Etude et optimisation de la méthode LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy) pour l'identification de matériaux organiques appliquée au recyclage des plastiques et à la conservation du patrimoine
Langue Français
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Auteur : Gregoire, Sylvain
Date de soutenance : 28-01-2013
Directeur(s) de thèse : Holl, Yves
Établissement de soutenance : Strasbourg
Laboratoire : Institut Charles Sadron (Strasbourg ; 1985-....)
École doctorale : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
Discipline : Chimie physique
Classification : Physique, Chimie, minéralogie, cristallographie
Mots-clés libres : LIBS, Matériaux organiques, Peintures murales, Plastiques, Signaux moléculaires
Mots-clés :
- Spectroscopie laser
- Spectroscopie d'émission atomique
- Chimiométrie
- Matériaux organiques
- Propriétés physico-chimiques
- Matières plastiques
- Recyclage
- Polymères -- Détérioration
Résumé : La LIBS est une technique d’analyse élémentaire dont la rapidité d’exécution et la portabilité en font une technique idéale pour l’analyse des matériaux sur site. Elle a déjà largement fait ses preuves dans le cadre de l’analyse de matériaux inorganiques. Mais les molécules organiques usuelles présentent des compositions atomiques similaires (C, O, H, N), rendant leur identification en LIBS difficile. L’utilisation de traitements de données tels que les rapports de raies ou la chimiométrie est donc inéluctable pour séparer efficacement plusieurs types de molécules organiques en LIBS. Malgré le caractère élémentaire de cette technique, les spectres obtenus lors de l’analyse de matériaux organiques montrent la signature spectrale de molécules diatomiques C2 et CN. Longtemps considéré comme des recombinaisons aléatoires des atomes présents dans le plasma, le signal de ces molécules s’avère d´dépendant de la nature des liaisons moléculaires de la molécule d’origine. Ce travail de thèse s’oriente autour de trois grands axes d’études - L’utilisation de traitements de données tels que la chimiométrie pour établir un protocole de traitements optimal visant à la discrimination des polymères dans le cadre du tri des plastiques. Un protocole optimisé a pu être avancé en UV et en IR. - L’identification des matières organiques utilisées en peinture murale (liants, adhésifs et consolidants) a pu être réalisée sur des échantillons de peinture de référence. Les traitements de données utilisés précédemment ont pu être appliqués sur ces échantillons présentant une matrice majoritairement inorganique. - La compréhension des procédés de formation des molécules diatomiques dans le plasma pour améliorer leur utilisation et ainsi optimiser la discrimination des matériaux organiques sur la base du signal moléculaire en LIBS. Le développement d’un système d’imagerie a permis de suivre le comportement spatio-temporel des espèces atomiques et moléculaires dans le plasma sous régimes UV et IR. Une hypothèse de formation des molécules sous ablation UV et IR a pu être établie.
Type de contenu : Text
Format : PDF
Entrepôt d'origine : STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises
Identifiant : 2013STRAE001
Type de ressource : Thèse
