Le contrôle non-destructif (CND) par émission acoustique (EA) permet la détection de la création ou de l’évolution de défauts. Il repose sur l’utilisation d’un ou plusieurs capteurs pouvant être installés de façon permanente à l’écoute d’événements pouvant se dérouler au sein de structures de grandes dimensions. Dans le cadre du développement d’un simulateur de CND/EA, cette thèse s’intéresse à la modélisation de la mesure par un capteur d’EA d’un champ d’ondes élastiques quelconque. Une formulation exacte, puis une formulation approchée qui en dérive, sont obtenues à partir du principe de réciprocité électromécanique, de la réponse d’un capteur d’EA à une onde. On démontre que le calcul précis de ces réponses ne peut pas être effectué sous les hypothèses simplificatrices couramment faites conduisant naturellement à un modèle unidimensionnel. Au contraire, on démontre que pour les capteurs courants, du fait de leur conception visant à les rendre sensibles sur une large gamme de fréquences, les modes complexes de vibration de l’élément piézoélectrique et la propagation des ondes dans le boîtier du capteur influencent fondamentalement sa réponse. Un modèle éléments finis de capteur est proposé, validé expérimentalement et utilisé pour mener à bien des études paramétriques utiles à l’opérateur pour choisir un capteur, ou au fabriquant de capteur pour en optimiser la conception. Une représentation de la sensibilité des capteurs d’EA est proposée beaucoup plus complète que ce qui est généralement connu des capteurs. Une stratégie de simulation reposant sur la constitution d’une base de données de ces sensibilités est développée. / Nondestructive testing (NDT) by acoustic emission (AE) allows the detection of the formation or the evolution of defects. It relies on the use of one or several sensors that can be permanently attached to a large structure to listen to AE events that can happen. In the framework of the development of a tool for simulating NDT/AE, this thesis aims at modeling the measurement of arbitrary elastic wave field by AE sensor. An exact formulation, then an approximate one which derives from it, are obtained from the electromechanical reciprocity principle, of the response of an AE sensor to elastic waves. It is demonstrated that the accurate calculation of these responses cannot be made under the usual simplifying hypotheses which lead naturally to one-dimensional model. Rather the opposite, it is demonstrated that for standard sensors conceived to be highly sensitive over a large bandwidth, complex vibration modes together with the sensor case influence fundamentally their response. A finite element model is proposed, experimentally validated and used to conduct parametric studies helpful for an operator choosing a sensor, for a manufacturer to optimally conceive sensors. A representation of AE sensor sensitivity is proposed, far more complete than what is usually known about sensors. A simulation strategy is developed relying on the formation of a database of sensor sensitivities.

L'usage de méthodes d'imagerie telles que la tomographie par émission de positons (TEP) à des fins de diagnostic repose sur l'hypothèse que des indicateurs fiables de la présence ou non d'une pathologie peuvent être dérivés des caractéristiques des images produites. Une entrave possible à la découvrabilité et à l'exactitude de ces indicateurs est la présence d'une source de signal sans lien direct avec la pathologie étudiée et contribuant à une proportion excessive du signal total mesuré à proximité des régions contenant l'information critique au diagnostic. Cette étude aborde le problème récurrent de l'accumulation du radiotraceur dans l'urine sur des images TEP utilisées pour le diagnostic du cancer de la prostate. Cette accumulation entraîne la présence d'une source de signal large et intense dans la vessie à proximité de la prostate, ce qui peut y rendre plus difficile la détection de lésions cancéreuses et biaiser l'analyse quantitative de ces lésions en raison du débordement du signal. Deux aspects de la solution sont étudiés, soit la segmentation et la soustraction du signal urinaire. Les images utilisées proviennent de six patients mâles ayant reçu un examen TEP/TDM de la cavité abdomino-pelvienne avec le radiotraceur ¹⁸F-fluorocholine et une reconstruction TEP dynamique. Le signal provenant de la vessie est segmenté par un seuillage suivi d'un post-traitement morphologique. Une quantité nommée taux d'accumulation du signal (TAS) est proposée en remplacement du SUV comme quantité seuillée afin d'exploiter l'information provenant d'une reconstruction dynamique. Pour divers seuils sur le SUV et le TAS, les résultats sont comparés à des segmentation manuelles de la vessie et de la prostate avec un indice de Dice. L'usage du TAS dans la méthode d'Otsu offre une augmentation de 434% de l'indice moyen de la vessie (p = 0,01). De plus, dans la recherche d'un seuil populationnel maximisant l'indice de la vessie sur tous les patients à la fois tout en maintenant une limite fixe sur l'indice de la prostate, l'usage du TAS augmente l'indice moyen de la vessie de 23,6% (p = 0,04). Le signal urinaire segmenté est soustrait en effectuant une projection tomographique 3D des images suivie d'une reconstruction avec l'algorithme OSEM au cours de laquelle un biais correspondant à la projection du signal urinaire isolé est introduit dans le modèle de projection. Les images obtenues démontrent une réduction de près de 100% du signal urinaire. L'impact de la soustraction sur le signal mesuré dans la prostate est généralement minime, mais pour certains patients, une diminution du SUV maximal allant jusqu'à 3,7% est mesurée. / The use of imaging methods such as Positron Emission Tomography (PET) for diagnostic purposes is based on the assumption that reliable indicators of the presence or absence of pathology can be derived from the characteristics of the images produced. A possible obstacle to the discoverability and accuracy of these indicators is the presence of a signal source not directly linked to the pathology under study and contributing to an excessive proportion of the total signal measured near the regions containing information critical to the diagnosis. This study addresses the recurrent problem of the accumulation of radiotracer in urine on PET images used for the diagnosis of prostate cancer. This accumulation results in the presence of a large and intense signal source in the bladder in the vicinity of the prostate, which can make the detection of cancerous lesions more difficult and bias the quantitative analysis of these lesions due to spill-in counts. Two aspects of the solution are studied, namely the segmentation and subtraction of the urinary signal. The images used come from six male patients who received a PET/CT examination of the abdominopelvic cavity using the ¹⁸F-fluorocholine radiotracer and a dynamic PET reconstruction. The signal from the bladder is segmented by a thresholding step followed by a morphological post-processing. A quantity named Signal Accumulation Rate (SAR) is proposed to replace the SUV as a thresholded quantity in order to exploit the information coming from a dynamic reconstruction. For various thresholds on the SUV and TAS, the results are compared to manual segmentations of the bladder and prostate using a Dice index. The use of the TAS in the Otsu method provides a 434% increase in the bladder index (p = 0.01). Additionally, in the search for a population threshold maximizing the bladder index on all patients at once while maintaining a fixed limit on the prostate index, the use of the TAS increases the bladder index by 23.6% (p = 0.04). The segmented urinary signal is subtracted by performing a 3D tomographic projection of the images followed by a reconstruction using the OSEM algorithm during which a bias cor- responding to the projection of the isolated urinary signal is introduced into the projection model. The images obtained demonstrate a reduction of almost 100% of the urinary signal. The impact of subtraction on the signal measured in the prostate is generally minimal, but for some patients, a decrease in maximum SUV of up to 3.7% is measured.

Cette thèse a pour sujet le développement d’un compteur gamma pour l’imagerie moléculaire. L’objectif principal du projet est de développer, à faible coût, un appareil compact comme outil pour l’obtention d’une quantification robuste de l’image. Celui-ci a été conçu pour caractériser la courbe temps-activité des patients, à savoir la concentration d’un radio-marqueur dans le sang en temps réel. Le prototype construit comporte donc un détecteur de gammas, une pompe péristaltique et un système d’acquisition. Le compteur gamma a été conçu à partir d’un détecteur à semi-conducteur CdZnTe commercial de 6 cm³, 20 x 20 x 15mm³, comportant une anode segmentée en 121 pixels. Cette anode demande un grand nombre de voies d’électroniques ; aussi son instrumentation ne s’inscrit pas facilement dans un design compact et peu coûteux. Une technique innovante d’instrumentation a été développée pour remplir ces objectifs en se basant sur la technique de grille coplanaire. L’anode étant segmentée en 11 x 11 pixels, les pixels des colonnes paires ont été reliés ensemble ainsi que ceux des colonnes impaires afin de former deux peignes imbriqués. Ce nouveau design d’anode virtuelle, nommé grille virtuelle coplanaire, est instrumenté avec une électronique maison. Pour piloter ce détecteur et faire le traitement du signal, la technologie des circuits logiques programmables, FPGA, a été choisie. Elle offre une grande latitude de développement et est aussi utilisée pour contrôler les autres éléments du prototype. Ce détecteur CdZnTe, dans sa nouvelle configuration d’anode virtuelle, affiche une efficacité intrinsèque de 34% à 662 keV avec une grande stabilité d’efficacité de détection (déviation, non significative, inférieure à 0,05%) et une résolution en énergie de 8%. Le prototype construit sur cette base a permis de mesurer la courbe temps-activité d’un patient lors d’un examen TEP avec succès. La sensibilité du prototype a été évaluée à 7; 1 cps=(kBq=ml) avec une activité minimum détectable de 2; 5 kBq=ml pour le 18F. Les performances spectroscopiques du prototype et la grande plage d’énergie couverte ouvrent des perspectives d’utilisation en tomographie d’émission monophotonique. Celui-ci peut aussi être adapté pour des études pré-cliniques chez le petit animal en modifiant le système de prélèvement. / The subject of this thesis is the development of a gamma counter for molecular imaging. The main objective of the project is to develop a low cost device with a compact design with the purpose of producing a robust quantification of a SPECT/PET image. The tool is designed to characterize the time-activity curve of patients, specifically the concentration of a radio marker in the blood in real time. The prototype consists of a gamma detector, a peristaltic pump and an acquisition system. The gamma counter is designed from a commercial CdZnTe semiconductor detector. It is a cubic crystal of size 20 x 20 x 15mm3, containing an anode segmented in 121 pixels. This anode requires a large number of electronic readouts, thus its instrumentation does not easily fit in a compact and low cost design. An innovative technique of instrumentation has been developed to solve this problem based on the coplanar grid technique. The anode being segmented into 11 x 11 pixels, the pixels of the even-numbered columns were connected together, as well as the pixels of the odd columns, to form intercalated bands. This new virtual anode design, named virtual Coplanar Grid, is instrumented with an custom-made electronics. To drive this detector and to process its signal, an FPGA technology was used. It offers wide flexibility for development and is also used to control the other elements of the prototype. The CdZnTe detector, in its new configuration of virtual anode, displays an intrinsic detection efficiency of 34% at 662 keV with a low standard deviation, a non-significant signal drift (< 0.05%) and a 8% energy resolution. The prototype built allowed to successfully measure the time-activity curve of a patient during a PET scan. The device achieves a sensitivity of 7:1 cps=(kBq=mL) with a minimum detectable activity of 2:5 kBq=mL for 18F. The spectroscopic performance of the prototype and the energy detection range open perspectives to be used in single photon emission computed tomography. It can also be adapted for preclinical studies in small animal by changing the sampling system.

Le passage de particules chargées dans un milieu ayant une vitesse excédant celle de la lumière dans ce même milieu entraîne l’émission de photons. Ce phénomène, nommé effet Cherenkov, peut être utilisé afin de déterminer la dose déposée dans un fantôme d’eau par un accélérateur linéaire utilisé en radiothérapie externe. Toutefois, les photons Cherenkov sont toujours émis de façon anisotrope et rendent le calcul de la dose complexe en raison de l’absence de linéarité entre l’intensité collectée et la dose déposée. Une alternative proposée par certains consiste à ajouter un fluorophore à l’eau afin d’absorber une portion de la lumière Cherenkov anisotrope et la réémettre de façon isotrope par fluorescence. Afin d’évaluer l’efficacité de cette méthode, la présente étude vise à déterminer les proportions de chaque processus d’émission lors de l’irradiation d’une solution aqueuse de quinine et quantifier l’absorption de photons Cherenkov par le fluorophore. Cela devait permettre de mieux comprendre les mécanismes menant à une amélioration de la mesure de dose lors de l’ajout du fluorophore. Pour ce faire, diverses concentrations de solution aqueuse de quinine ont été irradiées à l’aide d’un accélérateur linéaire et le spectre émis a été recueilli à l’aide d’un spectromètre. Afin de déterminer la quantité de photons produits initialement dans le solvant par effet Cherenkov, une solution témoin constituée uniquement d’eau distillée a été irradiée sous les mêmes conditions. De plus, à l’aide de l’intensité lumineuse mesurée par une caméra CCD, une comparaison de la mesure de la dose déposée a été réalisée entre l’eau et la solution de quinine. Finalement, ces mesures de dose expérimentales ont été comparées avec les doses prédites par un système de planification de traitement afin de quantifier l’amélioration observable lors de l’ajout du fluorophore. / Particles traveling through a medium at a speed exceeding light speed in that same medium gives rise to a phenomenon of photon emission. This phenomenon, called the Cherenkov effect, can be used to determine the dose deposition in a water phantom from a linear accelerator used in external radiotherapy. However, Cherenkov effect produces an anisotropic emission which makes the calculation of the dose complex as the relation between the dose deposition and the intensity of the signal collected is not linear. An alternative recently proposed consist of adding a fluorescent agent to the water with the hypothesis that it can absorb the Cherenkov emission and reemit it as an isotropic fluorescent light. To evaluate the efficiency of this method, the present study aims to determine the contribution of each excitation source producing the total light signal measured in the visible range during the irradiation of an aqueous quinine solution. Moreover, it aims to quantify the Cherenkov light absorption by the fluorophore in the UV region. To achieve this, various concentrations of aqueous quinine solutions were irradiated with a linear accelerator and the spectra where collected with a spectrometer. To determine the initial Cherenkov light production in the solvent, a control sample of distilled water was irradiated under the same conditions as the fluorophore solutions. Furthermore, using the light signal collected by a CCD camera, a comparison between the dose deposition along the beam path was performed between the quinine solution and the pure Cherenkov light. It was then possible to compare the percent depth dose obtained with both solution with a treatment planning system dose calculation to determine how quinine improves measurements.

La maladie d'Alzheimer (MA) se caractérise pathologiquement par l'accumulation de plaques amyloïde dans le cerveau. La tomographie par émission de positrons (TEP) permet d'imager les plaques amyloïde in vivo. Le but de ce projet est d’évaluer le rôle de la TEP amyloïde dans le processus diagnostique de la MA dans des cas de démences atypiques. Le deuxième but de ce projet est de déterminer l'impact de la révélation d’un diagnostic plus certain chez les proches aidants. 28 patients sans diagnostic malgré une investigation exhaustive ont été sélectionnées et imagées avec le traceur amyloïde 18F-NAV4694 (âge 59,3 ans, é-t. 5,8; MMSE 21.4, é-t 6.0). Les neurologues référents documentaient par la suite tout changement de niveau de certitude, de diagnostic, de traitement et/ou de prise en charge. Les proches aidants consentants ont été rencontrés subséquemment, et un questionnaire avec une échelle de Likert a été utilisé afin de documenter l’impact de l’imagerie leur perception de la maladie. Notre cohorte a été également divisée entre amyloïde positifs (14/28) et négatifs (14/28). Un changement de diagnostic a lieu dans 9/28 cas (32,1% :17.8% ont changé de MA à non-MA, 14,3% de non-MA à MA). Il y avait une augmentation significative (p< 0,05) de 44% dans la certitude du neurologue suite à cet examen. Un changement de prise en charge a été obtenu dans 20/28 (71,4%) des cas. Bien que non significatifs statistiquement, un impact favorable sur les proches-aidants a été noté. Cette étude suggère que l’imagerie amyloïde a un rôle bénéfique dans les cas de démences atypiques n’ayant pu être élucidés avec les techniques d’investigations actuellement recommandées. De plus, le processus a été perçu positivement par les proches aidants, notamment en encourageant du temps de qualité avec leurs personnes chères. Ceci illustre un rôle prometteur des biomarqueurs, qui sont de plus en plus explorés. / Recent studies have supported a role for amyloid PET imaging in distinguishing Alzheimer’s disease (AD) pathology from other pathological protein accumulations leading to dementia. We investigated the clinical utility of amyloid PET in the differential diagnosis of atypical dementia cases and its impact on caregivers. Using the amyloid tracer 18F-NAV4694, we prospectively scanned 28 patients (mean age 59.3 y, s.d. 5.8; mean MMSE 21.4, s.d. 6.0) with an atypical dementia syndrome. Following a comprehensive diagnostic workup (i.e., history taking, neurological examination, blood tests, neuropsychological evaluation, MRI and FDG-PET), no certain diagnosis could be arrived at. Amyloid PET was then conducted and classified as positive or negative. Attending physicians were asked to evaluate whether this result led to a change in diagnosis or altered management. They also reported their degree of confidence in the diagnosis. Caregivers were met after disclosure of amyloid PET results and completed a questionnaire/interview to assess the impact of the scan. Our cohort was evenly divided between positive (14/28) and negative (14/28) 18F-NAV4694 cases. Amyloid PET resulted in a diagnostic change in 9/28 cases (32.1%: 17.8% changed from AD to non-AD, 14.3% from non-AD to AD). There was a 44% increase in diagnostic confidence. Altered management occurred in 71.4% (20/28) of cases. Knowledge of amyloid status improved caregivers’ outcomes in all domains (anxiety, depression, disease perception, future anticipation, and quality of life). This study suggests a useful additive role for amyloid PET in atypical cases with an unclear diagnosis beyond the extensive workup of a tertiary memory clinic. Amyloid PET increased diagnostic confidence and led to clinically significant alterations in management. The information gained from that test was well received by caregivers and encouraged spending quality time with their loved ones. This study underscores the promising role of biomarkers in the study of dementias.

La télévision a fait son apparition au Québec en 1952 et dès lors elle provoqua un séisme culturel. Elle a progressivement pris de plus en plus de place et de temps dans notre vie personnelle et sociale. C'est durant les années 1970 et 1985 que l'industrie télévisuelle québécoise connut un essor marqué. Son évolution fulgurante tient à ses rapides progrès technologiques qui lui permirent d'accroître ses choix offerts aux téléspectateurs. La quantité et la diversité des produits télévisuels au Québec en font un cas unique. Rares sont les régions du monde ayant accès à autant de canaux et de diversité dans leur programmation. Les Québécois font partie des bien nantis de la télévision et sont particulièrement avides de celle-ci, puisqu'ils en consomment tout près de 24 heures par semaine. La télévision, très rassembleuse, a toujours occupé une place centrale dans la construction de l'identité et de la culture québécoise. Celle-ci projette la réalité dans ces productions, et offre en quelque sorte un miroir de notre société. Elle met en scène une histoire, un récit et des personnages selon ses propres repères. Ainsi, les téléspectateurs ont devant eux un espace où s'observer. Les grands succès populaires comme Lance et compte, les Beaux Dimanches, les Bougons, la P 'tite vie ou encore Un gars, une fille, sont tous des concepts télévisés qui offrent une image symbolique de l'identité de la nation. Ils font partie et feront partie de nos grands classiques télévisuels. Tout le monde en parle est un concept télévisé qui, selon nous, fera partie de notre répertoire télévisuel. L'émission est sans contredit l'un des succès de l'heure. Sa popularité n'est toutefois pas sans heurts, puisque chaque jour de nouvelles critiques jaillissent de la presse écrite. Jamais une émission n'a fait autant l'objet de polémiques de toutes sortes. Compte tenu de la popularité indéniable de l'émission et de son influence sur la scène publique, Tout le monde en parle demeure un objet d'analyse incontournable. Nous vous présentons donc une étude de Tout le monde en parle, puisque nous croyons que l'émission n'est pas un talk show ordinaire. L'émission a une âme et véhicule des normes et des modèles sociaux révélateurs de l'identité et de la société québécoise. Ce présent mémoire sera l'occasion de découvrir la formule de l'émission et son déroulement. Il sera également question d'observer comment se présente les prises de paroles, afin de comprendre les mécanismes discursifs au Québec. Enfin, ce mémoire sera aussi l'occasion de réfléchir au tournant que prend la télévision québécoise. Cette étude n'a pas la prétention d'expliquer l'envoûtement et le mépris face à ce talk show, mais elle se veut être un effort de compréhension quant aux représentations culturelles et sociales véhiculées par l'émission. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Identité, Télévision, Talk show, Québec, Culture, Valeur.

La glace, le quartz, l'oxyde de magnésium ou encore les bonbons Wint-o-green (produits par Life Savers) sont quelques-uns des matériaux connus pour émettre de la lumière lors de leur fracture. Ce phénomène, appelé fractoluminescence, révèle que la fracture met en jeu des processus plus complexes que la seule création de surfaces. Ces émissions lumineuses permettent-elles d'analyser l'endommagement des matériaux, au même titre que les émissions acoustiques ? Né de l'union imprévue entre mécanique de la fracture et physique des particules, un montage expérimental a été développé pour étudier les émissions lumineuses et acoustiques lors de la fracture de scintillateurs inorganiques — matériaux couramment utilisés comme détecteurs de particules. Trois types de scintillateurs inorganiques ont été étudiés : le CdWO4, le ZnWO4, et le BGO. Il a été démontré que le CdWO4 et le ZnWO4 émettent de la lumière lors de leur fracture à pression ambiante. Des tests plus poussés ont été menés sur le BGO. Le phénomène de fractoluminescence dans le BGO a été étudié dans le cas de la fracture lente et de la fracture rapide, dans différentes conditions de pression : pression ambiante et basse pression (10−5 mbar). Dans chaque cas, des émissions lumineuses ont été observées mais elles dépendent fortement de l'environnement et des conditions de chargement de l'échantillon. Lors de la fracture lente sous vide, les émissions de lumière semblent globalement corrélées en temps à l'avancée de la fissure et aux émissions acoustiques, souvent employées en mécanique de la fracture comme indicateurs de l'endommagement. La résolution temporelle de la voie lumineuse à la nanoseconde a montré l'existence de groupes de photons pendant la fracture, à des échelles de temps inaccessibles par les méthodes acoustiques classiques. Le montage expérimental permet aussi de mesurer la quantité de lumière émise. L'énergie lumineuse lors de la fracture lente sous vide semble être proportionnelle à la surface créée. Lors de la fracture rapide sous vide, nous avons établi que 1.7 × 10−3 % de l'énergie de fracture est convertie en lumière contre au minimum 3 × 10−3 % a` pression ambiante. Cette différence montre une nouvelle fois l'importance de l'environnement et offre des pistes pour l'identification du mécanisme d'émission lumineuse / Materials such as ice, quartz, MgO or the Wint-o-green candy from Lifesavers are known to emit light during their fracture. This phenomenon, called fractoluminescence, shows that fracture is a much more complex process than the simple creation of surfaces. Do the light emissions allow to analyze material failure as the acoustic emissions ? An experimental setup is born out of the union between fracture mechanics and particle physics. It enables to study the light and acoustic emissions during fracture of inorganic scintillators — materials generally used as particle detectors. CdWO4, ZnWO4 and BGO have been tested. We demonstrated that CdWO4 and ZnWO4 emit light during their fracture at ambient pressure. More intensive tests were performed on BGO. Light emissions were studied for slow and fast crack propagation, at ambient pressure and under vacuum (10−5 mbar). In all cases, light emissions have been observed but they strongly depend on the environment and on the loading conditions. During slow crack propagation in vacuum, the light emission seems to be globally correlated in time to the crack propagation and to the acoustic emissions, which are often used in fracture mechanics as indicators of mechanical failure. The extreme time resolution of the light channel, down to the nanoseconds, shows clusters of photons during fracture, at time scales unreachable by usual acoustic methods. The experimental setup also allows to quantify the amount of light energy emitted. Light energy during slow fracture in vacuum seems to be proportional to the surface created by the crack propagation. During fast fracture in vacuum, 1.7 × 10−3 % of fracture energy is converted into light while at least 3 × 10−3 % at ambient pressure. This difference demonstrates, once again, how important the environment is, and offers leads for identifying mechanisms of light emission

Depuis une vingtaine d'années, la physique et les applications des transitions intersousbandes ont connu un essor remarquable. Il reste aujourd'hui deux frontières à explorer : l'extension vers le THz et celle vers le proche infrarouge. Pour atteindre le domaine spectral des télécommunications par fibre optique, les puits et boîtes quantiques GaN/AlN étudiés dans cette thèse sont les candidats les plus sérieux car ils présentent une discontinuité de potentiel suffisamment élevée en bande de conduction (1,75 eV).<br />Je présente en premier lieu mes expériences à température ambiante portant sur les puits quantiques GaN/AlN épitaxiés par jets moléculaires sur substrat saphir (0001). Je montre l'amplification résonante de la génération de second harmonique à λ~1 µm mais aussi la première observation de la luminescence intersousbande à λ~2,1 µm sous pompage optique. <br />J'étudie ensuite le confinement quantique dans des structures à puits quantiques couplés GaN/AlN. Ces structures ont permis de mettre en évidence le transfert tunnel des électrons entre puits quantiques sous application d'une tension et de fabriquer un modulateur électro-optique rapide (3 GHz).<br />Finalement, j'étudie le confinement quantique dans les boîtes quantiques GaN/AlN. Dans ces nano-objets, je mets en évidence à température ambiante l'émission intrabande pz-s à λ~1,48 µm. Je déduis de ces mesures la largeur de raie intrabande d'une boîte unique. Je montre en outre que la durée de vie des électrons excités est ~160 fs via des expériences de pompe-sonde. A partir des mesures de saturation d'absorption et d'émission, j'estime le temps de cohérence des électrons entre les sous niveaux à T2~320 fs.

Cette thèse porte sur les effets d'optique quantique avec des atomes artificiels semiconducteurs. Dans un premiers temps, on fait une étude théorique où un émetteur unique est couplé à un guide d'onde unidimensionnel. Ce système permets la propagation libre de la lumière en préservent la sensitivité au niveau d'un photon unique, ce que a motivé des propositions pour faire des portes logiques et des transistors au photon unique. Un schéma pour observer l'émission stimulée au niveau d'un photon unique dans cet environnement unidimensionnel est proposé, en utilisant un émetteur excité (e.g. une boîte quantique) et une pompage classique (laser). On montre que l'émission se produit dans le mode stimulée et que la population atomique fait des oscillations de Rabi classiques. Ensuite, la dynamique complètement quantique est décrite, où un paquet avec un seul photon interagit avec l'atome initialement excité. Dans cette nouvelle condition, la stimulation est irréversible, i.e., les populations atomiques ne réalisent pas des oscillations. Cet effet est optimal dans le cas où le paquet est trois fois plus court qu'un paquet spontanément émis par le même atome. On démontre comment utiliser l'émission stimulée irréversible optimale pour produire des clones quantiques universels. Le même dispositif peut être utilisé aussi bien pour produire des paires des photons complètement intriqués, si le paquet du photon initial est suffisamment étendu. Dans un deuxième moment, nous nous sommes intéressés aussi au spectre d'émission spontanée d'une boîte quantique semiconductrice en couplage faible avec une microcavité. Ce système mets en évidence l'effet d'alimentation de la cavité, où la boîte émet spontanément à la fréquence de la cavité, même si cela est bien désaccordé. L'influence des phonons pour le mécanisme d'alimentation de la cavité est analysée. Une importante distorsion du spectre apparent de la cavité, induit pour la présence des phonons, est démontrée. Les effets étudiés sont topiques et peuvent être implémenté avec des dispositifs semiconducteurs de l'état de l'art.

Cette thèse porte sur les effets d'optique quantique avec des atomes artificiels semiconducteurs. Dans un premiers temps, on fait une étude théorique où un émetteur unique est couplé à un guide d'onde unidimensionnel. Ce système permets la propagation libre de la lumière en préservent la sensitivité au niveau d'un photon unique, ce que a motivé des propositions pour faire des portes logiques et des transistors au photon unique. Un schéma pour observer l'émission stimulée au niveau d'un photon unique dans cet environnement unidimensionnel est proposé, en utilisant un émetteur excité (e.g. une boîte quantique) et une pompage classique (laser). On montre que l'émission se produit dans le mode stimulée et que la population atomique fait des oscillations de Rabi classiques. Ensuite, la dynamique complètement quantique est décrite, où un paquet avec un seul photon interagit avec l'atome initialement excité. Dans cette nouvelle condition, la stimulation est irréversible, i.e., les populations atomiques ne réalisent pas des oscillations. Cet effet est optimal dans le cas où le paquet est trois fois plus court qu'un paquet spontanément émis par le même atome. On démontre comment utiliser l'émission stimulée irréversible optimale pour produire des clones quantiques universels. Le même dispositif peut être utilisé aussi bien pour produire des paires des photons complètement intriqués, si le paquet du photon initial est suffisamment étendu. Dans un deuxième moment, nous nous sommes intéressés aussi au spectre d'émission spontanée d'une boîte quantique semiconductrice en couplage faible avec une microcavité. Ce système mets en évidence l'effet d'alimentation de la cavité, où la boîte émet spontanément à la fréquence de la cavité, même si cela est bien désaccordé. L'influence des phonons pour le mécanisme d'alimentation de la cavité est analysée. Une importante distorsion du spectre apparent de la cavité, induit pour la présence des phonons, est démontrée. Les effets étudiés sont topiques et peuvent être implémenté avec des dispositifs semiconducteurs de l'état de l'art. / The thesis focuses on quantum optical effects in semiconducting artificial atoms. We first investigate theoretically a single emitter coupled to a one-dimensional waveguide. This system allows for light propagation while preserving sensitivity at the single-photon level, which has motivated proposals for quantum gates and single-photon transistors. A scheme to monitor stimulated emission at the single-photon level in this one-dimensional open space is proposed, using an excited emitter (e.g. a quantum dot) and a classical pump (laser). We show that light is emitted in the stimulating mode and that the atom performs classical Rabi oscillation. The fully quantum dynamics is also explored, where a single-photon packet interacts with an initially excited emitter. In contrast with the case of a classical pump, stimulation by a single photon is irreversible, i.e., no oscillation takes place. Stimulation is optimal for a packet three times shorter than the spontaneously emitted one. We show how this optimal irreversible stimulated emission can be applied to perform universal quantum cloning. The same device provides either optimal quantum cloning or maximally entangled photon pairs, depending only on the size of the incoming packet. In the second part of the thesis, we investigate the spontaneous emission spectrum of a semiconducting quantum dot weakly coupled to a microcavity. In particular, we address the problem of cavity feeding, where the quantum dot spontaneously emits photons at the frequency of an off-resonance cavity. The influence of phonons in the cavity feeding mechanism is analysed. An important distortion of the apparent cavity peak induced by the presence of phonons is demonstrated. These effects are topical and can be implemented in state-of-the-art semiconducting devices.