Ce dépôt est un isolant électrique et présente des propriétés "barrière" ( à l’oxygène, à l’humidité…).

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Réglage des paramètres d'une machine de dépôt de parylène
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Traitement plasma de la surface d'un échantillon avant un dépôt chimique en phase vapeur

Traitement plasma de la surface d'un échantillon avant un dépôt chimique en phase vapeur (CVD - Chemical Vapor Deposition). Un film de parylène de plusieurs microns sera ensuite déposé pour isoler la surface de l’échantillon et la protéger contre l'oxydation et l'humidité.

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Traitement plasma de la surface d'un échantillon avant un dépôt chimique en phase vapeur
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Substrat de type DBC (Direct Bonded Copper) constitué de couches de cuivre / céramique / cuivre

Substrat de type DBC (Direct Bonded Copper) constitué de couches de cuivre / céramique / cuivre. Le cuivre du DBC a été gravé et un film de parylène transparent, d’une épaisseur de quelque microns, a été déposé par CVD (Chemical Vapor Deposition).

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Substrat de type DBC (Direct Bonded Copper) constitué de couches de cuivre / céramique / cuivre
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Dispositif expérimental et miroir de télescope utilisé pour de la strioscopie

Dispositif expérimental et miroir de télescope utilisé pour de la strioscopie. Cette technique permet une étude thermique des dissipateurs pour diodes électroluminescentes (LED). L'objectif est de pouvoir comparer la théorie à l'expérience en observant l'invisible : la convection thermique. Les LED sont sensibles à la chaleur et une mauvaise dissipation aura pour conséquence une baisse de l’efficacité énergétique, mais aussi et surtout un raccourcissement de la durée de vie. C’est pourquoi,…

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Dispositif expérimental et miroir de télescope utilisé pour de la strioscopie
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Mesure des grandeurs de la lumière blanche produite par couplage d'une diode laser et d'un luminophore

Mesure des grandeurs caractéristiques de la lumière blanche produite par couplage d'une diode laser et d'un luminophore. L'objectif est de remplacer les diodes électroluminescentes (LED) par des diodes laser pour augmenter le rendement du dispositif. Ce type de source de lumière pourrait servir à remplacer, entre autres, les phares des voitures pour augmenter la distance de détection des obstacles.

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Mesure des grandeurs de la lumière blanche produite par couplage d'une diode laser et d'un luminophore
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Batteries d'alimentations régulées utilisées pour effectuer un stress électrique sur des Oled

Batteries d'alimentations régulées utilisées pour effectuer un stress électrique sur des diodes électroluminescentes organiques (Oled). L'objectif est de prédire la durée de vie d'un produit technologique à partir d'un seul modèle généraliste. Cette étude constitue un tronc commun à deux objectifs. En 1er, l’étude du vieillissement des Oled, afin de comprendre en particulier les mécanismes physiques associés et, soit augmenter l’efficacité énergétique, soit augmenter leur durée de vie. En 2nd…

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Batteries d'alimentations régulées utilisées pour effectuer un stress électrique sur des Oled
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Prélèvement d'échantillons de microalgues cultivées de façon intensive en bioréacteur

Prélèvement d'échantillons de microalgues (spiruline "Arthrospira platensis") cultivées de façon intensive en bioréacteur. L'objectif est d'étudier l'impact de la quantité et de la qualité de la lumière sur la composition biochimique et la production de biomasse. Ces microalgues sont souvent utilisées comme complément alimentaire et à ce titre, ce type de culture contribue à l’objectif de développement durable n°2 "Éliminer la faim, assurer la sécurité alimentaire, améliorer la nutrition et…

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Prélèvement d'échantillons de microalgues cultivées de façon intensive en bioréacteur
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Filtrage d'une récolte de microalgues de type spiruline cultivées de façon intensive en bioréacteur

Filtrage d'une récolte de microalgues de type spiruline cultivées de façon intensive en bioréacteur. L'objectif est d'étudier l'impact de la quantité et de la qualité de la lumière sur la composition biochimique et la production de biomasse. Ces microalgues sont souvent utilisées comme complément alimentaire et à ce titre, ce type de culture contribue à l’objectif de développement durable n°2 "Éliminer la faim, assurer la sécurité alimentaire, améliorer la nutrition et promouvoir une…

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Filtrage d'une récolte de microalgues de type spiruline cultivées de façon intensive en bioréacteur
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Etude du vieillissement de diodes électroluminescentes organiques de grande taille sous stress thermique

Etude du vieillissement de diodes électroluminescentes organiques (Oled) de grande taille sous stress thermique. L'objectif est de comprendre les mécanismes de dégradations d'Oled de grandes tailles. Comprendre les mécanismes de dégradation constitue l’étape nécessaire, première et essentielle pour commencer à réfléchir aux moyens d’augmenter leur durée de vie. Ici, deux aspects sont étudiés : le premier concernant la physique et les mécanismes fondamentaux (diffusion des espèces, etc.) pour…

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Etude du vieillissement de diodes électroluminescentes organiques de grande taille sous stress thermique
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Diodes électroluminescentes organiques émettant dans le bleu utilisant le bêta-carotène

Diodes électroluminescentes organiques (Oled) émettant dans le bleu. L'objectif est la fabrication et la caractérisation d'Oleds à base de matériaux biosourcés afin de diminuer leur impact environnemental. Ici, des OLEDs fabriquées au LAPLACE utilisant le bêta-carotène (40% de la masse organique du composant).

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Diodes électroluminescentes organiques émettant dans le bleu utilisant le bêta-carotène
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Réglage du faisceau lumineux émis par un laser à colorant accordable en longueur d'onde

Réglage du faisceau lumineux émis par un laser à colorant accordable en longueur d'onde. Mesure, dans un plasma, des densités d'espèces atomiques par fluorescence induite par laser. Cela permet une cartographie spatiale des espèces produites par le plasma.

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Réglage du faisceau lumineux émis par un laser à colorant accordable en longueur d'onde
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Réglage des paramètres opératoires pour effectuer une décontamination de surfaces thermosensibles

Réglage des paramètres opératoires pour effectuer une décontamination de surfaces thermosensibles. L'objectif de cette expérimentation est le développement d'un système de décontamination à froid par plasma post-décharge, pour des applications biomédicales et environnementales

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Réglage des paramètres opératoires pour effectuer une décontamination de surfaces thermosensibles
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Allumage d'une décharge microondes pour créer une post-décharge d'azote en flux

Allumage d'une décharge microondes pour créer une post-décharge d'azote en flux. L'objectif de cette expérimentation est le développement d'un système de décontamination à froid par plasma post-décharge, pour des applications biomédicales et environnementales.

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Allumage d'une décharge microondes pour créer une post-décharge d'azote en flux
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Dispositif post décharge d'azote en flux en fonctionnement, avec le réacteur de traitement au centre

Dispositif post décharge d'azote en flux en fonctionnement, avec le réacteur de traitement au centre. L'écoulement des atomes d'azote est caractérisé par l'émission d'un rayonnement jaune-vert à 580 nm. L'objectif de cette expérimentation est le développement d'un système de décontamination à froid par plasma post-décharge pour des applications biomédicales et environnementales.

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Dispositif post décharge d'azote en flux en fonctionnement, avec le réacteur de traitement au centre
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Dispositif post décharge d'azote en flux en fonctionnement, avec le réacteur de traitement sur la gauche

Dispositif post décharge d'azote en flux en fonctionnement, avec le réacteur de traitement sur la gauche. L'écoulement des atomes d'azote est caractérisé par l'émission d'un rayonnement jaune-vert à 580 nm. L'objectif de cette expérimentation est le développement d'un système de décontamination à froid par plasma post-décharge pour des applications biomédicales et environnementales.

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Dispositif post décharge d'azote en flux en fonctionnement, avec le réacteur de traitement sur la gauche

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