Résumé
La société TMI-Orion, spécialisée dans les systèmes d’acquisition de paramètres physiques (pression, température, humidité, etc…) pour environnements difficiles, souhaite se diversifier notamment sur les marchés du nucléaire civil voire du spatial (New Space). La spécificité de ces deux marchés est la présence d’une contrainte radiative forte. La société, qui est à l’origine de la thèse, souhaite développer ses compétences vis-à-vis de la contrainte radiative pour pouvoir proposer des applications dans ces marchés. Cette thèse a donc été conduite avec comme objectif principale de fournir un maximum d’information sur la contrainte radiative à la société TMI-Orion. Nous avons donc identifié quatre axes de travail permettant de répondre à cette problématique. Dans le cadre de cette thèse nous avons commencé par décrire les environnements radiatifs rencontrés dans le domaine du spatial et dans le domaine du nucléaire civil. Puis les mécanismes d’interaction rayonnement-matière ont été définis. Enfin les effets des radiations sur l’électronique ont été décrits.Le deuxième axe de travail consiste en une étude des mécanismes de dégradation de composants électroniques élémentaires (transistors MOS et bipolaires) en fonction de la température à laquelle ils sont soumis pendant l’irradiation. L’effet des basses (jusqu’à 100 K) et hautes (jusqu’à 400 K) températures d’irradiation sur la dégradation de composants élémentaires a été étudié. Lors de cette étude nous avons aussi pu comparer la dégradation obtenue entre une irradiation au cobalt 60 et une irradiation aux rayons X.Le troisième axe de travail consiste en une étude par simulation portant sur le blindage face à la contrainte radiative. Dans le cadre de ce travail, nous avons développé deux codes de calcul sur GEANT4. Le premier permet d’étudier la dose déposée par une source de cobalt 60 pour différentes conditions de blindage. Le second permet de modéliser le générateur à rayons X présent au laboratoire IES afin d’obtenir son spectre en énergies. L’effet de différents filtres sur l’allure du spectre est aussi étudié.Le dernier axe de ce travail de thèse consiste en une étude de fiabilité complète sur les enregistreurs de donnés autonome développé par la société TMI-Orion. Un enregistreur en particulier, le PicoVACQ est utilisé comme exemple. La fiabilité de cet enregistreur a été calculée par une méthode analytique, étudiée grâce aux retours d’expériences disponibles au sein de la société, mesurée vis-à-vis de la contrainte thermique et mesurée vis-à-vis de la contrainte radiative. Pour finir la recherche d’un microcontrôleur, composant central d’un système d’acquisition de données, tolérant aux radiations a été effectuée. Un microcontrôleur en particulier semble présenter une bonne résistance à l’effet de dose et sera probablement un bon candidat pour les futurs projets de la société.