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Métrologie laser pour la mécanique des fluides
Granulométrie et techniques spectroscopiques traité

Métrologie laser pour la mécanique des fluides - hermès / lavoisier - 9782746238220 -
Métrologie laser pour la mécanique des fluides 
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Métrologie laser pour la mécanique des fluides
Année : 07/2017 0

Auteur : 

Editeur : Hermès / Lavoisier

Collection : Traité MIM Série Géomécanique

Date parution :
Le traité Mécanique et Ingénierie des Matériaux répond au besoin de disposer d'un ensemble complet des connaissances et méthodes nécessaires à la maîtrise de ce domaine.

Conçu volontairement dans un esprit d'échange disciplinaire, le traité MIM est l'état de l'art dans les domaines suivants retenus par le comité scientifique :

  • Géomécanique
  • Matériaux
  • Environnement et risques

Chaque ouvrage présente aussi bien les aspects fondamentaux qu'expérimentaux. Une classification des différents articles contenus dans chacun, une bibliographie et un index détaillé orientent le lecteur vers ses points d'intérêt immédiats : celui-ci dispose ainsi d'un guide pour ses réflexions ou pour ses choix.


Les savoirs, théories et méthodes rassemblés dans chaque ouvrage ont été choisis pour leur pertinence dans l'avancée des connaissances ou pour la qualité des résultats obtenus.


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Descriptif : 

Reliure :
Relié
Nbr de pages :
364
Dimension :
15.6 x 23.4 x 2 cm
Poids :
765 gr
ISBN 10 :
2746238225
ISBN 13 :
9782746238220
130,00 €
Epuisé
Cet ouvrage n'est plus commercialisé
par l'éditeur
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Avis clients sur Métrologie laser pour la mécanique des fluides - hermès / lavoisier - Traité MIM Série Géomécanique

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Sommaire

Table des matières
Introduction... 15

Alain BOUTIER

Chapitre 1. Diffusion de la lumière par les particules . 17

Fabrice ONOFRI et Séverine BARBOSA

1.1.Introduction.
................................... 17

1.2.Théorieélectromagnétique,rappels.
................... .. 18

1.2.1.Équationsgénéralesde
Maxwell. ................... 18

1.2.2.Ondesplanesharmoniques
..................... .. 20

1.2.3.Constantesoptiques.
......................... .. 26

1.204.
Diffusion de la lumière par une particule isolée. . . . . . .. 27

1.3.Méthodesdeséparationdesvariables
........... .... .. 34

1.3.1.ThéoriedeMie(ou
Lorenz-Mie). ................. .. 34

1.3.2.
Théories de Debye et du moment complexe angulaire. . . . . .. 44

lA. Théorie de Rayleigh et approximation en dipôles discrets. . . . . . .. 48

104.1.
Théorie de Rayleigh (rayonnement du dipôle). . . . . . . . . . .. 48

1.4.2.
Approximation en dipôles discrets. . . . . . . . . . . . . . . . . .. 50

1.5.
Méthode de la T-Matrice (conditions limites étendues). . . . . . . . .. 51

1.6.Modèles
d'optiquephysique. ...................... 53

1.6.1.Intégraled'Huygens-Fresnel
.................... .. 53

1.6.2.
Théorie de la diffraction de Fraunhofer. . . . . . . . . . . . . . .. 55

1.6.3.Théoriedel'arc-en-ciel
d'Airy. .................... 59

1.6.4.
Théorie de la diffusion critique de Marston. . . . . . . . . . . . .. 63

1.7.L'optiquegéométrique.
......................... 66

1.7.1.Calculde
l'angledediffusion. ................... .. 67

1.7.2.Calculdel'intensitédesrayons.
.................. .. 67

1.7.3.
Calcul de la phase et de l'amplitude des rayons. . . . . . . . . .. 68

10 Métrologie laser pour la mécanique des fluides
1.8.
Diffusion multiple et méthode de Monte Carlo . 70

1.8.1.
Diffusion d'un nuage de particules optiquement dilué .. 70

1.8.2.
Diffusion multiple .... 70

1.8.3.
Méthode de Monte Carlo 71

1.9.
Conclusion .. 76

1.10.
Biblographie . 77

Chapitre 2. Granulométrie Laser ... 85

Fabrice ONOFRI et Séverine BARBOSA

2.1.Introduction.
................... 85

2.2.
Les particules dans les écoulements . . . . . 87

2.2.1.
Diamètre, forme et état de surface. . . 87

2.2.2.
Représentations statistiques pour le diamètre 88

2.2.3.Concentration
etflux. ............ 92

2.3.
Classement des techniques de granulométrie. . . . 93

2.3.1.
Principes physiques et quantités mesurées. . 93

2.3.2.
Mode d'obtention et nature des statistiques. . 94

2.4.
Interférométrie ou anémométrie phase Doppler . . 95

2.4.1.Principe.
...................... 95

2.4.2.
Modélisation de la relation phase-diamètre. . 99

2.4.3.
Dispositif expérimental et exemple d'application. 105

2.4.4.
Conclusion. . . . . . . . 109

2.5.
Ellipsométrie de particules. . 110

2.6.
Diffractométrie vers l'avant. 112

2.6.1.
Origine et principe . . . 112

2.6.2.
Modélisation et inversion de la figure de diffraction 114

2.6.3.
Dispositif expérimental et exemple de résultat. 117

2.6.4.Conclusion.
...................... 119

2.7.
Diffractométries arc-en-ciel et critique. . . . . . . . . . 120

2.7.1.
Similitudes avec la diffractométrie vers J'avant. 120

2.7.2.
Diffractométrie arc-en-ciel 122

2.7.3.
Diffractométrie critique . . . . . . . . . . . . . . . 128

2.8.Imagerie
ombroscopique. ................. 133

2.8.1.
Principe et dispositif pour l'imagerie ombroscopique 20 133

2.8.2.
Principe et dispositif pour l'imagerie
ombroscopiqueDopplerID. ........................ .. 136

2.8.3.
Modélisation d'une image à l'aide
delaréponseimpulsionnelle ................... 136

2.8.4.Conclusion.
........................ 140

2.9.
Imagerie interférométrique en défaut de mise au point. . . 140

Table des matières Il
2.9.1.Principe.
................................ 140

2.9.2.
Modélisation de la fréquence angulaire du réseau de franges. 141

2.9.3.Conclusion.
....................... 147

2.10.Holographiedeparticules.
................. 149

2.10.1.
Holographie de Gabor sur plaque photosensible. 149

2.10.2.
Holographie numérique. 150

2.10.3.
Conclusion. . . . . . . 153

2.1
1. Spectrométrie d'extinction . 153

2.11.1.
Principe. . . . . . . . . 153

2.11.2.
Inversion algébrique . 155

2.11.3.
Dispositif expérimental, exemple et conclusion 157

2.12.
Spectroscopie par corrélation de photons 160

2.13.
Imagerie de fluorescence et élastique. . . . . . . . . . 162

2.13.1.Principe.
....................... 163

2.13.2.
Dispositif expérimental et exemple de résultat. 164

2.13.3.
Conclusion. . . . . . . . . . 164

2.14.
Incandescence induite par laser . 165

2.15.
Conclusion générale. 166

2.16.Bibliographie............ 167

Chapitre 3. Fluorescence induite par laser . 179

Fabrice LEMOINE et Frédéric GRISCH

3.1.
Rappel sur la quantification de l'énergie des molécules. 179

3.1.1.
Transitions radiatives. . . . . . . . . . . . . 182

3.1.2.
Thermostatistique des niveaux d'énergie. 184

3.1.3.
Principe de Franck-Condon. 184

3.1.4.
Transitions non radiatives. . . . . . . . . 184

3.1.5.Largeurdesraies
.............. 185

3.2.
Principes de la fluorescence induite par laser. 188

.J.2.1. Cinétique de l'absorption. . 190

3.2.2.
Signal de fluorescence. . . . . . . 190

3.2.3.
Détection de la fluorescence . . . 194

3.2.4.
Absorption sur le chemin optique 195

3.2.5.
Chaîne de mesure de fluorescence. 195

3.3.
Applications de la fluorescence induite par laser en phase gazeuse. 198

3.3.1.Généralités.
................ 198

3.3.2.
Molécules diatomiques. . . . . . . . . . . . 198

3.3.3.
Traceurs moléculaires poly-atomiques . . 207

3.4.
Fluorescence induite par laser en phase liquide. 224

3.4.1.
Principes et modélisation . . . . . . . . . . 224

12
Métrologie laser pour la mécanique des fluides
3.4.2.
Réabsorption de la fluorescence . . . . . . . 227

3.4.3.
Applications à la mesure de concentration. 227

3.4.4.
Application à la mesure de la température 232

3.5.Bibliographie...................... 241

Chapitre 4. Techniques de spectroscopie d'absorption par diode laser 245

Ajmal MOHAMED

4.1.
Spectroscopie d'absorption à haute résolution spectrale
enmécaniquedesfluides .......... 245

4.2.
Rappels sur l'absorption moléculaire. 248

4.2.1.Profilde
raie. .......... 249

4.2.2.Forcede
raie. .......... 250

4.3.
Banc de spectroscopie d'absorption 251

4.3.1.
Emission optique. . . . . . . 253

4.3.2.
Détection optique. . . . . . . 257

4.3.3.
Dépouillement des spectres. 261

4.4.
Applications en hypersonique. 268

4.4.1.
Caractéristiques de F4 . . . . 270

4.4.2.
Dispositif installé à F4 . . . . 271

4.4.3.
Résultats obtenus à F4 et HEG . . . . . 272

4.5.
Autres applications de la spectroscopie d'absorption
pardiodelaser. ..................... 275

4.5.1
Applications en combustion. . . . . . . . . . . . . 275

4.5.2.
Applications en sondage atmosphérique . . . . . 278

4.6.
Autres variantes de la spectroscopie d'absorption par diode laser. 278

4.6.1.
Spectrométrie multipassages . . . . . . . . . . . . . . . . 278

4.6.2.
Spectrométrie dans une cavité résonante . . . . . . . . . . 282

4.7.
Perspectives et conclusion sur la spectroscopie d'absorption
pardiodelaser. ............................... 286

4.7.1.
Source laser: utilisation des diodes non cryogéniques . . 287

4.7.2.
Résolution spatiale: utilisation de sonde dans l'écoulement. 287

4.7.3.
Utilîsation des peignes de fréquences. 289

4.8.Bibliographie................................ 289

Chapitre 5. Sources et techniques non linéaires appliquées
au diagnostic optique . 295

Michel LEFEBVRE

5.1.
Introduction à l'optique non linéaire . 295

5.2.
Les principaux processus en optique non linéaire 297

Table des matières 13
5.2.1.
L'importance des effets de propagation 297

5.2.2.
Les non linéarités d'ordre 2 et 3 . . . . . 301

5.2.3.
La notion d'accord de phase. . . . . . . . 305

5.3.
Les sources non linéaires pour la métrologie optique. 308

5.3.1.
La somme et le doublage de fréquence. . . . . . 309

5.3.2.
Les convertisseurs Raman. . . . . . . . . . . . . . 311

5.3.3.
Les générateurs et oscillateurs paramétriques optiques. 315

5.4.
Les techniques non linéaires de diagnostic optique . . . . . . 322

5.4.1.
Introduction aux techniques de mélange à quatre ondes. 323

5.4.2.
Les mesures de température et de concentration
enmélange àquatreondes ................... 326

5.4.3.
Les mesures de vitesse en mélange à quatre ondes 328

5.5.Bibliographie.
.......................... 333

Chapitre 6. Sécurité laser . 335

lean-Michel MOST

6.1.
Généralités sur la sécurité laser . 335

6.2.
Type et classification des lasers . 336

6.3.
Nature et effets des risques liés aux lasers. 338

6.3.1.
Les risques biologiques 339

6.3.2.
Les risques sur l'œil 341

6.3.3.
Les risques cutanés . 342

6.3.4.
Les risques auditifs . 344

6.3.5.
Les autres risques biologiques 344

6.4.
Les protections . 345

6.4.1.
Accidentologie . 345

6.4.2.
Protection collective .. 345

6.4.3.
Protection individuelle. 347

6.5.
Consignes de sécurité ... 348

6.6.
Le comportement humain .. 349

Conclusion . .. 351

Alain BOUTIER

Nomenclature. .................................... .. 353


'hl

NOUVELLE EDITION

Métrologie laser pour la mécanique des fluides
Granulométrie et techniques spectroscopiques
Auteur : Alain BOUTIER |
Année : 07/2017