L'effet Hall quantique (EHQ), observé par exemple dans des gaz bidimensionnels d'électrons (2DEGS) à basse température et sous fort champ magnétique, a révolutionné la métrologie des résistances car il permet d'obtenir un étalon quantique de résistance qui ne dépend que de e et h (respectivement la charge de l'électron et la constante de Planck). Une des missions des métrologues est de développer les étalons en améliorant leurs performances ou en les rendant plus facile à mettre en oeuvre (travaillant à plus haute température ou plus faible champ magnétique). Dans ce contexte, la physique du graphène suscite l'intérêt pour une application en métrologie. Une monocouche de graphène est une feuille d'un seul atome d'épaisseur constituée d'atomes de carbone disposés en nid d'abeille. Une bicouche de graphène est formée par empilement de deux monocouches. Les écarts en énergie entre les premiers niveaux de Landau dans la monocouche et dans la bicouche sont supérieurs par rapport à ceux dans GaAs ce qui rend l'EHQ dans le graphène plus robuste et laisse envisager le développement d'un étalon plus pratique. Durant ma thèse, nous avons mis en place un protocole de fabrication de barres de Hall en graphène exfolié comprenant un repérage optique, des lithographies électroniques, la métallisation, la gravure plasma... L'utilisation de substrat de silicium oxydé en surface rend possible l'utilisation d'une grille en face arrière. En outre la géométrie des échantillons répond au mieux aux critères métrologiques (canal central large, prises de tension bien définies, ...). A basse température, le dopage résiduel obtenu après le recuit in situ est de l'ordre de 3-4x1011 cm-2. Les mobilités sont proches de 3000 cm2/(V.s) et 4000 cm2/(V.s) respectivement pour les échantillons monocouche et bicouche à la fois pour les électrons et les trous. Le transport mésoscopique a été caractérisé à basse température par des mesures de localisation faible et de fluctuations universelles de conductance. La longueur de cohérence que nous avons extraite est de l'ordre de 0.5 µm à 1.5 K. La résistance des contacts mesurée en régime d'EHQ est plutôt faible (typiquement quelques ohms). L'EHQ a été étudié en détail à basse température (300 mK < T <1.5 K) et sous fort champ magnétique (jusqu'à 18.5T) à la fois dans la monocouche et la bicouche en mesurant de manière précise la résistance de Hall (RH) et la résistance longitudinale (Rxx). Les mesures fines de RH sont réalisées à l'aide d'un pont de comparaison basé sur un Comparateur Cryogénique de Courant ; elles consistent à comparer indirectement l'EHQ dans l'échantillon de graphène à l'EHQ obtenu dans une barre de Hall en GaAs/AlGaAs qui est supposée fournir la valeur exacte RH/2. Nos mesures révèlent un accord entre la résistance de Hall dans le graphène et la valeur attendue avec une incertitude de quelques 10-7. Au plus faible courant et dans l'état de dissipation minimale (Rxx→0), nous avons obtenu un accord avec une incertitude relative de 3.10-7. Ce niveau de précision est principalement limité par la petite taille de nos échantillons et par les inhomogénéités de la densité qui y sont présents, ces deux caractéristiques amenant de faibles courants de rupture de l'EHQ (1-2 µA). Toutefois, nos résultats sont à ce jour les tests les plus précis concernant l'EHQ dans du graphène exfolié et les premiers tests sur une bicouche. Ils confirment le potentiel de l'EHQ dans le graphène pour une application en métrologie.

L'étude porte sur une couche de mélange plane horizontale générée par la rencontre de deux écoulements parallèles à vitesse et température différentes. Le mélange turbulent est analysé pour différentes conditions initiales en termes de gradients de vitesse et de température. On distingue en particulier des configurations en régime de stratification stable et instable sous l'effet des forces de flottabilité. L'analyse des corrélations entre les fluctuations de vitesse et de température s'appuie sur la technique expérimentale d'anémométrie à température de fil variable (PCTA), qui permet la mesure instantanée de la vitesse et de la température en un même point grâce à la variation périodique et par palier du coefficient de surchauffe du fil chaud utilisé. Un premier travail a consisté à étendre la technique PCTA à l'utilisation de fils croisés pour la mesure simultanée de la température et de deux composantes de la vitesse. Dans un premier temps, les statistiques en un point permettent d'identifier les caractéristiques de l'écoulement dans la région de similitude et d'y établir les équations de bilan pour l'énergie cinétique turbulente, l'intensité des fluctuations de température et les flux de quantité de mouvement et de chaleur. Il apparaît, vu les faibles nombres de Richardson en jeu (Rif<0,03), que les forces de flottabilité sont quasi-négligeables devant les moteurs principaux du mouvement. Pourtant, ce forçage thermique peu énergétique est suffisant, en configuration instable, pour augmenter significativement le taux d'expansion et la contrainte de cisaillement, ce qui correspond de fait à une augmentation de la production de turbulence. L'analyse des densités de probabilité jointes permet ensuite de mettre en évidence les mécanismes et évènements qui contribuent significativement aux flux transversaux de quantité de mouvement et de chaleur. Ces différentes contributions sont différenciées et quantifiées par une analyse en quadrants qui fait ressortir la prépondérance des mouvements d'entraînement et d'éjection. On examine enfin les statistiques en deux points associées aux incréments de vitesse et de température. Le comportement de ces incréments est étudié à travers leurs densités de probabilité et leurs coefficients de dissymétrie et d'aplatissement. Les exposants des fonctions de structure confirment l'intermittence plus grande de la température par rapport à celle de la vitesse. Les différents termes des équations de Kolmogorov et de Yaglom sont mesurés. L'équilibre de ces bilans par échelle permet de quantifier le terme qui intègre les différents forçages proposés dans la littérature.

La fonctionnalisation des surfaces permet d'en modifier leur comportement vis-à-vis des propriétés physico-chimiques de fluides. Nous avons restreint notre étude à la caractérisation par méthode acoustique des interfaces microstructurées silicium-fluide pour lesquelles une gravure physique d'un réseau de piliers de petites dimensions a été réalisée. Les propriétés de ces interfaces vis-à-vis des liquides dépendent de la géométrie des gravures, des propriétés du fluide et des conditions d'interaction du fluide avec la surface. Notre objectif a été de confronter des modèles de comportement en terme de mouillabilité de ces surfaces aux mesures des coefficients de réflexion des ondes ultrasonores. Une première étape du travail a consisté à modéliser le coefficient de réflexion d'une onde ultrasonore incidente sur une surface microtexturée en fonction de l'état du liquide sur la surface. Deux états physiques caractéristiques ont étés étudiés : l'état où le liquide reste au sommet des piliers (état Cassie) et celui où le liquide pénètre dans le réseau de piliers (état Wenzel). Deux modèles numériques ont été développés : le premier repose sur la modélisation par éléments finis utilisant COMSOL MULTIPHYSICS et le second modèle numérique utilise une méthode explicite aux différences finies.La technique expérimentale est fondée sur une méthode de mesure du coefficient de réflexion électrique d'un transducteur ultrasonore haute fréquence à l'aide d'un analyseur de réseau, qui permet après traitement d'en déduire le coefficient de réflexion à l'interface.Les résultats originaux obtenus démontrent qu'une onde acoustique de compression est sensible à l'état d'un liquide sur une surface microtexturée.

Nous définissons la résilience comme la capacité d'un Système Homme-Machine (SHM) à s'adapter positivement face à des situations critiques engendrées par des évènements sans précédent dont la fréquence d'occurrence est invraisemblable et dont les conséquences sur le système sont critiques voire catastrophiques.Nous présentons d'abord un état de l'art reposant sur le concept de résilience que nous positionnons par rapport aux approches classiques de la sureté de fonctionnement pour l'évaluation et la gestion des risques dans les SHM. Nous présentons ensuite des méthodes et des outils d'aide à la réaction et à la récupération des systèmes face à l'imprévu. Nous nous intéresserons également à l'apport des techniques d'apprentissage itératif pour le management de la résilience des SHM. Nous proposons alors une méthode d'évaluation de la résilience basée sur un couple d'indicateurs multicritères. Un estimateur reposant sur un réseau de neurones à apprentissage renforcé est proposé pour évaluer les indicateurs derésilience non mesurables ''en ligne''. Pour fiabiliser l'estimation, nous proposons unapprentissage itératif associé soit à un renforcement des paramètres d'estimation, soit à un renforcement de la base de connaissances, soit les deux simultanément.Nous appliquons nos propositions lors d'une simulation de vol d'un Groupe de Ravitaillement en Vol, composé d'un équipage tournant de 4 personnes. L'analyse des résultats expérimentaux montre la pertinence de nos contributions. Certaines perspectives de recherche sont ensuite abordées notamment l'extension de l'étude aux événements de criticité moindre et dont on disposerait d'une base de connaissances " experte ".

Les personnes amputées de membre inférieur (PAMI) sont très diversifiées. Ils'agit d'une population hétérogène, tant par ses origines que par ses niveaux d'amputation, ses capacités et ses projets de vie. A ces profils variés s'ajoutent une multitude de composants prothétiques ainsi que les différentes combinaisons possibles entre ces composants. Il est également important de prendre en compte les différents environnements auxquels la PAMI est confrontée quotidiennement. La Classification Internationale du Fonctionnement (CIF 2001) a été créée par l'Organisation Mondiale de la Santé et repose sur un modèle multidimensionnel. Elle est constituée de deux grandes parties : le fonctionnement d'une part et les facteurs contextuels d'autre part. Ce modèle est capable de décrire de manière globale les modifications de fonctionnement (handicap) à partir d'un problème de santé quelconque. Ainsi, une grande quantité d'informations peut être obtenues à partir du modèle de la CIF. Néanmoins, il demeure nécessaire de développer de nouveaux outils pour mieux exploiter ce modèle afin de le rendre plus intelligible et utilisable en pratique clinique courante. Pour cela, nous nous proposons d'utiliser l'Extraction de Connaissances à partir des Données (ECD). L'ECD est un processus non trivial d'identification des structures inconnues, valide et potentiellement exploitable dans les bases de données, qui permet de transformer un maximum d'informations en connaissances facilement exploitables. A partir du modèle de la CIF et conjointement avec des méthodes d'ECD, l'objectif de cette thèse est de caractériser un groupe de PAMI expertes en termes de capacités locomotrices. Ce groupe et sa liste d'indicateurs pertinents reposant sur le modèle de la CIF ont été déterminés. Ils servent de référence pour la comparaison d'autres PAMI et peuvent guider la prise en charge de cette population particulière.

Le formalisme CSP (Problème de Satisfaction de Contraintes) permet de représenter de nombreux problèmes de manière simple et efficace. Cependant, une partie de ces problèmes ne peut être résolue de manière classique et centralisée. Les causes peuvent être diverses : temps de rapatriement des données prohibitif, sécurité des données non garantie, etc. Les CSP Distribués(DisCSP), domaine intersectant celui des SMA et des CSP, permettent de modéliser et de résoudre ces problèmes naturellement distribués. Les raisonnements intra-agent et inter-agents sont alors basés sur un ensemble de relations entre différentes variables. Les agents interagissent afin de construire une solution globale à partir des solutions locales. Nous proposons, dans ce travail, un algorithme de résolution de DisCSP nommé Distributed Backtracking with Sessions (DBS) permettant de résoudre des DisCSP où chaque agent dispose d'un problème local complexe. DBS a la particularité de ne pas utiliser de nogoods comme la majorité des algorithmes de résolution de DisCSP mais d'utiliser à la place des sessions. Ces sessions sont des nombres permettant d'attribuer un contexte à chaque agent ainsi qu'à chaque message échangé durant la résolution du problème. Il s'agit d'un algorithme complet permettant l'utilisation de filtres sur les messages échangés sans remettre en cause la preuvede complétude. Notre proposition est évaluée, dans les cas mono-variable et multi-variables par agents, sur différents benchmarks classiques (les problèmes de coloration de graphes distribués et les DisCSP aléatoires) ainsi que sur un problème d'exploration en environnement inconnu.

L'étude de l'incorporation de l'azote dans des bioverres du système SiO2-Na2O-CaO, a été abordée selon une approche globale de la synthèse des bioverres oxynitrurés et oxyfluoronitrurés jusqu'à leurs caractérisations physico-chimiques, mécaniques et biologiques. Les protocoles de synthèse de ces verres dopés à l'azote ont été mis en place. Les différents verres élaborés ont présenté une structure amorphe et homogène. Des analyses WDS ont confirmé l'insertion de l'azote dans ces verres. L'ajout du fluor dans la composition des verres a permis de conserver le maximum d'azote dans les verres. Des études structurales par RMN-MAS du 29Si pour les verres oxynitrurés (Si-Na-Ca-O-N), et parRMN-MAS du 29Si et du 19F pour les verres oxyfluoronitrurés (Si-Na-Ca-N-O-F), ont permis de mettre en évidence des entités constitutives du réseau silicate, et de confirmer aussi l'insertion de l'azote au sein du verre.L'étude de l'influence de l'azote introduit dans la matrice vitreuse sur les propriétés physicochimiques et mécaniques a également été étudiée, et a montré une augmentation de ces propriétés avec le taux d'azote.Le comportement des différents verres a ensuite été évalué lors de tests in vitro en milieu physiologique simulé pour différents délais d'immersion, en l'absence puis en présence de cellules. L'influence de l'azote inséré dans les verres sur la bioactivité a ainsi été étudiée. Enfin, une étude bactériologique a été réalisée sur les verres oxynitrurés et oxyfluoronitrurés.

Les travaux de cette thèse présentent le design et la synthèse de matériaux organiques/hybrides électro-photo modulables. La première partie détaille l'influence de groupements fluorés, attracteurs d'électrons, sur les mécanismes de transfert de charges au sein de triphénylamines : une nouvelle famille de molécules émissives, dont les longueurs d'onde d'émission couvrent une large gamme du visible est présentée. De plus, l'hydrophobicité induite par les atomes de fluor doit faciliter la préparation de nanobâtonnets préparés par mouillage d'une matrice d'alumine. Le reste du manuscrit s'intéresse à un second fluorophore organique, la tétrazine. Cette molécule possède une émission de fluorescence jaune qui peut être éteinte en présence de polluants riches en électrons. Immobilisée à la surface de nanoparticules de silice, la tétrazine conserve ces propriétés photophysiques et permet la préparation d'un dispositif solide capable de détecter des polluants aminés. L'incorporation au cœur de la nanoparticule d'un second fluorophore naphtalimide permet d'améliorer le rendement quantique de fluorescence et d'obtenir des nano-objets émettant une fluorescence blanche. Les propriétés photophysiques de ces objets sont décrites dans le manuscrit. Un dernier aspect détaille la synthèse et les études préliminaires de nouvelles dyades tétrazine-diacétylène. Les polydiacétylènes obtenus par polymérisation photo-induite possèdent plusieurs couleurs différentes. Cette partie vise à traiter l'influence des changements de phase du polymère sur l'émission de la tétrazine.

La tendance dans la conception de cartes électroniques imprimées est de remplacer les traditionnels bus parallèles par des liens série rapides dont le débit peut atteindre plusieurs dizaines de Gigabit par seconde (Gbps). Cette thèse proposée par THALES Communications & Security en collaboration avec le laboratoire SATIE de l'ENS de Cachan a pour objectif de définir une approche adaptée au traitement des problèmes de liens multi-gigahertz, de manière à garantir le fonctionnement d'une carte numérique complexe (multicouches, haute densité d'intégration, ...) sans qu'une phase de prototypage ne soit nécessaire. Après un état de l'art, ce travail s'est organisé en trois parties : La première partie porte sur l'étude du canal de propagation. La décomposition spectrale des liens multi-gigabits couvrant plusieurs gigahertz voir plusieurs dizaines de gigahertz montre la nécessité d'employer des logiciels de simulations spécifiques au domaine des hyperfréquences. Une évaluation de certains solveurs électromagnétiques 3D parmi les plus récents a été réalisée afin d'extraire les paramètres S du canal de propagation de façon précise et rapide a partir des informations issues des logiciels de CAO utilisés à THALES. La seconde partie traite de la prise en compte des émetteurs, des récepteurs et des traitements numériques associés dans la simulation afin de réaliser des calculs de diagrammes de l'œil, de taux d'erreurs binaires (BER) et de jitter. L'utilisation de la norme IBIS-AMI, très récente, et la comparaison des performances aves d'autres outils, tel que HSPICE, a demandé l'évaluation de simulateurs circuit de dernière génération. Cette étape a été réalisée en étroite collaboration avec les éditeurs des logiciels car certains outils ne sont pas suffisamment matures pour s'inscrire dans un flot global de conception. Enfin, la chaîne de simulation complète ayant été validée par la mesure, nous avons effectué une analyse approfondie des différentes composantes du jitter en fonction des phénomènes physiques plus ou moins destructeurs pour la qualité du signal. Cela nous a ensuite permis d'établir les règles et la méthodologie de conception, en tenant compte des marges allouées à partir des résultats de l'analyse du jitter.

Grâce aux progrès réalisés dans le domaine des semi-conducteurs, les plateformes matérielles embarquées sont capables de satisfaire les contraintes de performances d'applications de plus en plus complexes. Cette augmentation conduit à une explosion des coûts de conception, ce qui pousse les concepteurs de ces plateformes à utiliser des outils travaillant à des niveaux d'abstraction plus élevés. Aujourd'hui, les outils de synthèse de haut niveau opèrent sur des descriptions C/C++ pour en générer des accélérateurs matériels spécialisés. Ces outils offrent des gains en productivité significatifs par rapport à la génération précédente, qui opérait sur des descriptions structurelles de l'architecture en VHDL ou Verilog. Ces descriptions algorithmiques doivent être retravaillées pour que les outils puissent générer des circuits performants. Pour faciliter cette tâche, une solution consiste à mettre en œuvre une boite à outils pour des transformations source-à-source orientées synthèse de haut niveau. En particulier, cette thèse s'intéresse aux transformations de boucles, avec pour objectif d'améliorer les performances en exposant des boucles parallèles et en améliorant la localité des accès mémoire. En nous appuyant sur une représentation des boucles dans le modèle polyédrique, nous proposons une approche qui améliore l'applicabilité du pipeline de nids de boucles en vérifiant sa légalité de manière plus précise que les approches existantes. De plus, lorsque la vérification échoue, nous proposons une technique de correction qui insère statiquement des états d'attente pour assurer la légalité du pipeline. Enfin, ce pipeline est mis en œuvre en utilisant une technique de génération de code qui met les nids de boucles à plat. Ces contributions ont été implémentées dans l'infrastructure de compilation source-à-source Gecos, avant d'être appliquées à un ensemble de benchmarks représentatifs des noyaux de calculs cibles de la synthèse de haut niveau. Les résultats montrent un gain en performances significatif, avec un surcoût en surface modéré.