L'objectif de ce travail de thèse a été d'évaluer le potentiel de la technique PolInSAR pour l'extraction des paramètres physiques de la forêt et la transposition de ce type d'analyse aux conditions spatiales. <br /><br />Des travaux antérieurs ont montré que cette technique était efficace pour l'estimation de la hauteur des arbres, qui peut être reliée à la biomasse aérienne par une relation allométrique, à partir de données acquises en bande L. La première partie de ces travaux a porté sur le développement de procédures d'inversions aux fréquences extrêmes du spectre généralement utilisé pour l'étude des surfaces naturelles, la bande X et la bande P, dans le contexte de données acquises par le système aéroporté RAMSES sur des forêts de pins. <br /><br />Ensuite, l'influence des paramètres système qui diffèrent le plus de l'aéroporté au satellitaire, la résolution et le rapport Signal à Bruit, est quantifiée sur la robustesse et la précision de l'inversion en bandes X, L et P afin d'en déterminer les limitations en conditions spatiales.

Au cours de cette thèse, nous avons étudié les mécanismes d'induction à l'origine de l'instabilité dynamo dans des écoulements de métaux liquides à grand nombre de Reynolds magnétique (Rm). Les écoulements considérés sont pleinement turbulents et présentent des fluctuations sur une large gamme d'échelles spatio-temporelles. En mesurant le champ induit lorsqu'un champ extérieur est appliqué à un écoulement de gallium liquide (Rm<5) ou de sodium liquide (Rm<50), nous nous sommes intéressé aux questions suivantes : Existe-t-il un effet coopératif des petites échelles de la turbulence pouvant contribuer au champ induit à grande échelle ? Si les résultats de la théorie de champ moyen suggèrent la possibilité d'un effet coopératif pouvant induire un champ magnétique à grande échelle, les mesures effectuées dans les expériences du tore de Perm, et VKG de Lyon, montrent que la contribution des petites échelles est négligeable devant celle des grandes échelles de l'écoulement. Comment décrire les effets d'induction produits par les mouvements à grande échelle ? En mesurant, à bas Rm(Rm<5), les profils de champ induit le long d'un rayon dans l'expérience VKG, nous montrons que l'écoulement de von Karman contrarotatif présente un comportement turbulent à grande échelle. L'écoulement passe 50% du temps dans des configurations très éloignées de sa structure moyenne, ce qui provoque de larges fluctuations des mécanismes d'induction, et peut les rendre inefficaces pendant des durées supérieures au temps de diffusion magnétique. Les résultats expérimentaux obtenus, tant dans le gallium que dans le sodium, suggèrent que le caractère turbulent de l'écoulement ne peut avoir qu'un impact faible sur le seuil de l'instabilité alors les fluctuations aux grandes échelles de l'écoulement peuvent remettre en question l'analyse cinématique basées sur le seul écoulement moyen.Dans une seconde partie de la thèse, nous explorons numériquement les mécanismes d'induction dans un écoulement constitué d'un ensemble de colonnes hélicitaires organisées le long d'un anneau. Pour un tel écoulement qui reproduit la structure des colonnes de Busse de la convection thermique dans le noyau terrestre, nous montrons, à l'aide d'une technique itérative, que des modes dipolaires et quadrupolaires peuvent être entretenus. Le quadrupôle semble toujours favorisé par rapport au dipôle et le bouclage du cycle dynamo se fait entre les composantes radiale et toroïdale du champ magnétique. Les résultats obtenus pour ce système simple soulignent le lien étroit existant entre la géométrie de l'expérience dynamo de Karlsruhe et le problème de la génération du champ magnétique terrestre dans le modèle de convection de Busse.

Ce travail est porté sur les propriétés structurales et optiques de structures à boîtes quantiques III-nitrures dopées avec des terres rares réalisées par épitaxie à jets moléculaires.<br />Pendant la croissance, les terres rares ont une influence drastique sur les boîtes, expliquée par les propriétés surfactantes des atomes de terres rares.<br />La caractérisation optique et structurale montre que les boîtes sont dopées efficacement avec les ions de Eu, Tm et Tb. D'autres localisations des terres rares ont été trouvées, par exemple, pour le Tm, à l'interface du GaN des boîtes et de l'AlN.<br />Ce travail s'intéresse aussi à la dynamique d'excitation de boîtes quantiques dopées aux terres rares. La photoluminescence de couleurs intéressantes est stable de la température de l'hélium liquide jusque la température ambiante.<br />Des structures à boîtes quantiques plus complexes sont aussi abordées : des boîtes InGaN:Eu QDs et des boîtes GaN co-dopées, importante pour la réalisation de composants.<br />Une attention particulière a été mise sur les couches de GaN dopé Eu, où différents sites pour l'Eu ont été mis en évidence près de surface et à l'intérieur de matériau.

Contenu:<br />Résumé de l'activité d'enseignement et de recherche du candidat<br />Curriculum Vitae du candidat

Pour une exploitation technologique possible en ingénierie électromécanique, nous considérons dans cette thèse l'étude dynamique et la synchronisation des dispositifs électromécaniques non-linéaires décrits par le système couplé constitué de l'oscillateur électrique de Duffing couplé magnétiquement et paramètriquement aux oscillateurs mécaniques linéaires en série et en parallèle. L'intérêt porté sur ces dispositifs électromécaniques revêt un caractère technologique indéniable, dû à sa présence dans plusieurs branches de l'ingénierie électromécanique. Nous étudions le comportement de ces dispositifs à travers les études analytique et numérique, et montrons que les phénomènes non-linéaires tels que: les phénomènes de résonances, d'anti-résonances, d'hystérésis et de multi-stabilité, les oscillations sous et super harmoniques, et le chaos peuvent être utilisé pour améliorer les perfectionnements à des taches industrielles. Le problème de synchronisation des états régulier et chaotique de ces dispositifs est aussi d'un grand intérêt pour des applications en ingénierie électromécanique.

Dans ce mémoire d'Habilitation à Diriger des Recherches sont présentées les études menées par Jean-Paul Crocombette entre 1996 et 2005 au Service de Recherches de Métallurgie Physique de la Direction de l'Energie Nucléaire à Saclay. <br />Le travail se place dans le cadre général des recherches en sciences des matériaux sur le vieillissement des oxydes d'intérêt pour le nucléaire, en particulier sous irradiation. Dans ce contexte, on a mené des études de modélisation à l'échelle atomique en abordant deux ingrédients élémentaires du vieillissement sous irradiation : les défauts ponctuels et les cascades de déplacements à l'aide de deux techniques de simulation complémentaires : les calculs de structure électronique dits ab initio et la dynamique moléculaire en potentiels empiriques.<br />La première partie du mémoire est consacrée aux études de défauts ponctuels : auto-défauts (lacune, interstitiel) ou dopants hétéro-atomiques. Après avoir rapidement rappelé l'énergétique des défauts ponctuels dans les oxydes, les particularités des calculs de défauts et la précision que l'on peut attendre de ce type de calcul, on présente les résultats obtenus sur le dioxyde d'uranium, l'oxygène dans l'argent et la silice amorphe.<br />La deuxième partie du mémoire s'intéresse aux cascades de déplacements atomiques créées par les noyaux de recul des désintégrations Α dans diverses matrices cristallines de stockage des actinides radioactifs. Les calculs de cascade donnent des éléments pour comprendre les mécanismes d'amorphisation sous irradiation de ces oxydes. On a ainsi prédit que l'amorphisation dans le zircon a lieu dans le coeur de chaque trace alors que dans le zirconate de lanthane, l'amorphisation se produit par accumulation de défauts ponctuels.<br />En fin de mémoire, on présente les perspectives ouvertes par ces études et les travaux en cours.

Dynamique et contrôle actif avec délai de la dynamique des structures mécaniques à potentiel φ6 monostable non borné, tel est le thème de ce travail qui se veut être une contribution à l'étude du contrôle de la dynamique des structures mécaniques régis par le potentiel φ6 monostable catastrophique. Le renchérissement actif de la structure consiste à utiliser le control actif pour modifier le mouvement de la structure. Nous présentons au chapitre I des systèmes physiques pouvant être modélisés par le modèle potentiel φ6 monostable catastrophique. Nous établissons que, les systèmes suivants : pendule inversé, poutres articulées aux deux extrémités, poutre élastique libre à une extrémité et fixée à l'autre, sont décrits par une équation identique à celle d'une particule se mouvant dans un potentiel φ6 monostable catastrophique. La condition du saut de puits de potentiel est obtenue de même que le critère d'apparition du chaos du fer à cheval, en utilisant la théorie de Melnikov. La simulation numérique de l'équation originale est faite pour compléter les analyses et les métamorphoses du bassin d'attraction sont observées. Le chapitre II est consacré au contrôle par sandwich et avec absorbeur piézoélectrique de la dynamique des structures mécaniques tel que présentés au chapitre I. Nous considérons dans le cas du contrôle par sandwich une stratégie consistant à coupler la structure non-linéare à une autre linéaire, la structure linéaire ici servant d'élément de contrôle utilisé pour réduire l'amplitude des vibrations de la structure non-linéaire. L'effet des paramètres de contrôle sur la dynamique du système sont analysés et la condition d'efficience du contrôle est obtenue. Nous obtenons approximativement le critère d'apparition du chaos dans le modèle contrôlé et l'effet des paramètres de gain de contrôle est analysé. Au chapitre III, nous considérons l'effet du retard entre la détection du mouvement de la structure et l'action restitué du système de contrôle. La stabilité du système sous contrôle est étudiée en utilisant le concept de Lyapunov et la méthode de subdivision du domaine. L'effet du délai sur la force critique conduisant à la réduction d'amplitude ou au saut du puits de potentiel est obtenu analytiquement et vérifié numériquement. L'effet de la stratégie de contrôle et du retard sur l'apparition du chaos de Melnikov est présenté. Notre étude s'achève par une conclusion générale résumant les résultats importants obtenus et faisant état de quelques problèmes rencontrés au cours de l'étude, puis de quelques perspectives en rapport avec le travail effectué.

Ce travail de thèse a pour objet la mise en oeuvre d'une méthode de calcul des états liés dans les structures à multipuits quantiques. Il participe ainsi à l'amélioration des outils de simulation permettant d'optimiser les composants avant leur réalisation. Nous présentons le modèle physique utilisé ainsi que les différentes méthodes couramment employées pour le calcul de ces états. Une comparaison avec le calcul par éléments finis du premier ordre montre un avantage majeur de notre approche dans des cas limites usuels comme le couplage de deux puits identiques ou le calcul des bandes de valence d'un puits quantique large, ainsi qu'en terme de rapidité. La finalité de ce calcul est l'évaluation du gain matériau, élément de base de la simulation des composants. Ce nouveau module vient compléter le simulateur BCBV dont nous rappelons les principaux modèles tels que celui de dérive-diffusion et du couplage électrique-optique en semi-classique. Cependant, la présence de zones quantiques peut nécessiter une approche par la matrice de densité pour rendre compte, de manière plus précise, des phénomènes de transport. Pour finir, nous tentons de comparer les résultats de la simulation du gain avec des mesures effectuées à partir de lasers de type Fabry-Pérot.

Le photochromisme est la propriété que possèdent certaines espèces chimiques de présenter une transformation réversible, induite par la lumière, entre deux états ayant des spectres d'absorption séparés. Suivant l'amplitude des modifications structurales photoinduites, la réaction peut se produire dans des milieux plus ou moins rigides. Dans ce travail, nous nous intéressons à la phase cristalline et plus particulièrement à l'étude des propriétés spectroscopiques de nano- et microcristaux de molécules organiques photochromes. Dans ce but, nous avons développé un banc de microspectroscopie avec une résolution de 500nm, nous permettant d'étudier des cristaux de taille submicrométrique. Lors de l'étude de monocristaux d'un diarylethene, nous avons observé un effet photomécanique original : la réaction photochrome s'accompagne dans ce cas de sauts pouvant mesurer jusqu'à 4mm pour des cristaux de taille micrométrique. D'autre part, lorsqu'on empêche les cristaux de sauter, on observe la formation d'un réseau de fractures parallèles et équidistantes à la surface des cristaux. Ces effets correspondent à la traduction macroscopique de l'accumulation de contraintes ponctuelles dans le cristal lors de la photoréaction. Nous défendons l'hypothèse selon laquelle sauts et fractures ont un antécédent commun : une déformation périodique de la surface qui pourrait être liée à une instabilité de Grinfeld.

La sonde couramment utilisée en microscopie NSOM consiste en une ouverture sub-longueur d'onde au bout d'une pointe diélectrique métallisée, ce qui permet d'atteindre une résolution optique de l'ordre de la taille de l'ouverture (soit 50 nm). Un concept prometteur consiste à remplacer l'ouverture par un matériau actif de taille sub-longueur d'ondes aussi petit qu'une seule molécule ou une nanoparticule semiconductrice. Dans ce schéma, la sonde active offre la possibilité d'obtenir une très haute résolution définie par la taille du nano-objet actif. Nous avons développé une méthode pour réaliser des pointes optiques actives pour l'optique en champ proche avec l'objectif de faire une nanosource de lumière stable utilisable à température ambiante et potentiellement capable d'offrir une résolution optique d'une dizaine de nanomètres. Une pointe optique métallisée est recouverte d'une fine couche de PMMA dans laquelle sont inclus des nanocristaux ou des nanorods de CdSe en faible densité. Pour ce faire, des pointes optiques spécifiques ont été préparées par attaque chimique suivie d'une métallisation. Elles ont en bout de pointe, une ouverture optique de l'ordre de 200 nm. L'évolution temporelle de la signature spectrale de ces sondes actives, couplée à l'analyse temporelle de leur émission dans un mode comptage de photons démontrent clairement qu'un très petit nombre de nanoparticules -voire une seule- sont actives en bout de pointe pour des taux de dilution de CdSe convenables. L'imagerie de surfaces test utilisant ces sondes actives sont actuellement en cours de réalisation.