La microscopie à éclairements structurés(structured illumination microscopy, SIM) permet de dépasser la limite de résolution en microscopie optique due à la diffraction, en éclairant l’objet avec un ensemble de motifs périodiques parfaitement connus. Cependant, il s’avère difficile de contrôler exactement la forme des motifs éclairants. Qui plus est, de fortes distorsions de la grille de lumière peuvent être générées par l’échantillon lui-même dans le volume d’étude, ce qui peut provoquer de forts artefacts dans les images reconstruites. Récemment, des approches dites blind-SIM ont été proposées, où les images sont acquises à partir de motifs d’éclairement inconnus, non-périodiques, de type speckle,bien plus faciles à générer en pratique. Le pouvoir de super résolution de ces méthodes a été observé, sans forcément être bien compris théoriquement. Cette thèse présente deux nouvelles méthodes de reconstruction en microscopie à éclairements structurés inconnus (blind speckle-SIM) : une approche conjointe et une approche marginale. Dans l’approche conjointe, nous estimons conjointement l’objet et les motifs d’éclairement au moyen d’un modèle de type Basis Pursuit DeNoising (BPDN) avec une régularisation en norme lp,q où p=>1 et 0<q<=1. La norme lp,q est introduite afin de prendre en compte une hypothèse de parcimonie sur l’objet. Dans l’approche marginale, nous reconstruisons uniquement l’objet et les motifs d’éclairement sont traités comme des paramètres de nuisance. Notre contribution est double. Premièrement, une analyse théorique démontre que l’exploitation des statistiques d’ordre deux des données permet d’accéder à un facteur de super résolution de deux, lorsque le support de la densité spectrale du speckle correspond au support fréquentiel de la fonction de transfert du microscope. Ensuite, nous abordons le problème du calcul numérique de la solution. Afin de réduire à la fois le coût de calcul et les ressources en mémoire, nous proposons un estimateur marginal à base de patches. L’élément clé de cette méthode à patches est de négliger l’information de corrélation entre les pixels appartenant à différents patches. Des résultats de simulations et en application à des données réelles démontrent la capacité de super résolution de nos méthodes. De plus, celles-ci peuvent être appliquées aussi bien sur des problèmes de reconstruction 2D d’échantillons fins, mais également sur des problèmes d’imagerie 3D d’objets plus épais. / Conventional structured illumination microscopy (SIM) can surpass the resolution limit inoptical microscopy caused by the diffraction effect, through illuminating the object with a set of perfectly known harmonic patterns. However, controlling the illumination patterns is a difficult task. Even worse, strongdistortions of the light grid can be induced by the sample within the investigated volume, which may give rise to strong artifacts in SIM reconstructed images. Recently, blind-SIM strategies were proposed, whereimages are acquired through unknown, non-harmonic,speckle illumination patterns, which are much easier to generate in practice. The super-resolution capacity of such approaches was observed, although it was not well understood theoretically. This thesis presents two new reconstruction methods in SIM using unknown speckle patterns (blind-speckle-SIM): one joint reconstruction approach and one marginal reconstruction approach. In the joint reconstruction approach, we estimate the object and the speckle patterns together by considering a basis pursuit denoising (BPDN) model with lp,q-norm regularization, with p=>1 and 0<q<=1. The lp,q-norm is introduced based on the sparsity assumption of the object. In the marginal approach, we only reconstruct the object, while the unknown speckle patterns are considered as nuisance parameters. Our contribution is two fold. First, a theoretical analysis demonstrates that using the second order statistics of the data, blind-speckle-SIM yields a super-resolution factor of two, provided that the support of the speckle spectral density equals the frequency support of the microscope point spread function. Then, numerical implementation is addressed. In order to reduce the computational burden and the memory requirement of the marginal approach, a patch-based marginal estimator is proposed. The key idea behind the patch-based estimator consists of neglecting the correlation information between pixels from different patches. Simulation results and experiments with real data demonstrate the super-resolution capacity of our methods. Moreover, our proposed methods can not only be applied in 2D super-resolution problems with thin samples, but are also compatible with 3D imaging problems of thick samples.

Compte tenu des évolutions technologiques et réglementaires actuelles, l'apparition de la technologie LED décuple lespossibilités de conception d'environnements lumineux adaptés aux attentes et besoins des usagers. Bien qu'ingénieurs etarchitectes accordent une importance croissante à la qualité de l'éclairage, peu d'éléments fondamentaux de l'environnementlumineux ont été scientifiquement identifiés au regard des attentes des clients dans le secteur de l'hôtellerie.Dans ce contexte, notre projet de recherche vise à mieux comprendre la perception des environnements lumineux de chambresd'hôtel du point de vue de l'usager, le client de l'hôtel lui-même. Nous faisons l'hypothèse que l'évaluation d'un environnementlumineux dépend à la fois des caractéristiques physiques de l'éclairage, de la situation dans laquelle il est perçu ainsi que descaractéristiques individuelles des usagers qui le perçoivent.Une méthodologie en trois phases a été construite pour tester cette hypothèse et accéder au jugement d'appréciation desusagers d'une chambre d'hôtel en situation réelle. La première phase de ce programme de recherche a permis de mettre enévidence l'importance que le client accorde à la lumière en fonction des situations d'usage qui ponctuent son séjour à l'hôtel,telles que la situation de détente ou de travail. La deuxième phase du programme a conduit à la sélection des paramètres del'éclairage pertinents dans la conception d'environnements lumineux de chambres d'hôtel, fondée sur les préférences de laclientèle. La troisième et dernière phase a permis de mesurer l'influence de la situation d'usage sur l'évaluation desenvironnements lumineux variables en termes de niveaux de lumière (30% et 100% du flux) et de températures de couleur(2700 K, 4200 K).Les résultats de cette étude ont montré que les environnements lumineux préférés des usagers sont caractérisés par une teintechaude et une faible quantité de lumière lors d'une situation de détente, contrairement à une situation de travail où une teintechaude et une forte quantité de lumière des environnements lumineux sont préférées. Des différences dans les caractéristiquesindividuelles, telles que le genre et l'âge, modulent les jugements d'appréciation.De plus, notre projet de recherche porte un enjeu méthodologique, celui de la construction d'un dispositif expérimentalpermettant la formulation et le recueil du jugement d'appréciation des usagers, relatif à l'environnement lumineux d'unechambre d'hôtel dans un contexte écologique.

Ce mémoire en recherche-création est accompagné du court métrage Alice, disponible en ligne à l'adresse suivante: https://www.youtube.com/watch?v=f4lHnleCO9E / Ce mémoire, présenté sous la forme d’une recherche-création, sonde les forces de la lumière et de l’ombre en mouvement. Nous nous inspirons des travaux d’Henri Alekan et de Fabrice Revault d’Allonnes pour mettre en avant une méthode de travail de la lumière, qui repose sur deux étapes essentielles: l’étape de l’éclairement qui correspond à une hiérarchisation des éclairages, et celle de la lumination qui correspond à une dramatisation de la lumière. Cette méthode, considérée dans un cadre classico-baroque, ouvrira la porte à des analyses portant sur les variations de la lumière. Nous explorerons deux techniques utilisées par les directeurs de la photographie: la conception d’un «path» lumineux et la pratique du changement à vue. Ces deux techniques seront étudiées à partir du travail de divers directeurs de la photographie, tels que Vittorio Storaro et Darius Khondji. Elles seront également employées dans la création qui accompagne ce mémoire, afin d’en saisir les subtilités, et d’appréhender les difficultés reliées à la pratique de la direction de la photographie. La création sera donc une véritable exploration pour moi et un apprentissage pratique et théorique des possibilités et contraintes de la lumière et de l’ombre. C’est finalement dans une démarche qui oscille entre tâtonnement et recherche que je tenterai de comprendre le potentiel poétique de la lumière et de l’ombre. / This thesis, presented as a research-creation project, sounds the power of the light and the shadow in movement. Inspired by the writings of Henri Alekan and Fabrice Revault d’Allonnes, we will point out a work method used to shape the light, that rests upon two essential steps: the first step is called éclairement, and calls on a hiérarchisation of the light sources. The second step is one of lumination, that is equivalent to a dramatisation of the light. The method, considered in a classico-baroque context, will open the door to some analysis of the light’s variations. We will explore two techniques used by cinematographers: the conception of a light «path», and the changement à vue. We will study these two techniques through the work of various cinematographers, such as Vittorio Storaro and Darius Khondji. We will apply these two techniques in a creation that is linked to this thesis, to better comprehend the subtleties of the light in movement, and understand the difficulties that come along with the practice of cinematography. Thus, the creation will be a true exploration for me, and a practical and theoretical learning process about the possibilities and the complexity of light and shadow. This stammering and hesitating approach intends to understand the poetic potential of the light and the shadow.

Compte tenu des évolutions technologiques et réglementaires actuelles, l’apparition de la technologie LED décuple lespossibilités de conception d’environnements lumineux adaptés aux attentes et besoins des usagers. Bien qu’ingénieurs etarchitectes accordent une importance croissante à la qualité de l’éclairage, peu d’éléments fondamentaux de l’environnementlumineux ont été scientifiquement identifiés au regard des attentes des clients dans le secteur de l’hôtellerie.Dans ce contexte, notre projet de recherche vise à mieux comprendre la perception des environnements lumineux de chambresd’hôtel du point de vue de l’usager, le client de l’hôtel lui-même. Nous faisons l’hypothèse que l’évaluation d’un environnementlumineux dépend à la fois des caractéristiques physiques de l’éclairage, de la situation dans laquelle il est perçu ainsi que descaractéristiques individuelles des usagers qui le perçoivent.Une méthodologie en trois phases a été construite pour tester cette hypothèse et accéder au jugement d’appréciation desusagers d’une chambre d’hôtel en situation réelle. La première phase de ce programme de recherche a permis de mettre enévidence l’importance que le client accorde à la lumière en fonction des situations d’usage qui ponctuent son séjour à l’hôtel,telles que la situation de détente ou de travail. La deuxième phase du programme a conduit à la sélection des paramètres del’éclairage pertinents dans la conception d’environnements lumineux de chambres d’hôtel, fondée sur les préférences de laclientèle. La troisième et dernière phase a permis de mesurer l’influence de la situation d’usage sur l’évaluation desenvironnements lumineux variables en termes de niveaux de lumière (30% et 100% du flux) et de températures de couleur(2700 K, 4200 K).Les résultats de cette étude ont montré que les environnements lumineux préférés des usagers sont caractérisés par une teintechaude et une faible quantité de lumière lors d’une situation de détente, contrairement à une situation de travail où une teintechaude et une forte quantité de lumière des environnements lumineux sont préférées. Des différences dans les caractéristiquesindividuelles, telles que le genre et l’âge, modulent les jugements d’appréciation.De plus, notre projet de recherche porte un enjeu méthodologique, celui de la construction d’un dispositif expérimentalpermettant la formulation et le recueil du jugement d’appréciation des usagers, relatif à l’environnement lumineux d’unechambre d’hôtel dans un contexte écologique. / Given the current changes in technologies and regulations, the emergence of LED technology multiplies the possibilities ofdesigning indoor and outdoor luminous environments adaptable to user’s needs and expectations. Although engineers andarchitects care about lighting quality, few fundamental elements of luminous environments have been evidenced as importantregarding customers’ expectations in the hospitality.In this context, our thesis aimed at better understanding the perception of light environments in hotel rooms from a users’perspective, the hotel customer itself. We assumed that the judgment of appreciation of a luminous environment depended onits lighting parameters, but also the situation during which the luminous environment was perceived and the individualcharacteristics of the users who perceived it.A three-step methodology was designed to test this hypothesis and to retrieve the judgment of appreciation of the users undera real situation in a hotel room. The first phase of this research program highlighted the importance attached by customers tolight depending on the activities undertaken during his/her stay, such as a situation of leisure or a situation of work. The secondenabled the selection of the relevant lighting parameters to design a luminous environment in a hotel room based oncustomers’ preferences. The third phase was set out to measure the influence of the situation on the assessment ofappreciation of luminous environments varying in terms of illuminance (30% of luminous flux vs 100%) and color temperature(2700K, 4200K).Overall, the users preferred the luminous environment characterized by warm white and dim light while relaxing, whereas theypreferred a warm white and bright light when working. Differences in individual characteristics like age and gender influencedthe assessment of appreciation.Moreover, the methodological issue of our project was to develop an experimental device allowing the formulation and thecollection of the users’ assessments of appreciation regarding luminous environments in a hotel room under an ecologicalcontext.

Grâce à l'explosion du marché grand public des smartphones et tablettes, les capteurs d'image CMOS ont bénéficiés de développements technologiques majeurs leur permettant de rivaliser voir même de devancer les performances des capteurs CCD. En parallèle, dans les domaines de l'aérospatial ou de l'imagerie médicale, des capteurs CMOS ont également été développés pour des applications à fortes valeurs ajoutées avec des technologies reconnues pour leur robustesse en environnement ionisant. Le travail de cette thèse a pour but de réunir dans une même architecture de pixel les dernières avancées technologiques développées pour les capteurs grands publics avec une solution novatrice de durcissement aux rayonnements ionisants récemment développée chez STMicroelectronics. Pour la première fois, cette nouvelle architecture de pixel de 1,4µm de côté et éclairée par la face arrière intègre une photodiode pincée verticale à collection de trous, une chaine de lecture composée de transistors PMOS et des tranchées d'isolation profondes à passivation passive ou active. Ce type de pixel a été conçu à l'aide de simulations TCAD en trois dimensions qui ont permis d'optimiser l'intégration de procédés pour sa fabrication. Il a été caractérisé et comparé à un pixel équivalent de type N avant et après irradiation par rayonnement gamma. Le pixel développé au cours de cette thèse présente intrinsèquement un plus faible courant d'obscurité que son homologue de type N et une meilleure résistance aux radiations. La passivation active des tranchées d'isolation profondes permet d'atténuer fortement l'impact des dégradations habituellement observées au niveau des interfaces Si/SiO2 et s'avère donc prometteuse en environnement ionisant. Des mécanismes intrinsèquement différents de formation de pixels blancs sous irradiation ont été mis en évidence pour les pixels de type P et de type N. Enfin, les technologies de l'éclairement par la face arrière et de la photodiode verticale contribuent chacune à la bonne efficacité quantique du pixel ainsi qu'à sa capacité de stockage importante / Thanks to the growing smartphones and tablets consumer markets, CMOS image sensors have benefited from major technology developments and are able to rival with and even outperform CCD sensors. In parallel, for spatial and medical imaging applications, CMOS sensors have been developed using technologies recognized for their robustness in harsh ionizing environment. This Ph.D. thesis work aims at combining in one single pixel architecture the latest technology developments driven by consumer applications with a novel solution for radiation hardening recently developed at STMicroelectronics. For the first time, this innovative back-side illuminated pixel architecture integrates within a 1.4µm pitch a vertical pinned photodiode based on hole-collection, a PMOS readout chain and deep trench isolation with either passive or active interface passivation. This pixel has been developed using 3D-TCAD simulations allowing fast and efficient optimization of its fabrication process. Through a series of electro-optical characterizations, we have compared its performances to its N-type equivalent before and after irradiation with gamma rays. The pixel developed during this thesis exhibits intrinsically lower level of dark current than its N-type counterpart and improved radiation hardness. Active passivation of deep trench isolation greatly decreases the impact of degradations usually observed at Si/SiO2 interfaces and therefore shows very promising results in ionizing environment. Evidence of intrinsically different mechanisms of white pixel formation under irradiation for N-type and P-type pixels have been presented. Finally, back-side illumination technology and the vertical photodiode both contribute to the pixel’s high full well capacity and good quantum efficiency

Le Soleil est une étoile variable dont l’éclairement présente un large spectre de périodicités (de quelques minutes à plusieurs décennies). L’amplitude de ces variabilités présente une forte dépendance en longueur d’onde. La mesure précise de l’éclairement spectral hors atmosphère et de cette variabilité selon une échelle radiométrique absolue constituent une entrée fondamentale pour les domaines de recherche suivants :<p>- En physique solaire, ces mesures permettent de valider les modèles étudiant la composition de l’atmosphère solaire, les processus physiques internes et leur variabilité.<p>- La photochimie atmosphérique terrestre et les modèles climatiques. La composition, la structure thermique et la dynamique de l’atmosphère terrestre sont dépendantes du flux solaire incident, de sa distribution en longueur d’onde et de sa variabilité. Les mesures sont requises pour une validation des modèles de transfert radiatif et climatiques.<p>La nécessité d’une mesure continue dans le temps et hors atmosphère s’impose car chaque cycle solaire possède ses propres caractéristiques. Ces mesures sont réalisées depuis plus de 30 ans par des spectroradiomètres adaptés à l’environnement spatial. L’instrument SOLSPEC (SOLar SPECtrum) a apporté une contribution majeure à ces mesures.<p>Le travail présenté dans ce manuscrit est associé à la sélection de SOLSPEC pour une mission à bord de la Station Spatiale Internationale (ISS). Les objectifs ont consisté à adapter l’instrument pour une mission à long terme (2008-2016), à étendre la plage spectrale couverte par SOLSPEC et à réduire l’incertitude de mesures. Il est structuré en deux parties :<p>- La remise à niveau de l’instrumentation et son étalonnage radiométrique.<p>- Le traitement des données pour les premières mesures en orbite.<p>L’instrument a été modifié pour satisfaire de nouvelles exigences de dimensions et de masse. De nouveaux sous-systèmes optiques (unité interne d’étalonnage, pointeur solaire) ont été développés pour permettre la détection et la correction de toute dérive angulaire ou de réponse absolue de manière autonome. La plage spectrale de fonctionnement a été étendue entre 166 et 3088 nm. Une caractérisation radiométrique approfondie de SOLSPEC a été effectuée. L’étalonnage absolu a été réalisé à partir de l’étalon primaire en éclairement spectral (rayonnement du corps noir) du PTB (Physikalisch-Technische Bundesanstalt). Une estimation des incertitudes standard utilisant le formalisme mathématique appliqué en métrologie a été développée. Les résultats donnent une incertitude réduite entre 2 % à 4 % pour la plage 166-370 nm, inférieure à 2 % entre 370 et 2350 nm, comprise entre 2 et 5 % pour l’intervalle 2350-2580 nm et de 5 à 10 % entre 2580 et 2920 nm. Une valeur inférieure à 1 % est atteinte entre 500 et 1900 nm. Les mesures consécutives à la mise en orbite de SOLSPEC ont confirmé le maintien des performances radiométriques. Le spectre solaire hors atmosphère a été déterminé et comparé aux résultats antérieurs et actuels des missions respectives SOLSPEC ATLAS et SORCE. Il correspond à l’activité solaire du début de la mission SOLAR (mi-2008).<p><p>The Sun is a variable star. Its irradiance presents a wide range of periodicity varying from minutes to decades. The amplitude of this variability is strongly wavelength dependent. The accurate determination of the solar spectral irradiance above the atmosphere in absolute radiometric scale and the study of its variability are main issues for the following researches:<p>- In solar physics, these measurements are required for the validation of the models studying the composition of the solar atmosphere, the internal physical processes and their variability.<p>- For the photochemistry of the Earth’s atmosphere and the climate modeling. The composition, the thermal structure and the dynamics of the atmosphere are dependant on the incoming solar flux, its spectral distribution and variability. The measurements are required for the validation of radiative transfer and climate models.<p>As each solar cycle presents a different behavior, there was a need for continuous measurements above the atmosphere. Such measurements were performed since more than 30 years by means of space qualified spectroradiometers. The SOLSPEC (SOLar SPECtrum) instrument brought a major contribution in this respect. <p>The present work is devoted to the SOLSPEC instrument that was selected for a new mission on board the International Space Station (ISS). The objectives were to refurbish the instrument and to adapt it for a long term mission (2008-2016), to extend the wavelength coverage and to reduce the uncertainties on the measurements. This work is developed in two parts:<p>- The refurbishment and the radiometric characterization of the instrument.<p>- The data processing of the first results after the launch.<p>The instrument was modified in order to fulfill new requirements of dimensions and mass. Different optical sub-systems (internal lamp unit, passive solar sensor) were developed in order to obtain on board capabilities for the detection and the correction of any trend in the absolute response. The spectral range was extended to 166 - 3088 nm. A full radiometric characterization of SOLSPEC has been carried out and is presented in this work. The absolute calibration was performed using the primary standard of spectral irradiance (black-body radiation) of the PTB (Physikalisch-Technische Bundesanstalt). The evaluation of the standard uncertainties is presented using the mathematical methodology applied in metrology. The results provide an uncertainty limited to 2 % - 4 % between 166 and 370 nm, below 2 % from 370 to 2350 nm, between 2 and 5 % for the spectral range 2350 - 2580 nm and 5 % to 10 % between 2580 and 2900 nm. The uncertainty is below 1 % between 500 and 1900 nm. The stability of the radiometric performances was demonstrated from the analysis of the first measurements after the launch, at the beginning of the mission. The solar spectrum above the atmosphere was determined and compared to results obtained from the previous SOLSPEC ATLAS and ongoing SORCE missions. This spectrum corresponds to the solar activity at mid-2008.<p> / Doctorat en Sciences de l'ingénieur / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Cette thèse s’intéresse aux effets de la compensation des dopants sur les propriétés électriques du silicium cristallin. Nous montrons que le contrôle du dopage net, qui est indispensable à la réalisation de cellules solaires à haut rendement, s’avère difficile dans les lingots cristallisés à partir de silicium contenant à la fois du bore et du phosphore. Cette difficulté s’explique par la forte ségrégation du phosphore durant la cristallisation, qui donne lieu à d’importantes variations de dopage net le long des lingots de silicium solidifés de façon directionelle. Pour résoudre ce problème, nous proposons le co-dopage au gallium pendant la cristallisation et prouvons l’efficacité de cette technique pour contrôler le dopage net le long de lingots de type p ou n fabriqués à partir d’une charge de silicium contenant du bore et du phosphore. Nous identifions les spécificités du matériau fortement compensé ainsi obtenu comme étant: une forte sensibilité de la densité de porteurs majoritaires à l’ionisation incomplète des dopants, une réduction importante de la mobilité comparée aux modèles théoriques et une durée de vie des porteurs qui est déterminée par la densité de porteurs majoritaires et dominée après éclairement prolongé par les centres de recombinaison liés aux complexes de bore et d’oxygène. Pour permettre la modélisation de cellules solaires à base de silicium purifié par voie métallurgique, nous proposons une paramétrisation des propriétés fondamentales du silicium compensé mentionnées ci dessus. Nous étudions également la dégradation de la durée de vie des porteurs sous éclairement dans des échantillons de silicium de type p et n présentant une large gamme de niveaux de dopage et de compensation. Nous montrons que le défaut bore-oxygène est issu d’un complexe formé à partir de bore substitutionnel pendant la fabrication des lingots et activé sous injection de porteurs par une reconfiguration du défaut assistée par des charges positives. Finalement, nous appliquons le co-dopage au gallium pour la cristallisation de silicium UMG et démontrons que cette technique permet d’augmenter sensiblement la tolérance au phosphore sans compromettre le rendement matière de l’étape de cristallisation ou la performance des cellules solaires avant dégradation sous éclairement. / This thesis focuses on the effects of dopant compensation on the electrical properties of crystalline silicon relevant to the operation of solar cells. We show that the control of the net dopant density, which is essential to the fabrication of high-efficiency solar cells, is very challenging in ingots crystallized with silicon feedstock containing both boron and phosphorus such as upgraded metallurgical-grade silicon. This is because of the strong segregation of phosphorus which induces large net dopant density variations along directionally solidified silicon crystals. To overcome this issue, we propose to use gallium co-doping during crystallization, and demonstrate its potential to control the net dopant density along p-type and n-type silicon ingots grown with silicon containing boron and phosphorus. The characteristics of the resulting highly-compensated material are identified to be: a strong impact of incomplete ionization of dopants on the majority carrier density, an important reduction of the mobility compared to theoretical models and a recombination lifetime which is determined by the net dopant density and dominated after long-term illumination by the boron-oxygen recombination centre. To allow accurate modelling of upgraded-metallurgical silicon solar cells, we propose a parameterization of these fundamental properties of compensated silicon. We study the light-induced lifetime degradation in p-type and n-type Si with a wide range of dopant concentrations and compensation levels and show that the boron-oxygen defect is a grown-in complex involving substitutional boron and is rendered electrically active upon injection of carriers through a charge-driven reconfiguration of the defect. Finally, we apply gallium co-doping to the crystallization of upgraded-metallurgical silicon and demonstrate that it allows to significantly increase the tolerance to phosphorus without compromising neither the ingot yield nor the solar cells performance before light-induced degradation.

Ce travail de thèse concerne l'amélioration du pouvoir de résolution de la microscopie optique en champ lointain. Nous avons étudié et développé des techniques permettant de dépasser la limite fondamentale de résolution établie par Abbe en 1873. Toutes tirent profit de la relation liant le champ électromagnétique émis ou diffracté par un objet à l'éclairement employé pour l'observer. En enregistrant plusieurs images du même objet sous différents éclairements, puis en utilisant un algorithme d'inversion approprié, il est possible d'avoir accès à certaines fréquences spatiales de l'objet qui sont habituellement filtrées par le microscope. Ce concept est d'abord appliqué à une technique de microscopie cohérente ne nécessitant pas le marquage de l'échantillon : la microscopie tomographique de diffraction. Cette méthode permet de reconstruire numériquement des cartes quantitatives de la permittivité diélectrique de l'objet avec une résolution significativement meilleure que celle d'un microscope large-champ classique à partir de plusieurs hologrammes de l'échantillon obtenus sous diverses incidences. Nous montrons théoriquement et expérimentalement que, loin d'être un désavantage, le phénomène de diffusion multiple permet, s'il est correctement pris en compte, d'atteindre des résolutions encore plus spectaculaires. Nous étudions ensuite, avec des outils conceptuellement proches, la microscopie de fluorescence par éclairement structuré. Nous avons proposé deux approches différentes pour améliorer cette technique de microscopie. La première tire profit du développement d'un algorithme d'inversion capable de retrouver la densité de fluorescence de l'objet sans connaitre les éclairements utilisés a priori. Grâce à cet algorithme, nous pouvons remplacer le motif d'illumination habituellement périodique et contrôlé de la microscopie à éclairement structuré classique par des speckles aléatoires obtenus en bougeant un diffuseur à travers un faisceau laser. Des résultats expérimentaux très encourageants montrent l'efficacité de cette approche dont la mise en œuvre expérimentale est remarquablement simple. La seconde consiste à remplacer la lamelle de verre sur laquelle est déposé l'échantillon par une lamelle périodiquement nanostructurée. Celle-ci crée à sa surface une grille de lumière de période bien inférieure à la limite imposée par la diffraction, et qui peut être utilisée pour sonder les fréquences spatiales les plus élevées de l'échantillon. Nous détaillons la conception, la fabrication et la caractérisation expérimentale de ce substrat nanostructuré.