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148
pages
Français
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2007
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2007
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Publié par
Publié le
01 décembre 2007
Nombre de lectures
93
Langue
Français
Poids de l'ouvrage
4 Mo
Numéro d'ordre : 5604 THÈSE Soutenue publiquement le 19 décembre 2007 pour obtenir le grade de Docteur de l'Université Louis Pasteur-Strasbourg I Discipline : Physique Spécialité : Instrumentation nucléaire Présentée par : Stéphane HIGUERET DÉVELOPPEMENT D'UN DOSIMÈTRE ÉLECTRONIQUE COMPACT À BASE DE CAPTEURS CMOS POUR LA MESURE DU RADON Composition du jury : Directeurs de thèse : M. Abdelmjid Nourreddine, Professeur, ULP Strasbourg, France M. Daniel Husson, Maître de Conférences HDR, ULP Strasbourg, France Rapporteur interne : M. Luc Hébrard, Professeur, ULP Strasbourg, France Rapporteurs externes : M. Franti?ek Spurn?, Professeur, Académie des Sciences, République Tchèque, Prague M. Michel Fromm, Professeur, Université de Franche Comté, Besançon France Examinateur : M. Jean Colin, Professeur, Université de Caen, Basse Normandie, France Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien Unité mixte de recherche CNRS-IN2P3 et Université Louis Pasteur, UMR 7178
- banc baccara
- responsable du groupe
- maître de conférences hdr
- personnel de l'iphc
- composition des jurys
- pétillante bonne
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01 décembre 2007
Nombre de lectures
93
Langue
Français
Poids de l'ouvrage
4 Mo
Numéro d’ordre : 5604
THÈSE
Soutenue publiquement le 19 décembre 2007 pour obtenir le grade de
Docteur de l’Université Louis Pasteur-Strasbourg I
Discipline : Physique
Spécialité : Instrumentation nucléaire
Présentée par : Stéphane HIGUERET
DÉVELOPPEMENT D’UN DOSIMÈTRE
ÉLECTRONIQUE COMPACT À BASE DE
CAPTEURS CMOS POUR LA MESURE DU
RADON
Composition du jury :
Directeurs de thèse : M. Abdelmjid Nourreddine, Professeur, ULP Strasbourg, France
M. Daniel Husson, Maître de Conférences HDR, ULP Strasbourg, France
Rapporteur interne : M. Luc Hébrard, Professeur, ULP Strasbourg, France
Rapporteurs externes : M. František Spurný, Professeur, Académie des Sciences, République
Tchèque, Prague
M. Michel Fromm, Professeur, Université de Franche Comté, Besançon
France
Examinateur : M. Jean Colin, Professeur, Université de Caen, Basse Normandie, France
Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien
Unité mixte de recherche CNRS-IN2P3 et Université Louis Pasteur, UMR 7178
À Tania et à mes enfants Emma et Quentin
qui ont accepté tant de sacrifices durant ces dernières années.
À mes parents pour leur patience infinie
« Se méfier des penseurs dont l'esprit ne fonctionne qu'à partir d'une citation. »
Cioran
Remerciements
Cette thèse a été effectuée à l'Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien (IPHC) au sein du
groupe Radioprotection et Mesures Environnementales (RAMSES) ; je remercie Daniel Huss,
directeur de l' IPHC, et Abdelmjid Nourreddine, directeur de thèse et responsable du groupe,
pour m'avoir accordé leur confiance me permettant ainsi de réaliser ce travail.
Je tiens ensuite à remercier Daniel Husson d'avoir codirigé ce travail et de m'avoir fait
partager son encyclopédisme et ses motivations, avec confiance et grande générosité.
Je remercie vivement František Spurný, Michel Fromm et Luc Hébrard d'avoir accepté de
participer à ce jury et d'avoir bien voulu en être les rapporteurs. Je suis également
reconnaissant à Jean Colin pour avoir bien voulu juger ce travail en tant qu’examinateur.
Je tiens également à remercier chaleureusement les nombreuses personnes avec qui j'ai eu
beaucoup de plaisir à travailler et qui m'ont fait partager leurs connaissances et leur savoir-
faire en particulier Nathalie Michielsen (IRSN / LPMA, Saclay) et Francisco Fernandez
(UAB, Barcelone).
Merci à Sylvain Bondiguel qui m'a permis de fructueuses mesures sur le banc BACCARA,
Jean Devin pour son aide et sa disponibilité lors de montages d’expériences et Denis Oster
pour ses réponses à mes nombreuses questions concernant la radioprotection pour le béotien
que j’étais.
Je sais gré à Arthur Pape de ses remarques pertinentes en toute circonstance.
Je remercie également le personnel de l'IPHC que j'ai sollicité, à un moment ou à un autre,
The-Duc Lê, Mathieu Trocmé, Christian Illinger, Pierre Drach, Jérôme Baudot, Boris
Hippolyte, Jean Noël Grapton, Addil Selam, Cédric Muller et spécialement Jean-Pierre
Froberger pour sa pétillante bonne humeur.
Table des matières
1 Généralités sur le Radon ............................................................................. 1-11
1.1 Aperçu historique .................................................................................... 1-12
1.2 Origine et formation ................................................................................. 1-12
1.3 Produits de filiation .................................................................................. 1-14
1.4 Fraction libre, fraction attachée ............................................................... 1-15
1.5 Environnement et habitations .................................................................. 1-16
1.6 Risques liés au radon .............................................................................. 1-18
1.7 Plans d’action .......................................................................................... 1-19
1.8 Energie alpha potentielle ......................................................................... 1-20
1.9 Moyens de mesure de la concentration du radon.................................... 1-21
1.9.1 Détecteurs passifs ............................................................................ 1-22
1.9.2 Détecteurs actifs1-25
2 Le circuit AlphaRad ...................................................................................... 2-29
2.1 Principe de fonctionnement d’un capteur à pixels actifs .......................... 2-30
2.2 Concept du circuit AlphaRad ................................................................... 2-31
2.2.1 Schéma fonctionnel de l’AlphaRad .................................................. 2-32
2.2.2 Description des éléments fonctionnels de l’AlphaRad ...................... 2-33
3 Tests électriques du circuit AlphaRad ....................................................... 3-38
3.1 Retour de fonderie ................................................................................... 3-39
3.2 Mise en place des tests ........................................................................... 3-39
3.2.1 Tests visuels. ................................................................................... 3-39
3.2.2 Chaîne d’acquisition ......................................................................... 3-40
3.2.3 Carte support des circuits................................................................. 3-40
3.2.4 Carte multifonction3-41
3.2.5 Carte d’entrée-sortie numérique ....................................................... 3-42
3.2.6 Seuil de discrimination ..................................................................... 3-42
3.2.7 Logiciel de pilotage sous Labview™ ................................................ 3-43
3.3 Tests électriques des circuits .................................................................. 3-43
3.3.1 Problèmes généraux rencontrés sur le circuit AlphaRad. ................ 3-44
3.3.2 Tests ................................................................................................ 3-44
3.3.3 Compensation d’offset3-45
3.3.4 Remèdes .......................................................................................... 3-48
3.3.5 Analyse des circuits du premier lot. .................................................. 3-50
3.3.6 Comparateur .................................................................................... 3-50
3.4 Mesure de bruit ....................................................................................... 3-52
3.4.1 Principe de la méthode .................................................................... 3-52
3.4.2 Résultats de la mesure de bruit interne du circuit ............................ 3-52
4 Détection de particules α avec le circuit AlphaRad. ................................. 4-54
4.1 Americum 241 : source α ........................................................................ 4-55
4.1.1 Mesure de l’activité de la source. ..................................................... 4-56
4.1.2 Protocole de mesure4-56
4.1.3 Activité de la source ......................................................................... 4-58
4.2 Tests à distances variables ..................................................................... 4-58
4.2.1 Réglage du discriminateur................................................................ 4-59
1-7
4.2.2 Résultats .......................................................................................... 4-60
4.3 Rappel de la perte d’énergie des particules chargées dans la
matière (modèle de Bohr et équation de Bethe – Bloch) ................................... 4-61
5 La nouvelle carte multi-circuits ................................................................... 5-65
5.1 Nouveau jeu de circuits .....................
