Mercredi 15 décembre 2021, Pascal GAMBETTE soutiendra sa thèse de doctorat intitulée « Vers un étalon quantique pour des mesures absolues de pression ».

Les travaux ont été menés au sein de l'équipe thermométrie du Laboratoire commun de métrologie LNE-Cnam (LCM) à Saint-Denis.

L'objectif de ce travail était de concevoir et réaliser un étalon de pression de 200 Pa à 20 kPa basé sur une cavité hyperfréquence supraconductrice. Celui-ci utilise les modélisations ab initio de l'indice de réfraction de l'hélium gazeux afin de déterminer la pression de manière absolue, c'est à dire sans étalonnage en pression, uniquement à partir des propriétés thermophysiques du gaz utilisé.

Résumé de la thèse

La mesure de pression joue un rôle critique dans de nombreux domaines scientifiques et industriels. Un exemple récent concerne les mesures de la constante de Boltzmann réalisées pour la redéfinition du kelvin. Ces mesures nécessitent une connaissance de la température et de la pression au meilleur niveau d'exactitude. Dans l'industrie aéronautique, la pression fournit l'altitude et la vitesse. Dans l'industrie nucléaire, une excellente connaissance de la pression est indispensable pour garantir la sûreté de fonctionnement des centrales. Il existe ainsi une forte demande de l'industrie et des laboratoires de métrologie pour une amélioration des incertitudes d'étalonnage dans le domaine allant de 200 Pa à 2×104 Pa (de 0,002 atm à 0,2 atm). L'exactitude des mesures nécessite qu'elles soient traçables à un étalon primaire. Le principe du nouvel étalon est basé d'une part sur la mesure de l'indice de réfraction d’un gaz (hélium ou argon), fonction de la pression et de la température et d'autre part sur ses propriétés thermo-physiques. Pour l’hélium, ces dernières sont calculées ab initio, ce qui permet d'atteindre un niveau d'exactitude jusqu'ici inégalé. Le but de ce projet est de développer un nouveau banc d'étalonnage en basses pressions, basé sur les avancées métrologiques récentes réalisées par le Laboratoire commun de métrologie LNE-Cnam sur les cavités micro-ondes où la traçabilité des mesures est liée aux étalons de fréquence, afin de réduire de manière importante les incertitudes.

Date et lieu de soutenance

Date : mercredi 15 décembre 2021 à 14h00

Lieu : Conservatoire National des Arts et Métiers, 61 rue du Landy, 75003 Paris, Amphithéâtre Marie Pape-Carpantier