Soutenance mémoire
Le phénomène de réorganisation de la structure atomique
Un noyau, ayant reçu une énergie se trouve dans un état instable. Il passe vers un autre état pour retrouver la structure atomique d’un atome stable, il y a donc un phénomène de réorganisation. Ce passage d’un état instable vers un autre état plus stable (désintégration radioactive) ou vers l’état fondamental (excitation radioactive) s’accompagne toujours d’une émission d’onde électromagnétique ou de particule ionisant.
Principe du détecteur Geiger-Müller
Le détecteur Geiger-Müller est un détecteur à gaz qui a une tension de polarisation de l’ordre de 600V (région 5). Un passage des particules chargées sur le détecteur ionise le gaz et crée des pairs négaton-trou. Le phénomène de capture à l’intérieur du tube délivre un courant électrique qu’on peut convertir en impulsion proportionnelle aux nombres des particules qui traversent le détecteur. Il n’y a pas de spectrométrie possible, c’est un compteur d’activité qui donne un très bon rendement pour les rayonnements Bêta moins, mais un rendement médiocre pour les rayonnements gamma.
Introduction à la technique nucléaire
Les applications des techniques nucléaires sont reparties dans plusieurs domaines, notamment: la médecine, l’agronomie, l’élevage, l’industrie,… Les applications médicales des corps radioactifs sont très importantes. Ils permettent le traitement efficace et la guérison d’un certain nombre de cancers en raison de leur pouvoir destructeur des cellules à prolifération rapide. Parmi ces techniques, il y a la curiethérapie, la cobalthérapie, la radiologie par rayon X, la radiologie par rayon gamma ou gamma camera. Les méthodes isotopiques sont utilisées pour la mesure des polluants, elles permettent également en agroalimentaire d’étudier et d’améliorer l’utilisation des engrais chimiques. En élevage, les techniques nucléaires permettent la détermination du stade exacte du cycle de reproduction par le dosage de certaines hormones. Les irradiations industrielles et agroalimentaires permettent le prolongement de la conservation des produits agricoles, et la sterilisation des insectes.
Le microcontrôleur
Le microcontrôleur est un circuit électronique dans lequel on a regroupé le microprocesseur, la mémoire, les bus,… C’est un circuit intégrant une certaine quantité de mémoire de différents types où se trouvent bien rangés, les instructions exécutables (le programme), les variables, les constantes, une ALU, des ports d’entrées et sorties, des registres de traitement de programmes. Il sert à piloter des automatismes à être “ l’intelligence ” des appareils.
CONCLUSION
La totalité de ce travail a été réalisé en trois étapes :
La première étape concerne la mise en place des différents modules sur le système. C’est à dire, le côté pratique du travail dans lequel il a fallu de bonnes idées. En effet, la présentation du système exige le professionnalisme. Les obstacles furent donc nombreux comme par exemple la réalisation du support et de la protection du compteur Geïger Muller. De ce fait, il est nécessaire de recourir à plusieurs modèles pour aboutir à celui qui soit présentable et approprié.
La deuxième étape fut consacrée sur le plan software. Elle concerne l’amélioration et l’écriture du programme sur Bascom AVR et aussi la compréhension et l’étude du programme interface utilisateur sur TESTPOINT. La recherche des erreurs de programmes, et trouver une amélioration pour celle existant nécessite une grande patience. Bien que la partie matérielle et la partie logicielle soient deux choses différentes, des erreurs de programmes conduit quelquefois à un problème matériel comme la coupure d’un fusible de protection.
La dernière étape est la vérification expérimentale du système. Les mesures ont été faites sur le Cobalt-60 et bien d’autres sources radioactives. Ces mesures ont démontré que le système est tout à fait capable de déterminer et de distinguer l’état radioactif d’un milieu, son niveau de radioactivité ; mais il ne peut pas déterminer le mode de désintégration existant car il ne peut pas faire de la spectrométrie. Ce qui n’est d’ailleurs pas réalisable car le système utilise un détecteur Geiger Müller.
PERSPECTIVE
Comme le prototype est étudié partiellement plusieurs améliorations sont toujours possibles et de plus il est basé sur un microcontrôleur puissant, les ressources sont donc nombreuses. Le détecteur est polarisé par haute tension, mais cette polarisation se fait directement de 0 V à 500 V lors de la mise sous tension. Ce qui a un effet indésirable pour la protection des détecteurs. Augmenter la tension de polarisation par palier de 0 à 500 V est une étude future qui entre dans la protection du détecteur. D’autre part, on peut aussi adjoindre à bord du prototype une caméra de vidéosurveillance pour que le véhicule puisse accéder à des endroits auxquels la vision du manipulateur est limitée, et aussi des détecteurs anti-collisions pour éviter les chocs dues à des fausses manipulations. De même, on peut aussi concevoir un module ou implémenter un composant qui permet de mesurer la distance parcourue par le mobile et intégrer un sous programme correspondant dans Bascom.
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Table des matières
INTRODUCTION
Chapitre I : Partie théorique
1. Introduction à la physique nucléaire
1.1. Le physique atomique [1]
1.1.1- Les modèles atomiques
Modèle planétaire de Rutherford
Modèle de Bohr
Théorie quantique
1.1.2. Le noyau
1.1.3. Le phénomène de réorganisation de la structure atomique
1.1.4. La radioactivité
1.2. Interaction des rayonnements électromagnétiques avec la matière
1.2.1. Effet photoélectrique
1.2.2. Effet Compton
1.2.3. Création de paire
1.2.4. Importance relative des trois effets
1.3. La détection des rayonnements ionisants
1.3.1. Origine des rayons gamma
1.3.2. Rôles des détecteurs de rayonnements
1.3.3. Principe fondamental de la détection
1.3.4. Paramètres caractérisant un détecteur [1]
Coefficient d’absorption
Résolution
Efficacité de détection
1.3.5. Détecteurs à gaz
Principe
Différents types de compteurs à gaz
Principe du détecteur Geiger-Müller
1.4. Introduction à la technique nucléaire [4]
2. systèmes à microprocesseur
2.1. Logique numérique
2.1.1. Langage machine
2.1.2. Système de numération [1]
Système de numération binaire ou à base deux
Système de numération décimal
Système de numération hexadécimal ou à base seize
Equivalences ou relations entre chaque système
2.2. Systèmes à microprocesseurs
2.2.1. Microprocesseur
Fonctionnement
2.2.2. Bus
Bus de donnée
Bus d’adresse
Bus de commande
2.2.3. Le microcontrôleur
2.3. Le microprocesseur Atmega128 [6],[7
2.3.1. Architecture générale
Schématique interne
Configuration des broches
Cartographie mémoire
Interruptions
Madagascar I.N.S.T.N I
Entrées sorties
Convertisseur analogique numérique
Timers
USART
SPI
CHAPITRE II : METHODOLOGIE
1. Les différentes parties du véhicule
2. Le contrôleur de vitesse des moteurs [8]
2.1. Principe
2.2. Fonctionnement
2.2.1. Inductances et capacités
2.2.2. Perte de puissance
2.2.3. Circuits de contrôle de la vitesse
2.2.4. Régénération
2.2.5. Montage « full-bridge »
2.2.5. Génération de signal PWM
2.2.6. Schéma synoptique du contrôleur de vitesses
3. Le detecteur pancake
4. La haute tension
4.1. Introduction
4.2. Méthode
5. Les outils informatiques
4.1. BASCOM AVR
4.1.1. Présentation
5.1.2. Programmation
Variable
Noms des variables
Types de variables
Les boucles
Les opérateurs
5.2. TESTPOINT
5.2.1. Présentation
5.2.2. Caractéristiques
Instrument de contrôle
Acquisition de données
Analyse
Interface utilisateur
5.2.3. Présentation de l’interface utilisateur
6. Le module transmetteur radiofréquence. « WIZ-SML-IA » [12]
Chapitre III : PARTIE PRATIQUE
1. partie matérielle ou hardware
1.1. Support du détecteur
1.2. Manette de contrôle
1.3. Carte de commande des moteurs
1.4. Carte du générateur de la haute tension
2. partie logiciel
2.1. Programmation sur Bascom
2.1.1. Initialisation du programme
2.1.2. Généralité du programme
2.1.3. Lecture et comptage des évènements
2.1.4. Déplacement
3. mesures et calcul d’erreurs
3.1. Mesures avec le robot-véhicule
Madagascar I.N.S.T.N II
3.2. Mesure avec le « mini-con »
Chapitre IV : RESULTATS ET DISCUSSIONS
1. Les bruits de fonds
Discussion
2. Les mesures éxperimentales
Discussions
Interprétation
3. Conclusion
chapitre V. CONCLUSION GENERALE
1. CONCLUSION
2. Perspective
BIBLIOGRAPHIE
ANNEXES
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