La physique des hautes pressions, et particulièrement la mesure des équations d'état, s'est développée pour répondre aux besoins d'autres disciplines où la connaissance quantitative du comportement de la matière fortement comprimée est fondamentale. Ainsi, en géophysique, la compréhension de la structure interne de la terre1 dépend de l'équation d'état du fer et de ses propriétés physiques 2 . Une situation similaire se rencontre en planétologie pour d'autres éléments (structure de Jupiter et équation d'état de l'hydrogène3 , structure d'Uranus et équation d'état de l'eau4 ...). Plus généralement, l'équation d'état des matériaux constituant un objet astrophysique intervient nécessairement dans l'étude théorique de sa structure interne pour fermer le système des équations de l'hydrostatique5 .

Cette thèse a initié en France la thématique des cellules solaires à hétérojonctions a-Si:H/c-Si. Cette technologie consiste à déposer des couches de silicium amorphe sur des substrats de silicium cristallin ce qui présente l'avantage (par rapport aux homojonctions) de fabriquer des cellules solaires à haut rendement entièrement à basse température (< 200 °C). Elle permet aussi de réaliser plus aisément des cellules sur substrats c-Si très minces (< 150 µm). Les sub-strats utilisés sont ici essentiellement des c-Si de type p. Les couches a-Si:H, pm-Si:H ou µc-Si sont déposées par RF-PECVD. Une attention particulière est portée au dépôt d'ITO, aux étapes de nettoyage et à la reproductibilité. Les cellules solaires ont été développées dans un souci constant d'industrialisation : grande surface (25 cm2) et métallisations bas coût sérigraphiées. Malgré cela, les rendements ont progressé de 9% à 17 % avec les meilleurs Vco compris entre 660 mV et 677 mV (à l'époque un record). Une excellente passivation a été obtenue avec une vitesse de recombinaison de 16 cm/s moyennée sur 25 cm2. Un travail plus théorique associant mesures ellipsométriques in situ, mesures HR-TEM et mesures de capacité, SIMS et simulations a permis d'obtenir plusieurs résultats originaux et de montrer que la physique des cellules à hétérojonctions a-Si:H/c-Si était encore mal comprise. Des paradoxes ont été découverts et élucidés concernant le rôle du « bombardement ionique », de la croissance épitaxiale et des discontinuités de bande. Une conclusion essentielle est que les discontinuités de bande du système a-Si:H/c-Si ne sont pas constantes et que leur valeur dépend (notamment) du contenu en hydrogène. Cela ouvre la voie à une ingénierie des discontinuités de bande des cellules solaires à hétérojonctions.

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Cette thèse de doctorat traite de la mesure du dioxyde de carbone atmosphérique par LIDAR DIAL et plus particulièrement de la potentialité d'une mesure spatiale. Le CO2 est le deuxième gaz à effet de serre dans l'atmosphère et le premier d'origine anthropique. Afin de pouvoir prédire l'évolution du changement climatique et du climat il est nécessaire de pouvoir prédire l'évolution de ce gaz dans l'atmosphère. Cependant, le cycle du carbone est encore mal compris et des inconnues subsistent notamment sur la localisation des sources et des puits de carbone à la surface de la Terre. Afin de déterminer avec précision ces puits et ces sources, il est nécessaire de pouvoir caractériser avec précision les flux de surface du CO2 atmosphérique. Les stations de mesure au sol étant trop éparses, il est nécessaire d'avoir accès à une mesure globale du CO2. Cependant, les premières missions spatiales passives souffrent de limitations et ne permettent pas d'accéder à la précision requise pour contraindre les flux. C'est pourquoi une mesure active utilisant la technique LIDAR à absorption différentielle DIAL est étudiée ici. Ce travail en amont vise à préparer une telle mission, afin d'atteindre les précisions requises. Dans un premier temps, la raie d'absorption la plus appropriée est sélectionnée et j'énonce les précisions devant être atteintes sur la mesure. Dans une deuxième partie, l'étude spectroscopique de cette raie d'absorption (raie R 30 de la bande (2001)III

Les cadhérines classiques sont des glycoprotéines transmembranaires impliquées dans l'adhésion, mais aussi dans diverses fonctions comme la différenciation ou la ségrégation cellulaire. L'interaction adhésive, dont les mécanismes moléculaires restent mal connus ou controversés, est mise en place par les 5 motifs répétés (EC) du segment extracellulaire. Le but de ce travail a été de déterminer le rôle de deux éléments très conservés: le tryptophane (Trp2) et les ions calcium (Ca2+) dans ce mécanisme moléculaire. La Chambre à Flux Laminaire, une approche très sensible, nous a permis l'étude des paramètres cinétiques d'interaction entre fragments EC12 de la E-cadhérine, à l'échelle de la liaison unique. Le Trp2 favorise la formation et la stabilité des interactions qui semblent se dérouler en au moins deux étapes. Un processus inattendu a été révélé où une des deux molécules suffirait à initier l'interaction. L'existence d'un complexe intermédiaire dissymétrique suggère un renforcement du contact par oligomérisation des cadhérines. La fixation coopérative de 3 ions Ca2+ entre EC1 et EC2 a été mesurée très précisément par spectrométrie de masse en conditions non dénaturantes. La forte affinité (KD=23μM) suggère que cette fixation est toujours réalisée aux concentrations physiologiques de Ca2+. Ces ions, nécessaires à la conformation active, ne moduleraient pas la cinétique d'interaction, mais seraient essentiels à la résistance de la liaison soumise à une force de dissociation. Ces résultats nous aident à mieux comprendre les processus moléculaires permettant à la fois le maintien de la cohésion cellulaire et la plasticité de l'adhésion réalisée par les cadhérines.

Many complex systems in Nature are multifractal, a feature closely related to scale invariance. Multifractality is ubiquitous and so it can be found in systems as diverse as marine turbulence, econometric series, heartbeat dynamics and the solar magnetic field. In recent years, there has been growing interest in modelling the multifractal structure in these systems. This has improved our understanding of certain phenomena and has opened the way for applications such as reduction of coding redundancy, reconstruction of data gaps and forecasting of multifractal variables. Exhaustive multifractal characterization of experimental data is needed for tuning parameters of the models. The design of appro- priate algorithms to achieve this purpose remains a major challenge, since discretization, gaps, noise and long-range correlations require ad- vanced processing, especially since multifractal signals are not smooth: due to scale invariance, they are intrinsically uneven and intermittent. In the present study, we introduce a formalism for multifractal data based on microcanonical cascades. We show that with appropri- ate selection of the representation basis, we greatly improve inference capabilities in a robust fashion. In addition, we show two applications of microcanonical cascades: first, forecasting of stock market series; and second, detection of interscale heat transfer in the ocean.

La thèse montre des solutions pour la réalisation de circuits photoniques intégrés utilisant le caractère volumétrique et les très faibles pertes en propagation des solitons spatiaux . On s'intéresse aux élément de base: interconnections, sources et router optique (comme dispositif d'élaboration). Interconnections et sources sont réalisé dans le niobat de lithium (LN) qui fournis des structures avec une très longe durée temporelle. Le fonctionnement d'un router optique est démontré dans le semiconducteur photorefractif (PR) InP:Fe en raison de sa sensitivité aux longueurs d'onde infrarouges (IR) et à son temps de réponse rapide. On montre que les pertes en propagation dans les interconnections solitoniques peuvent être réduites à nouveau en utilisant un faisceau en polarisation ordinaire qui augmente la variation d'indice de réfraction induite. La réalisation de sources intégrées solitoniques est étudié pour avoir émission en bleu à 400nm et en IR à 1530nm. Celles en bleu sont obtenues par génération de deuxième harmonique ; le rôle du bleu pour la formation des solitons est montré et ses propriété physiques étudiées. Celles en IR sont obtenues en dopant le LN avec des ions (actifs) d'erbium. Leurs effets sur les paramètres PR sont présentés et les solitons spatiaux sont obtenus en excitant l'absorption soit du LN soit de l'erbium. L'amplification de la luminescence est étudié numériquement. Le routage optique dans le InP :Fe est obtenu en faisant interagir deux solitons cohérents et en changeant leur phase relative. L'augmentation de la séparation ou leur fusion est analysé en fonctionne de la distance entre eux, température et intensité de la lumière.

Les émulsions de type huile-dans-eau jouent un rôle important lors des opérations de ré-injection des eaux de production (PWRI). Ce travail s'intéresse à l'écoulement /rétention de ce type d'émulsions en milieux poreux et à leur impact sur l'injectivité. Deux mécanismes fondamentaux sont distingué selon la valeur du Jamming ratio Jr (taille des restrictions /taille des gouttes): le dépôt dit de surface aux forts Jr et le "straining" (blocage, par le forces capillaires, d'une ou plusieurs gouttes à l'amont d'une restriction) aux faibles Jr.Ce document traite, d'abord, de la physicochimie du dépôt de surface. L'étude en fonction de différents paramètres, tels que la salinité et le débit, permis de décrire la structure et la cinétique du dépôt. Nous avons notamment mis en évidence la formation d'une monocouche compacte é gouttelettes individuelles et montré que la cinétique du dépôt vérifie les lois d'échelle développées pour les colloïdes. L'ensemble de nos résulta conforte la similarité de comportement entre les émulsions stables et diluées et les systèmes colloïdaux.Ensuite, le "straining" est mis en évidence et discuté en fonction des distributions en taille -des restrictions et des gouttes- et des valeurs du nombi capillaire.Enfin, nous avons établi que l'endommagement associé au dépôt de surface peut être très significatif et que les pertes d'injectivité sont prédictibles par une loi de Poiseuille modifiée. Pour le "straining", l'impact est encore plus sévère mais sa vitesse de propagation est plus lente.En conclusion, l'effet de ce type d'émulsion doit être pris en compte pour minimiser les risques et optimiser le schéma de réinjection.

Les collisions d'ions lourds ultra-relativistes permettent d'étudier les propriétés de la matière nucléaire soumise à des conditions extrêmes de température et/ou de pression. Dans ces conditions, celle-ci pourrait subir une transition de phase vers un nouvel état appelé : Plasma de Quarks et de Gluons (QGP). Un premier indice de la formation du QGP a pu être observé au SPS du CERN par l'expérience NA50 à travers la suppression anormale du taux de production du méson J/$\psi$, via sa désintégration en deux muons, dans les collisions Pb - Pb.<br />L'étude des paires de leptons joue un rôle crucial dans les expériences d'ions lourds. En effet, l'absence significative de ré-interactions avec l'environnement hadronique fait des dileptons une sonde idéale des premiers instants de la collision. De plus, les mésons vecteurs produits dans les collisions ($\rho$, $\omega$, $\fi$, J/$\psi$) peuvent être détectés à travers leur désintégration en paires de leptons. L'expérience NA60, qui succède à NA50, étudie la production des dimuons dans les collisions In - In à 158 GeV/c/nucléon. Les motivations de l'expérience ainsi que ses différentes étapes seront décrites.<br />Le dispositif expérimental de NA60 comporte dans la région cible du spectromètre à muons de NA50 un ensemble de détecteurs de pixels (le télescope de vertex) disposés dans un champ magnétique. Ils permettent d'accéder aux caractéristiques cinématiques des traces des muons avant leur passage dans l'absorbeur hadronique et de déterminer avec précision le vertex d'interaction. Ce télescope de vertex permet également de mesurer la distance dans le plan transverse passant par le vertex de chacun des muons de la paire par rapport au vertex. Cette capacité est essentielle pour séparer des phénomènes prompts de ceux provenant de la décroissance de résonances.<br />Nous présenterons une méthode de reconstruction des traces dans le télescope de vertex dans les collisions d'ions lourds basée sur l'Analyse en Composantes Principales (ACP). Les principaux sujets d'étude de l'expérience NA60 décrits dans ce mémoire concernent les modifications du méson $\rho$ dans le milieu dense et chaud créé par la collision, l'origine de l'excès de dimuons observé pour des masses intermédiaires entre celles du f et du J/$\psi$ et l'étude de la suppression anormale du J/$\psi$. En particulier, le taux de production du J/$\psi$ est étudié en fonction de la multiplicité des traces dans le télescope de vertex. Pour chacun des sujets abordés, les résultats fournis pas NA60 ont permis une avancée significative dans la compréhension de la physique des ions lourds aux énergies du SPS.

Les nanoparticules d'oxydes dopés par des lanthanides sont d'un intérêt particulier pour leur luminescence propre à la nature des ions dopants et non à la taille du matériau. La voie colloïdale est souvent la méthode la mieux adaptée pour obtenir des objets nanométriques, individualisés, bien cristallisés et dispersables dans un milieu donné avec une fluorescence optimisée. Toutefois, elle reste difficile à réaliser pour ces matériaux de température de cristallisation élevée et conduit à des nanocristaux dont les propriétés physiques sont généralement altérées par les défauts cristallins. Ce travail de thèse a ainsi été consacré à l'élaboration de nanoparticules YVO4:Ln parfaitement monocristallines et à l'étude de leurs propriétés optiques. Les nanocristaux formés sont issus d'une synthèse colloïdale suivie d'un traitement thermique dans une matrice de silice mésoporeuse. Les particules obtenues sont monocristallines, nanométriques (40 nm) et stables dans l'eau. Les spectres de luminescence des particules YVO4:Ln sont semblables à ceux des matériaux microniques. Avec un dopage par Eu3+, les rendements de luminescence atteignent 40%. Cette valeur, plus faible que pour le massif (68%), s'explique par la limitation induite par un indice de réfraction plus faible que dans le monocristal massif. Avec un codopage par Yb3+ et Er3+, le phénomène d'upconversion a été observé et étudié pour la 1ère fois en solution aqueuse. Ces nanoparticules sont des convertisseurs relativement efficaces de photons infrarouges en photons visibles. Les particules YVO4:Eu ont par ailleurs été fonctionnalisées pour être utilisées comme sondes biologiques.