Contexte :

Le réseau de surveillance du Traité d’Interdiction Complète des Essais nucléaires utilise principalement pour sa composante de détection aérienne des capteurs infrasonores développés par le CEA/DAM. Ceux-ci sont reconnus par la communauté internationale comme une instrumentation de référence pour la mesure acoustique infrasonore.
Les moyens de mesure mis en oeuvre quotidiennement au sein du Département Analyse et surveillance de l’environnement du CEA/DAM-île de France dans le processus spécifique d’étalonnage et de vérification de ces capteurs ont été développés à partir de 2003 en interne, pour répondre aux exigences métrologiques définies à cette époque. L’amélioration attendue dans la maitrise des mesures infrasonores liée à l’amélioration des techniques de traitement des signaux par les analystes se traduit par des exigences métrologiques plus sévères sur les capteurs, qui in fine exigent des performances accrues des instruments de métrologie et des méthodes mises en oeuvre pour l’étalonnage de ces capteurs. D’une part, les tolérances vont diminuer, et par voie de conséquence l’exigence qui porte sur les incertitudes de mesure en général et sur les incertitudes d’étalonnage de nos étalons en particulier, vont devoir également diminuer. D’autre part la traçabilité des mesures et l’utilisation d’étalons parfaitement adaptés au besoin sont attendues.
Fin 2018, nous aurons acquis la maîtrise de la métrologie absolue de la pression dynamique en deçà de 20 Hz, jusqu’à 0,1 Hz en termes de génération de signal et d’étalon de mesure traçable au Système International d’unités. Néanmoins toute la bande fréquence d’intérêt en deçà de cette fréquence ne sera pas encore couverte en termes de traçabilité au SI. Par ailleurs, les résultats actuels montrent que la transition adiabatique-isotherme dans la cavité du nouveau générateur de pression dynamique infrason joue un rôle majeur et aura un impact important sur l’étalonnage des capteurs dans la bande [0,001 Hz – 0,1 Hz] si la mesure de la pression dans cette bande de fréquence n’est pas totalement maitrisée.

Objectif de la thèse :

La thèse a pour objectif de développer un nouvel instrument de mesure dédié à la métrologie fondamentale des pressions dynamiques afin de conserver notre avance dans l’étalonnage des capteurs infrasons actuels et futurs. Cet instrument devra en particulier garantir la traçabilité de nos mesures de pression au Système International d’Unités sur la bande de fréquence [0.001 Hz – 0.1 Hz].
La variation de l’indice de réfraction de l’air et sa mesure par méthode optique constituent une voie prometteuse pour mesurer la pression de faible amplitude dans la cavité de notre nouveau générateur de pression. Néanmoins elle n’a jamais été mise en oeuvre pour des mesures dynamiques et une instrumentation adaptée à nos équipements de métrologie n’existe pas.
Dans le cadre de la collaboration entamée avec le Laboratoire National de métrologie et d’Essais en charge au niveau national de la mise en oeuvre des étalons nationaux et des moyens d’étalonnage associés, l’objectif de la thèse est de développer un étalon du type réfractomètre laser compact, et de procéder à sa qualification pour la mesure de la pression dynamique basse fréquence.

Déroulement de la thèse :

1. Etude de la mesure de la variation de l’indice de l’air appliquée à la métrologie de la pression statique et dynamique basse fréquence.

2. Conception et réalisation du refractomètre laser compact.

3. Caractérisation du réfractomètre laser compact en modes statique et dynamique.

4. Mise en oeuvre du réfractomètre sur le banc de métrologie de pression dynamique de référence du CEA.

5. Ecriture de la thèse et publication dans une revue internationale à comité de lecture.

Directeur de thèse et école doctorale

Pas encore définis à ce jour

Contact :

Franck LARSONNIER -CEA/DIF – Bruyères-le-Châtel – 91297 Arpajon – 01 69 26 40 00