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Détecteur multibandes LIBS à base de réseaux horlographiques épais: conception optomécanique et gestion de l'innovation

Gagnon, Daniel (2012). Détecteur multibandes LIBS à base de réseaux horlographiques épais: conception optomécanique et gestion de l'innovation. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

La détection du soufre par spectroscopie optique comporte certaines difficultés parce que ses lignes d’émission atomique les plus intenses se situent dans l’ultraviolet sous vide, et sont absorbées par les molécules d’oxygène présentes dans l’air. Il est présenté dans ce mémoire un concept novateur pour la détection du soufre par Laser-Induced Breakdown Spectroscopy en utilisant les lignes d’émission atomique situées dans le proche infrarouge. Le concept propose l’utilisation de réseaux holographiques épais, aussi appelé réseaux de Bragg en volume, pour la sélection spectrale de la lumière émise par le plasma. Il est ainsi revu et illustré dans ce travail toute la conception optomécanique, la fabrication et les essais expérimentaux d’un prototype de détecteur multibande LIBS dédié à la détection du soufre. Le concept général du détecteur multibande LIBS ainsi que les résultats obtenus ont été présentés lors de NASLIBS 2011 aux États-Unis et un article portant sur le sujet a été publié dans une édition spéciale Laser-Induced Breakdown Spectroscopy du journal Applied Optics.

Pour transformer ce concept nouvellement breveté en succès commercial, la gestion de l’innovation en cause a été faite dans ce mémoire en utilisant la thématique des alliances appliqué au positionnement stratégique d’affaires structuré selon les trois axes Technologie – Produit – Marché. La structure même du mémoire calque cette approche systémique appliquée au paradigme de l’innovation ouverte. Des discussions avec un partenaire d’alliance stratégique et tactique confondu sont en cours afin de déployer le détecteur multibande LIBS au domaine minier.

Résumé anglais

Detection of sulfur by optical emission spectroscopy generally presents difficulties because the strongest lines are in the vacuum ultraviolet and therefore are readily absorbed by oxygen molecules in air. A novel concept for a low cost and efficient system to detect sulfur using near infrared lines by Laser-Induced Breakdown Spectroscopy is proposed in this thesis. The concept proposes to use customized thick holographic gratings, also referred as Volume Bragg Grating, for spectral filtering of the plasma light, and built-in custom electronics that amplify and integrate photodiodes output signals. In this work, the optomechanical design, manufacturing and trials of a multiband sensor’s prototype is reviewed. Preliminary results has been presented at NASLIBS 2011 and showed a limit of detection comparable to that of a conventional high-end system. An article describing the concept and results has been published in a special issue of the Applied Optics journal.

To turn this newly patented concept into commercial success, the management of the innovation has been performed by proposing strategic and tactic alliances for commercialisation purposes applied to strategic business positioning structured along the 3 axis Technology – Product – Market. Open innovation is here acting as the paradigm to efficiently reach the market. Discussion relative to strategic and tactic alliance is actually taking place for deployment of the LIBS multiband sensor in the mining industry.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie, concentration personnalisée. Bibliographie : pages 127-131.
Mots-clés libres: Soufre. Spectroscopie de plasma induit par laser. Réseau de Bragg. Holographie. Optomécanique. Innovations Gestion. détection, LIBS, conception optique, alliance
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Champliaud, Henri
Co-directeurs de mémoire/thèse:
Co-directeurs de mémoire/thèse
Verhaegen, Marc
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie
Date de dépôt: 10 juill. 2013 18:45
Dernière modification: 09 juin 2014 14:57
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1013

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