Publications

CROQUETTE M., DELEGLISE S., KAWASAKI T., KOMORI K., KURIBAYASHI M., LARTAUX-VOLLARD A., MATSUMOTO N., MICHIMURA Y., ANDIA M., ARITOMI N., BRAIVE R., BRIANT T., BRIAUDEAU S.,  CATAÑO-LOPEZ S.B., CHUA S., DEGALLAIX J., FUJIMOTO M., GERASHCHENKO K., GLOTIN F.,  GRUNING P., HARADA K., HEIDMANN A., HOFMAN D., JACQUET P.-E., JACQMIN T., KOZLOVA O.,  LEROY N., LORIETTE V., LOUBAR F., MARTEL T., METZDORFF R., MICHEL C., MIKAMI A.,  NAJERA L., NEUHAUS L., OTABE S., PINARD L., SUZUKI K., TAKAHASHI H., TAKEDA K.,  TOMINAGA Y., VAN DE WALLEA, YAMAMOTO N., SOMIYA K. et COHADON P.-F., "Recent advances toward mesoscopic quantum optomechanics", AVS Quantum Sci., 2023, 5, DOI: 10.1116/5.0128487.

FLEURENCE N., DEMEYER S., ALLARD A., DOURI S. et HAY B., "Quantitative measurement of thermal conductivity by SThM technique: Measurements, calibration protocols and uncertainty evaluation", Nanomaterials, 2023, 13, DOI: 10.3390/nano13172424.

GARBEROGLIO G. , GAISER C., GAVIOSO R.M., HARVEY A.H., HELLMANN R., JEZIORSKI B., MEIER K., MOLDOVER M;R., PITRE L., SZALEWICZ K. et UNDERWOOD R., "Ab initio calculation of fluid properties for precision metrology", J. Phys. Chem. Ref. Data, 2023, 52, DOI: 10.1063/5.0156293.

GOMES S., BOURGEOIS O., FLEURENCE N., DILHAIRE S., BRAIVE R. et GRAUBY S., « Micro & Nano-thermique - Méthodes de caractérisation et de mesure », Techniques de l’ingénieur, 2023, R6801 V1, DOI: 10.51257/a-v1-r6801.

HAY B., BEAUMONT O., FLEURENCE N., LAMBENG N., CATALDI M., LORRETTE C.,  KNOPP K., HARTMANN J., BECKSTEIN F., STOBITZER D., MILOSEVIC N.,  STEPANIC N., WU J. et MILDEOVA P., "Inter‑laboratory comparison on thermal diffusivity measurements by the laser flash method at ultra‑high temperature", Int J Thermophys, 2023, 44, 48, DOI: 10.1007/s10765-023-03159-5.

HERMAN T., CHOJNACKY M., HILL K., RUDTSCH S., YANG I., STEUR P.P.M., DEMATTEIS R., LOPARDO G., SPARASCI F., MARTIN C., RISEGARI L., WIDIATMO J., NAKANO T., SAITO I., QUELHAS K.N., GIORGIO P., SUN J., ZHANG J., PEARCE J. et GRAY J., "KEY COMPARISON - ITS-90 SPRT calibration from the Ar TP to the Zn FP", Metrologia, 60, 2023, DOI: 10.1088/0026-1394/60/1A/03001.

PERUZZI A., DEDYULIN S., LEVESQUE M., DEL CAMPO D., GARCIA IZQUIERDO G.C., GOMEZ M.E., QUELHAS K.N., NETO M.A.P., LOZANO B.M. et EUSEBIO L., "CCT-K7.2021: CIPM key comparison of water-triple-point cells", Metrologia, 2023, 60, DOI: 10.1088/0026-1394/60/1A/03002.

Communications

HAY B., "Assessment of uncertainty associated with very high temperature thermal diffusivity measurements", 21e congrès international de Métrologie (CIM 2023), Lyon, France, 7-10 mars 2023.

SADLI M., "Assigning thermodynamic temperatures to a set high-temperature fixed points in the range 1400 K to 3000 K", 21e congrès international de Métrologie (CIM 2023), Lyon, France, 7-10 mars 2023.

BOURSON F., "New high-temperature references for industrial applications", 21e congrès international de Métrologie (CIM 2023), Lyon, France, 7-10 mars 2023.

DOURI S., "Scanning thermal microscopy modeling by 3D FEM in vacuum and in air conditions", 21e congrès international de Métrologie (CIM 2023), Lyon, France, 7-10 mars 2023.

DEDYULIN S., PERUZZI A., DEL CAMPO D., GARCIA IZQUIERDO B.C., GOMEZ M.E., QUELHAS K.N.,  NETO M.A.P., LOZANO B.M., EUSEBIO L., YANG I., SPARASCI F., MARTIN C., RISEGARI L., SAUNDERS P., MOLLOY E., YAN X.K., SUN J.P., FENG  X.J., ZHANG J.T., HO M.-K.,  NAKANO T., WIDIATMO J.V., SAITO I., EJIGU E., PEARCE J., RUDTSCH S., BUENGER L., KALEMCI M.,  UYTUN A., BRUIN-BARENDREGT C., PANMAN M., WHITE D.R. et POSSOLO A., "From CCT-K7 to CCT-K7.2021: approaching the definition of the triple point of water temperature", Tenth International Temperature Symposium, Anaheim, CA USA, 3-7 avril 2023.

GAO B., ZHANG H., KONG X., SONG Y., LUO E. et PITRE L., "New T-T90 data from 5K to 24.5 K by single-pressure refractive-index gas thermometry", Tenth International Temperature Symposium, Anaheim, CA USA, 3-7 avril 2023.

IMBRAGUGLIO D., PAN C., SPARASCI F., GAVIOSO R., MADONNA RIPA D., ROURKE P.M.C.,  ZHANG H., GAO B. et PITRE L., "From ITS-90 to Thermodynamic Temperature: Hybrid SPRT Calibrations with LNECnam Acoustic Gas Thermometry", Tenth International Temperature Symposium, Anaheim, CA USA, 3-7 avril 2023.

KIRSTE A., ENGERT J., PEKOLA J., PELTONEN J., TABANDEH S., PITRE L. et SPARASCI F., "Realising the redefined kelvin: Realisation and dissemination of the kelvin below 25 K", Tenth International Temperature Symposium, Anaheim, CA USA, 3-7 avril 2023.

KOWAL A., SPARASCI F., PAN C., TAUZIN C., ZHANG H., GAO B. et PITRE L., "Direct comparison of 3He and 4He vapor-pressure thermometers at LNE-Cnam within their overlapping temperature range", Tenth International Temperature Symposium, Anaheim, CA USA, 3-7 avril 2023.

LOWE D., MACHIN G., MANTILLA J., MARTIN M.J., GIRARD F., FLORIO M., SADLI M., BOURSON F., NASIBLI H. et PEHLIVAN O., "High-Temperature fixed-point furnace uncertainty", Tenth International Temperature Symposium, Anaheim, CA USA, 3-7 avril 2023.

MACHIN G., SADLI M., ENGERT J., KIRSTE A., PEARCE J. et GAVIOSO R., "Progress with realizing the redefined kelvin", Tenth International Temperature Symposium, Anaheim, CA USA, 3-7 avril 2023.

PAVLASEK P., RISEGARI L. ET SPARASCI F., "Capsule and Long stem SPRT calibration by low volume fixed point of Sulfur Hexafluoride (SF6)", Tenth International Temperature Symposium, Anaheim, CA USA, 3-7 avril 2023.

PEARCE J.V., RUSBY R.L., VELTCHEVA R.I., DEL CAMPO D., GARCIA IZQUIERDO C., MERLONE A., COPPA G., KOWAL A., EUSEBIO L., BOJKOVSKI J., ŽUZEK V., SPARASCI F., PAVLASEK P., KALEMCI M., UYTUN A. et PERUZZI A., "Realizing the redefined kelvin: Extending the life of the ITS-90", Tenth International Temperature Symposium, Anaheim, CA USA, 3-7 avril 2023.

SADLI M., BOURSON F., LOWE D., ANHALT K., TAUBERT D., MARTIN M.J., MANTILLA J.M., GIRARD F., FLORIO M., GÖZÖNÜNDE C., NASIBLI H., KNAZOVICKA L., SASAJIMA N., LU X., KOZLOVA O., BRIAUDEAU S. et MACHIN G., "Realizing the redefined kelvin: thermodynamic temperatures of Fe-C, Pd-C, Ru-C and WC-C for the mise-en-pratique of the kelvin up to 3020 K", Tenth International Temperature Symposium, Anaheim, CA USA, 3-7 avril 2023.

SADLI M., PITRE L., BRIAUDEAU S., BOURSON F. et SPARASCI F., "Relative thermodynamic temperature over the whole temperature range", Tenth International Temperature Symposium, Anaheim, CA USA, 3-7 avril 2023.

SONG Y., KONG X., ZHANG H., GAO B., SPARASCI F., LUO E. et PITRE L., "Establishing and maintaining the ITS-90 Wire scale at CAS using Rhodium-Iron resistance thermometers from 5K to 24.5K", Tenth International Temperature Symposium, Anaheim, CA USA, 3-7 avril 2023.

ROURKE P.M.C., GAISER C., GAVIOSO R.M., KAWAMURA Y., MACHIN G., MÜLLER I., SADLI M., SAUNDERS P., YANG I. et ZHANG J., "The CCT Task Group on digitalization", Tenth International Temperature Symposium, Anaheim, CA USA, 3-7 avril 2023.

TAUZIN C., SPARACI F., PLIMMER M.D. et PITRE L., "Thermometry below 1 K, a comparison of several reference sensors based on different physics principles at LNE-Cnam", Tenth International Temperature Symposium, Anaheim, CA USA, 3-7 avril 2023.

Résumé de la thèse

La mesure de la teneur en humidité dans les matériaux solides, telle qu’elle ait une grande exactitude et soit traçable au SI, est un défi technique et scientifique. La difficulté provient de la grande diversité des mesurandes, issues de techniques de mesure extrêmement variées. Ceci est renforcé par la variabilité des propriétés physiques et chimiques des matériaux en présence de la molécule d’eau. Ainsi les matériaux peuvent être affectés au travers de leur composition chimique, leur structure, leur texture, leur propriété mécanique et leur propriété thermique.

Les méthodes usuelles de mesure de l’humidité, classées dans la catégorie des méthodes primaires sur le plan métrologique, sont parfois limitées par la durée de l’analyse, la taille de l’échantillon, la complexité des matériaux solides et nécessitent assez souvent des conditions environnementales de laboratoire. Néanmoins, ces méthodes présentent la meilleure exactitude et les incertitudes les plus faibles. Pour permettre une meilleure dissémination de la traçabilité métrologique, et pallier certaines limites des méthodes de référence, des méthodes de mesure alternatives sont nécessaires. Elles visent à améliorer les mesures de l’humidité sur site ou pour permettre l’étalonnage de dispositifs déjà installés sur des procédés industriels, ceci pendant une durée relativement courte et un environnement pouvant être contraignant : température, vibrations, encrassement, perturbations électromagnétiques.

Parmi les solutions identifiées, il existe plusieurs méthodes, entrant dans la catégorie des méthodes secondaires, telles que la spectroscopie électromagnétique, la mesure infrarouge, la microscopie électronique et la thermographie. Ces méthodes sont prometteuses pour mesurer l’humidité des solides, mais souvent leurs principes de mesure conduisent à des mesurandes différents de ceux des méthodes primaires. Néanmoins, elles permettent de caractériser les propriétés physiques et chimiques des matériaux et peuvent être utilisées pour déterminer leur humidité, sous réserve de réaliser un étalonnage par rapport à l’une des techniques primaires pour en assurer la traçabilité au SI.

La première partie du travail a eu pour objectif de valider une cellule de mesure coaxiale, développée au LNE-CETIAT, pour la mesure de la permittivité diélectrique. Cette validation s’est faite par une comparaison à l’outil EpsiMu® et à une sonde à effet de bout, en utilisant des matériaux de référence identifiés dans la littérature. Ensuite, le développement et la caractérisation d’un instrument de transfert ont été réalisés : il s’agit d’une cavité résonante cylindrique. Cet équipement industriel a notamment été étudié avec des matériaux de référence et dérivés du bois. La cavité permet de mesurer les propriétés diélectriques des matériaux, en prenant soin toutefois de procéder à l’identification de certains paramètres caractéristiques, au moyen de la cellule coaxiale.

La deuxième partie a été consacrée à l’étude, l’amélioration et le développement des protocoles expérimentaux associés au déploiement de méthodes de référence. Ceci a concerné la méthode de perte au séchage et deux méthodes électrolytiques : la titration Karl Fischer coulométrique et l’électrolyse de l’acide phosphorique issu de la combinaison de la vapeur d’eau et du pentoxyde phosphorique. Les méthodes de mesure ainsi que les bilans d’incertitude ont été validés via des comparaisons intra et inter laboratoires.

Enfin, en combinant la caractérisation électromagnétique de la cavité résonante et l’une des méthodes primaires, des courbes d’étalonnage ont pu être établies entre les grandeurs diélectriques mesurées et l’humidité des matériaux. Ainsi l’instrument développé permet de mesurer l’humidité dans les solides de manière non destructive et dans un temps d’analyse très court. La démonstration de son application a pu être faite sur un site industriel pour étalonner un instrument mesurant l’humidité de granulés et de plaquettes de bois.

Mots clés

traçabilité, teneur en humidité, métrologie, microonde, permittivité, solide

Résumé

En 2018, la 26e Conférence Générale des Poids et Mesures (CGPM) a redéfini les différentes unités du Système International (SI) en particulier le kelvin, unité de température, qui se base désormais sur la valeur fixée de la constante de Boltzmann kB. Cette redéfinition a suscité le développement de nouveaux capteurs de température primaire permettant la dissémination du nouveau Kelvin. Les capteurs se basant sur les technologies quantiques sont très plébiscites par la communauté de métrologie.

Dans ce contexte, nous proposons un capteur de température multimodal dont le fonctionnement repose sur les propriétés optique et optomécanique d’un cristal optomécanique à cristaux photoniques 1D. Sous l’effet de la température le résonateur voit sa fréquence de résonance optique se décaler et le mouvement Brownien induit par le bain thermique environnant varier. Ces deux effets permettent de remonter à la température du résonateur de deux manières différentes, à condition de pouvoir calibrer la chaîne de mesure. Ce type de résonateurs optomécanique ouvre la voie vers des capteurs de température primaires auto-calibres avec des corrélations quantiques résultantes de la force de pression de radiation exercée par la lumière.

Mots clés

optomécanique, capteur de température, cristal photonique, cristal phononique, corrélation quantique

Résumé de la thèse

Ce document détaille le développement d’un système de thermométrie acoustique. Il permettrait d’estimer la température moyenne T le long d’un chemin de mesure de distance d par voie optique afin de mieux déterminer l’indice de réfraction de l’air. Le principe de fonctionnement est la mesure de la vitesse acoustique v via une mesure de temps de vol τ =d/v d’une onde ultrasonore (40 kHz). L’extraction de T à partir de la vitesse sonore se fait à l’aide de l’équation de Cramer reliant la vitesse v aux paramètres atmosphériques (température, pression, humidité et concentration de gaz carbonique). Les performances de différentes méthodes d’estimation de τ sur six types de signaux (monofréquence ou modulé, enveloppes rectangulaire, Gaussienne ou Blackman) notamment l’intercorrélation ont été évaluées et une procédure d’étalonnage par rapport à des thermomètres de référence disposés le long du trajet a été développée. L’incertitude atteinte pour des mesures de température est de 90 mK sur 10 m.

Mots-clés

thermométrie acoustique, intercorrélation, ultrasons, indice de réfraction, mesure optique de grande distance

Texte intégral

Publications

BRIANT T., KRENEK S., CUPERTINO A., LOUBAR F., BRAIVE R., WEITUSCHAT L., RAMOS D., MARTIN M.J., POSTIGO P.A., CASAS A., EISERMANN R., SCHMID D., TABANDEH S., HAHTELA O., POURJAMAL S., KOZLOVA O., KROKER S., DICKMANN W., ZIMMERMANN L., WINZER G., MARTEL T., STEENEKEN P.G., NORTE R.A. and BRIAUDEAU S., “Photonic and Optomechanical Thermometry”, Optics, 2022, 3, 2, DOI: 10.3390/opt3020017

GAISER C., FELLMUTH B., GAVIOSO R.M., KALEMCI M., KYTIN V., NAKANO T., POKHODUN A., ROURKE P.M.C., RUSBY R., SPARASCI F., STEUR P.P.M, TEW W.L., UNDERWOOD R., WHITE R., YANG I. and ZHANG J., “2022 Update for the Differences Between Thermodynamic Temperature and ITS-90 Below 335 K”, J. Phys. Chem. Ref. Data, 2022, 51, DOI: 10.1063/5.0131026.

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Communications

MACHIN G., SADLI M., PEARCE J., ENGERT J. and GAVIOSO R.M., “Towards realising the redefined kelvin”, SSRN Electronic Journal, DOI: 10.2139/ssrn.4108861, janvier 2022.

DOURI S., FLEURENCE N., HAMEURY J. and GOMES S., “SThM probe thermal response by two different models”, Forum des microscopistes, Saint-Valery-Sur-Somme, France, 7-13 mars 2022.

FLEURENCE N., DELVALLÉE A., DOURI S., HAMEURY J. and FELTIN N., “Traceability of thermal conductivity measurements by SThM technique to characterize nanowires”, Forum des microscopistes, Saint-Valery-Sur-Somme, France, poster, 7-13 mars 2022.

DOURI S., FLEURENCE N., HAMEURY J. and GOMES S., “SThM probe thermal response by 3D FEM”, Ecole d’été MONACOSTE: Modeling Nanomaterials for Energy Transport and Storage, Fréjus, France, poster, 8-13 mai 2022.

DELVALLEE A., CHIBANE L., FLEURENCE N., FLAHAUT E. and FELTIN N., “Correlative imaging of single graphene oxide flake including Raman microscopy technique: sample selection and limitations”, Ramanfest, Paris, France, poster, 15-16 septembre 2022.

SADLI M., “Implementation and dissemination of the redefined kelvin”, CAFMET 2022, Casablanca, Maroc, 16-19 mai 2022.

DOURI S., FLEURENCE N., HAMEURY J. and GOMES S., "SThM probe thermal response by 3D FEM", Nanoscale and Microscale Heat Transfer VII, Palerme, Italie, poster, 29 mai - 2 juin 2022.

FLEURENCE N., DOURI S., HAMEURY J. and FELTIN N., “Assessment of uncertainties in thermal conductivity measurements by SThM technique”, Nanoscale and Microscale Heat Transfer VII, Palerme, Italie, Poster, 29 mai - 2 juin 2022.

RAZOUK R., BEAUMONT O., HAMEURY J. and HAY B., « Vers la mise en place de références métrologiques en capacité thermique massique par calorimétrie à chute jusqu’à 3000 °C », SFT, 30e Congrès Français de Thermique, DOI : 10.25855/SFT2022-073, Valenciennes, France, poster, 31 mai - 3 juin 2022.

GEORGIN E., "Reference techniques implemented at LNE-CETIAT", 1st BIOFMET Stakeholders' Workshop, Lisbonne, Portugal, 2-3 juin 2022.

TALLAWI B. and SABOUROUX P., "Transfer standard developed at LNE-CETIAT", 1st BIOFMET Stakeholders' Workshop, Lisbonne, Portugal, 2-3 juin 2022.

E. FERREUX and al., “Optomechanical devices for fundamental measurements”, Les Houches School of Physics: Summer School “The New Mecanics”, Les Houches, France, Poster, 1-26 août 2022.

GOMES S., DILHAIRE S., FLEURENCE N., HORNY N., CHAPUIS P.-O., GRAUBY S., RAMPNOUX J.-M., PERNOT G., BONDAVALLI P., DOURI S., SOMMET R., CARISETTI D. and CHANEAC C., "Why is heat transport modelling required for nanometrology?", Société française de thermique, Journée thématique "Beyond Fourier", Paris, France, 9 septembre 2022.

HAY B., BEAUMONT O., RAZOUK R., FAILLEAU G. and HAMEURY J., “Recent developments at LNE in thermophysical properties metrology of solids at ultra-high temperatures”, 13th Asian Thermophysical Properties Conference (ATPC 2022), Sendai, Japon, 26-30 Septembre 2022.

FERREUX E., LOUBAR F., KOZLOVA O., BRAIVE R., BRIANT T. and BRIAUDEAU S., “Quantum Thermometry using an optomechanical crystal”, GdR MecaQ, 7th Annual Meeting, Bordeaux, France, 6-7 octobre 2022.

KOZLOVA O. and al., “Quantum Thermometry using Optomecanics”, DIM QuanTiP kick-off, Villetaneuse, France, poster, 10 novembre 2022.

Résumé de la thèse

Les travaux concernent le développement d’un nouvel étalon de pression absolue de gaz dans une gamme allant de 200 Pa à 20 kPa (soit 0,002 atm à 0, 2 atm). La méthode utilisée repose sur la mesure de l’indice de réfraction d’un gaz noble pur (hélium-4 ou argon) à l’aide d’un résonateur hyperfréquence. L’indice est déterminé par le rapport des fréquences de résonance à vide et sous pression mesurées à température constante. Connaissant la température thermodynamique du gaz et son indice de réfraction, on peut en calculer la pression. Ce principe est la réciproque de celui utilisé pour la thermométrie à gaz à indice de réfraction (RIGT) dans laquelle la température thermodynamique est déterminée à partir de la mesure de l’indice de réfraction du gaz et de sa pression maintenue constante. Le modèle de balayage de fréquence et les algorithmes d’ajustement tirent parti des travaux antérieurs du laboratoire sur la détermination de la constante de Boltzmann en vue de la redéfinition des unités du SI de 2019. Pour l’hélium-4, les mesures ont été effectuées à une température de 5,4 K à l’aide d’un résonateur quasi-sphérique en cuivre dont la cavité est recouverte d’une couche supraconductrice de niobium de 3 μm d’épaisseur. La supraconductivité permet d’améliorer le facteur de qualité Q du résonateur et par voie de conséquence la résolution en fréquence du système. La détermination de la pression bénéficie des très faibles incertitudes des coefficients du viriel des propriétés thermophysiques de l’hélium-4 obtenues par des calculs ab initio. Les mesures à l’argon ont été effectuées à une température de 90,4 K avec un résonateur en cuivre (sans traitement supraconducteur). À cette température, l’expérimentation est moins exigeante en matière de cryogénie et est donc plus simple à dupliquer.

Mots clés

étalon de pression, calculs ab initio, cavité hyperfréquence, supraconductivité, indice de réfraction, métrologie, manométrie, thermométrie, coefficient du viriel, hélium, argon

Texte intégral

Publications

ARO R., BEN AYOUB M.W., LEITO I., GEORGIN É. et SAVANIER B., "Calibration and Uncertainty Estimation for Water Content Measurement in Solids", International Journal of Thermophysics, 2021, 42, DOI:  10.1007/s10765-021-02796-y.

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BOURSON F., BRIAUDEAU S., SADLI M., ROUGIÉ B. et KOZLOVA O., “Realisation of the ITS-90 and thermodynamic temperature measurements above 960 °C using a monochromator-based radiance comparator”, Metrologia, , 2022, 59, DOI: 10.1088/1681-7575/ac3a67.

CHAMBON M., CHAUVENET B., DAVIS R., DUBARD J., LE FRIOUS F., SADLI M., VASLIN-REIMANN S. et WALLERAND J.-P., « Étalons métrologiques fondamentaux », Techniques de l’Ingénieur, 10 mars 2021, R50 V3, DOI : 10.51257/a-v3-r50.

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HAMEURY J., FAILLEAU G., ARDUINI M., MANARA J., KONONOGOVA E., ADIBEKYAN A., MONTE C., KIRMES A., PALACIO E. et SIMON H., “Assessment of uncertainties for measurements of total near-normal emissivity of low-emissivity foils with an industrial emissometer”, J. Sens. Sens. Syst., 2021, 10, 135-152, DOI: 10.5194/jsss-10-135-2021.

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PAN C.Z., SPARASCI F., ZHANG H.Y., GAMBETTE P., PLIMMER M., IMBRAGUGLIO D., GAVIOSO R.M., MOLDOVER M.R., GAO B. et PITRE L., “Acoustic measurement of the triple point of neon TNe and thermodynamic calibration of a transfer standard for accurate cryogenic thermometry”, Metrologia, 2021, 58, DOI: 10.1088/1681-7575/ac0711.

PAN C.Z., ZHANG H.Y., ROUILLÉ G., GAO B. et PITRE L., “Helmholtz Free Energy Equation of State for 3He-4He Mixtures at Temperatures Above 2.17 K”, J. Phys. Chem. Ref. Data, 2021, 50, DOI: 10.1063/5.0056087.

PERUZZI A., BOSMA R., TABANDEH S., FERNICOLA V. et GEORGIN E., "A comparison of relative humidity calibration facilities at temperatures up to 170 °C", Measurement, 2021, 189, DOI: 10.1016/j.measurement.2021.110435.

RAZOUK R., BEAUMONT O., HAMEURY J. et HAY B., “Towards accurate measurements of specific heat of solids by drop calorimetry up to 3000 °C”, Thermal Science and Engineering Progress, 2021, 26, DOI: 10.1016/j.tsep.2021.101130.

TODD A.D.W., ANHALT K., BLOEMBERGEN P., KHLEVNOY B.B., LOWE D.H., MACHIN G., SADLI M., SASAJIMA N. et SAUNDERS P., “On the uncertainties in the realization of the kelvin based on thermodynamic temperatures of high-temperature fixed-point cells”, Metrologia, 2021, 58, DOI: 10.1088/1681-7575/abe9c5.

Communications

MACHIN G., SADLI M., PEARCE J., ENGERT J. et GAVIOSO R.M., “Progress in Realising the Redefined Kelvin”, SMSI 2021, conférence en ligne, 3-6 mai 2021, DOI 10.5162/SMSI2021/PT4.

FLEURENCE N., "Metrology for thermal properties of thermoelectrical micro/nano devices", 1re plénière GdR NAME, visioconférence, 19-21 mai 2021.

RAZOUK R., BEAUMONT O., HAMEURY J. et HAY B., “Towards accurate measurements of specific heat of solids by drop calorimetry up to 3 000 °C”, 24th Kalorimetrietage, Braunschweig, Allemagne, 26-28 mai 2021.

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PAN C.Z., HAN D.X., ZHANG H.Y., PLIMMER M., LUO E.C., GAO B. et PITRE L., “Numerical and Experimental Study of the Hydrostatic Pressure Correction in Gas Thermometry: A Case in the SPRIGT (PaperID 4611)”, Twenty-First Symposium On Thermophysical Properties, Boulder, États-Unis, 20-25 juin 2021.

RAZOUK R., BEAUMONT O., HAMEURY J. et HAY B, “Towards accurate measurements of specific heat of solids by drop calorimetry up to 3000 °C”, 8es Journées annuelles du GDR Thermodynamique des matériaux aux haute temperature (THERMATHT), Lyon, France, 2-3 septembre 2021.

BOURSON F., SADLI M., BRIAUDEAU S. et KOZLOVA O., “Characterisation and selection of high-temperature fixed point cells at the WC-C peritectic point (3022 K)”, 20e congrès international de Métrologie (CIM 2021), France, Lyon, 7-9 septembre 2021.

DOURI S., HAMEURY J., FELTIN N., HAY B., FLEURENCE N. et GOMES S., “Study of influencing parameters for thermal conductivity measurements at nanoscale by SThM technique”, 20e congrès international de Métrologie (CIM 2021), France, Lyon, 7-9 septembre 2021.

FLEURENCE N., DOURI S., ALLARD A., HAMEURY J., FELTIN N. et HAY B., “Protocol for improving calibration of SThM device and decreasing uncertainty associated to thermal conductivity measurements at nanoscale”, 20e congrès international de Métrologie (CIM 2021), France, Lyon, 7-9 septembre 2021.

HAY B., FLEURENCE N., RAZOUK R., BEAUMONT O., DAVEE G., GRELARD M., FAILLEAU G. et HAMEURY J., “An improved laser flash apparatus for measuring thermal diffusivity up to 3000 °C”, 20e congrès international de Métrologie (CIM 2021), France, Lyon, 7-9 septembre 2021.

MACHIN G., SADLI M., PEARCE J., ENGERT J. et GAVIOSO R.M., “Towards realising the redefined kelvin”, 20e congrès international de Métrologie (CIM 2021), France, Lyon, 7-9 septembre 2021.

SADLI M., MACHIN G., ANHALT K., MARTIN M.J., MANTILLA J.M., GIRARD F., FLORIO M., PEHLIVAN Ö., NASIBLI H., KAZOVICKÁ L., SASAJIMA N., LU X., KHLEVNOY B., GRIGORYEVA I. et TODD A., “New thermodynamic temperature references up to 3020 K”, 20e congrès international de Métrologie (CIM 2021), France, Lyon, 7-9 septembre 2021.

TALLAWI B., GEORGIN E. et SABOUROUX P., “Towards a metrological infrastructure to ensure traceability to SI of moisture using dielectric measurement”, 20e congrès international de Métrologie (CIM 2021), France, Lyon, 7-9 septembre 2021.

DOURI S., FLEURENCE N., HAMEURY J. et GOMES S., “Influencing parameters for thermal conductivity measurements by SThM technique: first results”, Seconde réunion plénière 2021 GdR NAME, ESIEE-Paris, Noisy le Grand, France, 4-6 octobre 2021.

DOURI S., FLEURENCE N., HAMEURY J. et GOMES S., « Traceability of thermal conductivity measurements at nanoscale by SThM technique and associated uncertainties”, Congrès C’Nano 2020/2021, Toulouse, France, 23 au 25 novembre 2021.

HAY B., CATALDI M., DENNER T., HARTMANN J., LORRETTE C., MILOŠEVIĆ N. et WU J., “Good practice guide on thermal diffusivity measurements by the laser flash method up to 3000 °C”, ZENODO, DOI: 10.5281/zenodo.5947919, 25décembre 2021.

HAY B., “Uncertainty assessment for thermal diffusivity measurement by laser flash method”, Tutoriel, ZENODO, DOI: 10.5281/zenodo.5804234, 25 décembre 2021.

Résumé de la thèse

Les recherches consacrées aux points fixes à haute température (PFHT) ont été intensifiées depuis 1996, suite à une recommandation du Comité Consultatif de Thermométrie de développer des références au-delà de 2000 °C. Les Laboratoires Nationaux de Métrologie se sont alors engagés dans le développement de PFHT construits à partir d'alliages de métal et de carbone. Ces points fixes ont montré des transitions de phase à des températures reproductibles indépendamment de la proportion de carbone dans le métal.

Les projets internationaux qui ont suivis les premiers développements ont permis d'accroitre la robustesse et la stabilité à long terme des points fixes et ont mis en évidence l'importance des conditions thermiques de mise en œuvre. Aujourd'hui ces points fixes montrent une reproductibilité de l'ordre de 0.1 °C et sont en voie de renforcer l'exactitude des mesures pyrométriques aux plus hautes températures, jusqu'ici limitée par l'incertitude d'extrapolation dans l'Echelle Internationale de Température (EIT-90).

Un projet de mesure par voie radiométrique de la température thermodynamique des PFHT les plus étudiés a été récemment mené. Les résultats de ces mesures absolues permettent aujourd'hui d'aborder la future mise-en-pratique du kelvin à haute température, par des méthodes de dissémination directe de la température thermodynamique sans recours à l'EIT-90. Ce document décrit les principales étapes depuis la conception de ces nouvelles références, jusqu'à la mesure de leur température thermodynamique.

Texte intégral

Résumé de la thèse

Cette thèse s’inscrit dans le cadre d’un projet européen de recherche intitulé METfnet (Metrology For Moisture in Solids). Au niveau industriel, les capteurs électriques de mesure de la teneur en eau dans les solides sont généralement mono fréquentiel. La fréquence de fonctionnement est choisie arbitrairement. Par contre, la sensibilité de la teneur en eau dépend du type de matériau et des liaisons d’eau existantes. D’une part, la fréquence de relaxation diélectrique de l’eau à l’état liquide est située dans la bande des Micro-ondes. D’autre part, la fréquence de relaxation diélectrique de l’eau liée dépend du matériau mais elle est dans la bande des Radiofréquences. En se basant sur cette hypothèse, le but de cette thèse consiste à analyser la sensibilité fréquentielle vis-à-vis les liaisons d’eau dans les solides en utilisant comme un paramètre intermédiaire la permittivité diélectrique complexe. La première partie du travail a eu pour objectif de valider deux cellules de mesure de type capacitive et coaxiale développées au CETIAT pour mesurer les caractéristiques diélectriques. Les deux cellules de mesure ont été validées pour mesurer la permittivité diélectrique complexe des liquides, solides et des produits humides dans la bande [1 MHz – 2 GHz] et une comparaison avec l’outil EpsiMu® développé par l’Institut Fresnel a été réalisée. En deuxième phase, nous étudions expérimentalement des matériaux humides en couplant la caractérisation électromagnétique avec la méthode thermo-coulométrique qui permet de mesurer et de distinguer sélectivement les liaisons d’eau existante dans un solide. À l’issue de cette phase, une étude paramétrique sur les spectres diélectriques complexes a été réalisée pour identifier des sensibilités par rapport aux fractions d’eau existantes. À titre d’exemples, cette étude a été appliquée sur différents matériaux comme le carton industriel, l’argile kaolinite ainsi que quelques produits monohydrates comme le α-D-Lactose et le calcium oxalate.

Texte intégral

Consultez la thèse : http://www.theses.fr/2018AIXM0228

Publications

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GAO B., ZHANG H., HAN D., PAN C., CHEN H., SONG Y., LIU W., HU J., KONG X., SPARASCI F., PLIMMER M., LUO E. et PITRE L., “Measurement of thermodynamic temperature between 5 K and 24.5 K with single-pressure refractive-index gas thermometry”, Metrologia, 57, 2020, DOI: 10.1088/1681-7575/ab84ca

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PAN C.Z., GAO B., SONG Y.N., ZHANG H.Y., HAN D.X., HU J.F., LIU W., CHEN H., PLIMMER M., SPARASCI F., LUO E.C., PITRE L., “Active suppression of temperature oscillation from a pulse-tube cryocooler in a cryogen-freecryostat: part 2. Experimental realization”, Cryogenics, 109, DOI: 10.1016/j.cryogenics.2020.103096

PAN C.Z., CHEN H., HAN D.X., ZHANG H.Y., PLIMMER M.D., IMBRAGUGLIO D., LUO E.C., GAO B., PITRE L., “Numerical and experimental study of the hydrostatic pressure correction in gas thermometry: A case in the SPRIGT”, Int. J. Thermophys, 41, 2020, DOI: 10.1007/s10765-020-02686-9

ZHANG H.Y., GAO B., LIU W.J., PAN C.Z., HAN D.X., LUO E.C., PITRE L., “Resonance frequency measurement with accuracy and stability at the 10−12 level in a copper microwave cavity below 26 K by experimental optimization”, Meas. Sci. Technol., 31, 2020, DOI: 10.1088/1361-6501/ab796e

Communications

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HAMEURY J., MANARA J., ARDUINI M.C., “Good-practice guide: Calibration of integrating spheres setups and total hemispherical near-normal reflectometers used for measurement of total hemispherical emissivity of low emissivity foils”, JRP EMIRIM, November 2020.

HAMEURY J., MANARA J., ARDUINI M.C., “Good-practice guide: Procedures for measurement of total near-normal emissivity of low emissivity foils enabling end-users to perform emissivity measurements on reflective foils with an uncertainty below 0.03 for emissivities below 0.1 by using integrating spheres setups or total hemispherical near normal reflectometers. Procedure for calculation of total hemispherical emissivity”, JRP EMIRIM, November 2020.