Etude et développement d’une chaine de traitement analogique du signal dédiée à la détection de particules en environnement sévère

Development of an analog processing chain dedicated to particles detection in harsh environment

• Auteur / Autrice : Sabrine Ben Krit
• Direction : Wenceslas Rahajandraibe, Karine Castellani-Coulié
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique, physique, micro et nanoélectronique
• Date : Soutenance le 17/12/2015
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'Ingénieur : Mécanique, Physique, Micro et Nanoélectronique (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Institut : Institut Matériaux Microélectronique Nanosciences de Provence (Marseille ; Toulon ; 2008-….)
• Jury : Président / Présidente : Gilles Micolau
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Rosine Coq Germanicus, Luigi Dilillo, Abdallah Lyoussi
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Laurent Bechou, Laurent Dusseau

Mots clés

Mots clés contrôlés

Détecteurs de fuites

Traitement du signal

Radioprotection

Réacteurs nucléaires

Mots clés libres

Sureté nucléaire

Détecteur de radiations

Chaine de traitement du signal

Environnement sévère

Nuclear safety

Radiation detector

Signal processing chain

Harsh environment

Résumé

Le travail présenté dans ce mémoire est basé sur l’étude et le développement d’une chaine analogique de traitement du signal destinée à la détection de particules issues d’un réacteur nucléaire. Le détecteur de radiations relatif à cette chaine, étant placé au cœur du réacteur (hautes températures et radiations), deux scénarii d’intégration de la chaine analogique en environnement sévère ont été étudiés. Tandis que le premier scénario consiste à placer le préamplificateur et l’amplificateur de mise en forme loin du détecteur, le deuxième est basé sur l’intégration de ces blocs analogiques en environnement contraint. Bien que le premier scénario ait démontré de bonnes performances en termes de linéarité et sensibilité, l’amélioration de la résolution digitale fournie par le système nous a mené à investiguer le placement de la chaine tout près du détecteur. Plusieurs études, basées sur l’évaluation de la fiabilité de la structure vis-à-vis des contraintes de l’environnement sévère ont été donc élaborées. De plus une solution innovante permettant une meilleure caractérisation de la particule incidente a été présentée et détaillée.

The work presented in this thesis is based on the study and development of an analog processing chain dedicated to the detection of particles delivred from a nuclear reactor. The radiation detector related to this chain, being placed at the heart of the reactor (high temperatures and radiation flux), two scenraii related to the integration of the analog chain in harsh environment were studied. While the first scenario consists on placing the preamplifier and the shaping amplifier away from the detector, the second is based on the integration of these analog blocks in harsh environment. Although the first scenario has proven good performances in terms of linearity and sensitivity, the improvement of the digital resolution provided by the system leaded us to investigate the placement of the chain close to the detector. Several studies based on the evaluation of the structure reliability under harsh environment constraints were thus elaborated. In addition, an innovative solution providing better characterization of the incident particle was presented and detailed.