Conception, réalisation et caractérisation de capteurs infrarouges à thermopiles : application à la détection de présence passive dans l'habitat - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2005

Conception, réalisation et caractérisation de capteurs infrarouges à thermopiles : application à la détection de présence passive dans l'habitat

Résumé

Nowadays, the developments of systems related to the security and the monitoring of people are generally based on the use of mono-points pyrolectric commercial detectors. Those sensors, allowing the detection of an individual moving in the field, exhibit two main limitations: they are not capable to sense an immobile presence and they are unable to provide any extra information, such as the direction of motions and the estimation of distances. Our research work is related to the passive monitoring in the field of smart home applications. It aims at the development of new generations of infrared sensors. After studying the principal materials allowing infrared detection and taking into account the specifications established for our application, we have selected the thermopile thermoelectric technology as the sensor technological platform. According to the general recommendations concerning the "Top-down" design of the microsystems, we have carried out the analytical modeling of the overall infrared detection system before engaging the steps of design and realization. From this conceptual step, several structures (total of 180) in the shape of unit sensors, matrices and vehicles tests were fabricated. Finally, we have developed a specific automated testbench and correlated the experimental characterizations to the analytical model. The results obtained show the validity of the concepts implemented and make it possible to engage as of now the development of static presence detectors.
A ce jour, les développements de systèmes liés à la sécurisation des biens et à la surveillance des personnes s'appuient le plus souvent sur l'usage de détecteurs commerciaux de type pyroélectriques mono-points, indiquant le passage d'une personne dans le champ. Ces détecteurs font apparaître deux limitations : l'impossibilité de détecter lorsque la personne à surveiller est immobile, et la nécessité dans certains cas, d'avoir des informations plus riches que la simple présence (direction des mouvements, estimation de la distance &). Notre travail de recherche se situe dans une perspective liée à la surveillance passive dans le domaine de l'habitat intelligent. Il vise le développement de capteurs infrarouges de nouvelles générations. Au terme d'une investigation sur les principaux matériaux permettant la détection infrarouge et compte tenu de la problématique et des spécifications que nous avons établies, le choix s'est porté sur une technologie thermoélectrique de type thermopile. Selon les recommandations générales concernant la conception "Top-down" des microsystèmes, nous avons fait un travail assez approfondi de modélisation analytique du système global de détection infrarouge avant d'engager les étapes de conception et de réalisation. A partir de cette démarche conceptuelle, plusieurs structures (au total 180) sous la forme de capteurs unitaires, matriciels et de véhicules tests ont été réalisées. Ce travail de recherche se termine par le développement d'un banc de mesures spécifique et la corrélation des caractérisations expérimentales avec le modèle élaboré. Les résultats obtenus montrent la validité des concepts mis en Suvre et permettent d'engager dès à présent le développement de détecteurs de présence statique.
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Dates et versions

tel-00088644 , version 1 (03-08-2006)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00088644 , version 1

Citer

Christophe Escriba. Conception, réalisation et caractérisation de capteurs infrarouges à thermopiles : application à la détection de présence passive dans l'habitat. Micro et nanotechnologies/Microélectronique. Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2005. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00088644⟩
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