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Les résultats des différentes expériences réalisées à ce jour avec les techniques photoacoustiques utilisées dans leur interprétation des théories simplifiées, souvent unidimensionnelles et négligeant le couplage des ondes thermiques et élastiques. Un modèle thermofluidique a été proposé récemment dans le cadre d'hypothèses simplificatrices. Nous avons donc mis au point un programme d'éléments finis pour la résolution numérique de ces équations, fondé principalement sur un algorithme développé à l'École Polytechnique. Ce programme, d'une grande précision, compte tenu des faibles variations de température (10^-2 °C) et des faibles déplacements (10^-9 m) générés par l'effet photoacoustique, permet de prédire l'amplitude et la phase …
La spectroscopie photoacoustique offre beaucoup d'avantages face aux autres techniques usuelles : en particulier, l'analyse des matériaux fortement absorbants ainsi que la possibilité d'obtenir des spectres de solides opaques. Le couplage de cette technique avec la spectroscopie par transformée de Fourier présente donc un intérêt certain pour les spectroscopistes. Nous avons entrepris des travaux pour en réaliser une application. À cet effet, nous avons conçu une cellule "maison" (Polytechnique) avec le spectromètre FT Digilab FTS 15 / C/D de type "rapid scan" de l'Université de Montréal. Cependant, la méthode quantitative devient difficile. Une normalisation est nécessaire pour les solides homogènes …
Le spectromètre photoacoustique présenté permet l'étude non destructive de matériaux pulvérulents ou liquides. La cellule contient: l'échantillon absorbant le rayonnement incident modulé, un gaz où diffuse la chaleur créée, un microphone détectant les variations de pression induites. Les échantillons ont les propriétés éventuelles suivantes: hétérogénéité, dilatation thermique, faible absorption optique, diffusion optique. L'analyse du signal décompose P qui en deux parties: une en phase Pph et une en quadrature de phase Pqu avec l'excitation. En dehors des bandes d'absorption ces deux grandeurs déterminent la contribution S à la pression de la dilatation de l'échantillon. La phase de la deuxième contribution …