Thèse soutenue

Étude expérimentale et simulation des événements singuliers induits par des neutrons issus d’accélérateurs et impacts sur la qualification
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Auteur / Autrice : Matteo Cecchetto
Direction : Frédéric Wrobel
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Électronique
Date : Soutenance le 13/04/2021
Etablissement(s) : Montpellier
Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Information, Structures, Systèmes
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut d'électronique et des systèmes (Montpellier)
Jury : Examinateurs / Examinatrices : Frédéric Wrobel, Jean-Luc Autran, Florent Miller, Frédéric Saigné, Rubén Garcia Alia, Jean Luc Leray
Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Luc Autran, Florent Miller

Mots clés

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Résumé

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Les composants et systèmes électroniques qui fonctionnent dans l'accélérateur Grand collisionneur de hadrons (LHC) au CERN sont soumis à un environnement radiatif à champ mixte, composé principalement de neutrons ayant des énergies allant des énergies thermiques jusqu'à quelques GeV. Cette thèse vise à déterminer l'impact des neutrons thermiques et d'énergie intermédiaire (0.2-20 MeV) par rapport aux particules hautement énergétiques sur les taux de Single Event Upset (SEU) et de Latch-up (SEL) induits dans des composants COTS (Commercial-Off-The-Shelf), généralement utilisés dans les systèmes d'accélérateurs.Les environnements radiatifs dans l'accélérateur sont décrits en différents endroits. Ils sont caractérisés et comparés aux spectres au niveau du sol et de l'atmosphère à différentes altitudes. Les processus nucléaires inélastiques et élastiques par lesquels des neutrons de différentes énergies induisent des événements singuliers (SEE) sont largement étudiés par le biais de simulations Monte Carlo, en termes de particules secondaires produites et de leurs propriétés. Les composants électroniques sont caractérisés expérimentalement dans des installations mono-énergétiques et de spallation, et les sections efficaces aux SEE sont comparées avec les simulations Monte Carlo, pour lesquelles le dépôt d'énergie est associé à la probabilité de SEE.À partir de ces études, le taux des SEE est estimé pour des applications d'accélérateur et atmosphérique et mis dans le contexte des approches de qualification au niveau des composants et des systèmes utilisés dans ces environnements. Les implications de qualification sont dérivées de la simulation et de l'étude expérimentale combinées. Cela permet de déterminer l'approche pour quantifier les contributions des neutrons thermiques et d'énergie intermédiaire. Au final, la méthodologie permet tenue des composants aux radiations (RHA) en se basant sur des résultats expérimentaux à champ mixte et mono-énergétiques et des connaissances consolidées de l'environnement opérationnel et des effets associés.