Le développement technologique des dernières années a subi des avancées fulgurantes permettant à plusieurs domaines variés de faire la transition du monde analogique vers le monde numérique. Le domaine des radars a su bénéficier de ces avancées puisque plusieurs radars dits numériques voient maintenant le jour. Les radars ainsi conçus ont l'avantage de pouvoir être reconfigurés en une panoplie de types différents et, cela, uniquement par des changements logiciels. Avec cette flexibilité viennent toutefois quelques désavantages. Entre autres, dans le cas des radars numériques de type Doppler à ondes entretenues, la capacité de filtrer les signaux nuisibles provenant de sources immobiles n'est pas aussi trivialement accessible que dans la version analogique. Il faut donc trouver de nouvelles méthodes permettant d'atténuer ces signaux. Ce mémoire décrit en détail la conception, l'implémentation et l'analyse d'une méthode permettant d'effectuer cette atténuation. Les deux critères les plus importants sont l'atténuation optimale qu'il est possible d'atteindre ainsi que le temps nécessaire pour s'y rendre. L'atténuation que le système peut fournir est d'environ 53 dB et se compare très favorablement à d'autres systèmes similaires. Le temps de réponse est, quant à lui, d'environ 5 à 10 secondes. Le système est robuste et peut fonctionner même dans des cas de saturation et une certaine robustesse à la dérive de phase est démontrée. / The technological developments of the recent years have progressed rapidly, allowing many varied areas to make the transition from analog technologies to their digital counterparts. The eld of radars also bene ted from these developments since many of these radars, known as digital radars, are now starting to appear. These digital radars have the bene t of being recon gurable into di erent types of radars with simple software changes. However, with this added exibility comes some disadvantages. For example, in the case of continuous-wave (Doppler) radars designed with digital technology, there is an issue with the ltering of signals coming from immobile sources that could be easily solved in an analog version. The same method cannot be used for a digital version of this radar. Hence, new methods must be developed to attenuate these signals. This thesis explains in detail the design, implementation and analysis of a method allowing said cancellation. The two most important criteria are the optimal attenuation and the time needed to obtain this attenuation level. The presented system can achieve cancellation of up to 53 dB, which compares well to existing systems. The time needed to obtain this attenuation is around 5 to 10 seconds. The system is also able to operate as intended during cases of saturation and a certain tolerance to phase drift is demonstrated.

La microscopie holographique numérique (DHM) est une technique d'imagerie polyvalente prometteuse pour l'identification de biomarqueurs de maladies psychiatriques majeures. Les images obtenues par DHM sont toutefois affectées par le bruit cohérent, qui entrave entre autres la visualisation de petites ramifications nerveuses dans les tissus neuronaux. Le projet présenté dans ce mémoire tâche d'affranchir la DHM de ce défaut grâce à une approche dite polychromatique exploitant un laser à longueur d'onde modulable. Des cultures neuronales de rat et des cellules minces ont été analysées au moyen de cette approche, permettant de révéler de fins détails, tels que des dendrites et des organites. Finalement, dans l'objectif de mesurer des réponses cellulaires de façon dynamique, la méthode a été automatisée et optimisée. La stratégie proposée ici augure favorablement pour l'étude de la connectivité neuronale, et le montage peut être adapté pour des applications additionnelles de la DHM en biologie cellulaire. / Digital holographic microscopy (DHM) is a promising versatile imaging technique for the identification of biomarkers of major psychiatric illnesses. However, images obtained by DHM are affected by coherent noise, which among other things prevents from properly distinguishing nerve branches in neural tissue. The project presented in this thesis aims to remove this defect thanks to a socalled polychromatic approach using a laser with modulable wave lengths. Using this approach, neuronal cultures and thin cells were imaged, revealing fine details, such as dendrites and cell organelles. The setup was then optimized to measure dynamical cellular responses. The strategy proposed here bodes well for the study of neuronal connectivity and the setup can be adapted for additional DHM applications in cellularbiology.

Dans cette thèse, nous étudions les effets des interactions électroniques dans le processus d'ionisation simple des cibles atomiques par impact des ions multichargés, ceux-ci peuvent être nus ou à demi vêtus. Dans le cas des projectiles nus, nous avons étudié l'interaction entre l'électron actif et les électrons passifs, la version post de l'approximation d'onde distordue du continu avec état initial eikonale est reformulé (CDW-EIS pour son sigle anglais), y compris un potentiel résiduel omis de calculs précédents. En addition, nous développons un modèle d'onde distordue de quatre corps pour l'ionisation simple des atomes diélectriques dans lequel les deux électrons sont considérés comme des actifs et à évoluer dans les mêmes temps. Dans le cas de considérer comme projectile des ions partiellement vêtus, nous étudions l'interaction électronique entre l'électron actif du cible et celles liées au projectile par l'élaboration d'un modèle d'onde distordue où le potentiel perturbatif du projectile est séparé en deux termes : une longue distance déterminée par la charge nette du projectile et autre à courte portée donnée par les électrons liés au projectile. Cette dernière est approchée par un potentiel paramétrique type GSZ (Green-Sellin-Zachor) / In this thesis the effects of the electronic interactions in the single ionization process of atoms by multiply charged ions impact are studied. The projectiles considered are either fully stripped or partially dressed ions. In the case of fully stripped ions we study the interaction between the target active electron and the passive electrons distribution, the post version of the CDW-EIS (Continuum Distorted Wave-Eikonal Initial State) approximation is revisited and a residual potential neglected in all previous calculations is considered. Also a four-body distorted wave model is developed to investigate the single ionization of dielectronic atoms where both electrons are considered as active ones and evolving in the same time-frame. When considering partially dressed ions as projectiles we investigate the interaction between the target active electron and those bound to the projectile by means of the extension of the CDW-EIS and CDW (Continuum Distorted Wave) models to the case where the projectile is a dressed ion. The projectile potential is described by a analytic parametric GSZ (Green-Sellin-Zachor) one that can be separated in two terms : a long range term determined by the net chargeof the totally screened projectile and a short range term due to the electrons bound to the projectile

Ce travail s'inscrit dans le cadre des études sur les moyens d'accéder à une forme d'intelligence ambiante. Il porte sur la réalisation par impression jet d'encre de composants micro-électronique à base de nanotube de carbone sur substrat souple.Dans un premier temps nous avons travaillé sur la mise au point de la technique d'impression jet d'encre. Des études portant sur l'influence de paramètres sur le profil des motifs imprimés ont été réalisées ( distance intergoutte, température du substrat, tension d'éjection, …). La seconde partie de cette thèse porte sur les moyens de réalisation de fines couches de nanotubes de carbone sur substrat souple. Deux méthodes ont été étudiées plus particulièrement, la méthode de dépôt par filtration/report ainsi que la méthode de dépôt assisté par APTS. La méthode par filtration/report se révèle en particulier prometteuse puisqu'elle permet rapidement d'obtenir une couche de 10 nanotubes/μm² pour une épaisseur d'un nanotube.Finalement les connaissances issues de la première partie ont été mises en application pour réaliser des composants simples par impression tels que lignes coplanaires, antennes, capacités et autre. / This work is part of studies on how to reach a form of ambient intelligence. It focuses on the realization of micro-electronics devices based on carbon nanotube on a flexible substrate and by inkjet printing.In a first part we worked on the development of the inkjet printing technique. Studies on the influence of parameters on the profile of a printed patterns have been performed (drop spacing, substrate temperature, firing voltage, ...).The second part of this thesis focuses on how to achieve thin layers of carbon nanotubes on flexible substrate. Two methods have been studied, the method of deposition by filtering/transfert report and the method of APTS assisted deposition. The filtering/transfert method is proving particularly promising since it allows to quickly obtain a layer of 10 nanotubes/ microns square with a thickness of one nanotube. Finally the knowledge from the first part were used to make simple printed components such as coplanar waveguide, antennas, capacitor and others.

Le développement de nombreuses applications nomades, souples, déformables et sur de larges surfaces nécessite la réalisation de circuits mécaniquement flexibles, intégrant des capacités d‘interaction avec l‘environnement, de communication et de traitement de signal. Une part importante de ces applications provient actuellement de l‘industrie de l‘électronique organique, ou intègre des films semiconducteurs à forte mobilité sur des substrats plastiques afin d‘atteindre de meilleures performances. La combinaison de hautes performances électroniques (ondes millimétriques, faible bruit), et d‘une bonne flexibilité mécanique avec la stabilité des propriétés électroniques lors de déformations représente un des grands défis de l‘électronique future. Lors de ces travaux, une procédure d‘amincissement puis de transfert sur un film plastique des composants CMOS initiallement réalisés conventionnellement sur des tranches SOI (silicium sur isolant) a été développée. Cette solution permet la réalisation de transistors MOS flexibles et performants : possédant des fréquences caractéristiques fT/fmax de 150/160GHz et des performances en bruit NFmin/Ga de 0.57/17.8dB. De plus, positionner le plan neutre de l‘ensemble au niveau de la couche active du transistor permet de réduire les variations de propriétés électroniques à 5% même lors de déformations agressives. La réalisation de composants souples, performants et stable a ainsi été démontrée. / The ability to realize flexible circuits integrating sensing, signal processing, and communicating capabilities is of central importance for the development of numerous nomadic applications requiring foldable, stretchable and large area electronics. A large number of these applications currently rely on organic electronics, or integrate high mobility active films on plastic foils to provide higher performance. A key challenge is however to combine high electrical performance (i.e. millimeter wave, low noise electronics), with the mechanical flexibility required to conform to curvilinear surfaces, in addition to high stability of these electrical performance upon deformation. In this work, a solution has been developed, based on thinning and transfer onto plastic foil of high frequency (HF) CMOS devices initially processed on conventional silicon-on-insulator (SOI) wafers. This transfer process first enables the fabrication of high performance electronics on plastic, with n-MOSFETs featuring characteristic frequencies fT/fmax as high as 150/160GHz in addition to low noise potentialities: NFmin/Ga of 0.57/17.8dB. Secondly, by locating the neutral plane of the flexible system in its active layer, the relative variation of these high frequency figures-of-merit can be limited to 5% even after aggressive bending, demonstrating flexibility, high performance and stability.

L'électronique flexible est devenue un sujet au cœur des recherches actuelles. Dans ce but, plusieurs matériaux ont été utilisés tels que le PEN, PET ou le polyimide (PI). Ces matériaux présentent une bonne flexibilité et une compatibilité chimique avec les différents procédés utilisés en microélectronique, mais souffrent d'une faible conductivité thermique, menant à une réduction des puissances de travail des composants électroniques transférés sur de tels substrats, comparé à des substrats rigides plus classiques tels que le Silicium. Plusieurs pistes ont été investiguées pour contourner ce problème, et l'une des solutions consiste à remplir la matrice du polymère ou PI avec des nanomatériaux. Dans ce sens nous avons utilisé des structures 3D de graphène et de nitrure de bore hexagonal sous forme de mousse afin de remplir la matrice d'un PI. Nous expliquerons en détail comment nous avons obtenu un nouveau substrat flexible avec des propriétés thermiques améliorées. / A major challenge is to find a way to grow those materials in order to achieve an easy and economically attractive way to produce large area of those materials with a good quality. Another challenge is to transfer those materials on substrate compatible with electronics (mainly SiO2). We will focus the first part of our work on investigation of the growth conditions required to produce large area graphene and h-BN of good quality and their transfer on SiO2. Flexible electronics has become an important field of research for many applications, such as flexible batteries. In this goal, several materials have been used such as PEN, PET or polyimide (PI). All these materials present a good flexibility and a chemical compatibility with microelectronics process but they suffer from poor thermal conductivity, leading to lower utilization of power of devices deposited compared to classic microelectronic substrate such as SiO2. Several way have been recently investigated to bypass this problem and a good solution is to fill the matrix of the polymer or polyimide with nanomaterials or nanofillers. We choose to use graphene and h-BN as the filler in a 3D shape: a foam of graphene or h-BN as the nanofiller and we chose a PI as the matrix. In the second part, we will explain in details how we achieve novel flexible substrates with enhanced thermal properties. We succeed in producing polycrystalline graphene on copper with quite a good quality, fully covering the metallic substrate with a size of 2x2cm. We tried to grow monocrystalline graphene using standard CVD and achieved hexagonal single crystals of 30µm, which is quite small compared to other methods used in literature. We synthetized polycrystalline h-BN using copper as a catalyst and ammonia borane as the precursor with a size of 6x2cm with a good homogeneity on all available substrate. We were able to transfer both graphene an h-BN on Si02 substrate using both classical wet transfer and bubbling transfer, leading to a fastest transfer and resulting on clean transfer of our materials, free of cracks, bubbles and resist residues. We succeed in producing both 3D graphene and 3D h-BN as foam using a Nickel foam as the catalyst, resulting in multilayer graphene and h-BN with a good quality. We produced new flexible and thermal efficient substrates using these foams as a filler in a matrix of PI, already commonly used as a classical flexible substrate for microelectronics. We developed two generations of substrates. We found similar mechanical properties and thermal stability as the commercial Kapton. We deposited thermistors on the surface in order to study the thermal dissipation of our samples. We improved the maximum power applied on the thermistors up to 100% before breakdown.

Parallèlement à l'augmentation constante des coûts et l'épuisement des énergies fossiles et aux considérations environnementales, les progrès technologiques permettent maintenant de considérer l'énergie éolienne comme une alternative économique et fiable par rapport aux ressources conventionnelles. Le développement et la validation d'outils pour l'étude de sites d'implantation d'éoliennes, ainsi qu'une meilleure compréhension de la variabilité du vent est devenu un domaine de recherche en plein essor. Le vent est un phénomène aléatoire qui a de grandes variabilités autant temporelles que spatiales. Il faut donc caractériser ces variations à l'aide de lois ou modèles et essayer de déterminer l'influence des caractéristiques extérieures. Différentes lois statistiques caractérisant ce phénomène ont été étudiées. On trouve, entre autres, une caractérisation temporelle de variabilité du vent à l'aide de la loi de Weibull qui décrit la distribution statistique des fréquences de vitesses de vent et une caractérisation spatiale à l'aide de la loi de cisaillement vertical qui décrit la variabilité du vent pour différentes hauteurs. Nous avons essayé, à travers cette recherche, de mettre en évidence des corrélations permettant de déterminer les caractéristiques d'un site ne possédant pas de données de vent en le comparant à un site de référence. De plus, à l'aide de ces données et d'une étude de caractérisation topographique du site (hauteur, rugosité,...), un logiciel a été conçu. Celui-ci, fondé sur une étude des spectres de fréquence, permet de générer des vitesses numériques de vent à différentes fréquences, et même à des fréquences plus élevées que celles des données réelles issues du site étudié. Il permet également de générer des vitesses de vent pour un site pour lequel aucune donnée réelle n'est disponible, simplement à l'aide de ses caractéristiques physiques : latitude, hauteur et rugosité. Les données de vent générées pourront alors être utilisées comme entrée pour un banc d'essai éolien de 35kW. Celui-ci a pour principaux objectifs de mieux comprendre et identifier le fonctionnement d'une éolienne face à différents régimes de vent puis de dégager des améliorations en vue d'une meilleure performance des éoliennes en fonction du site sur lequel elles seront installées.

Les images sont de plus en plus utilisées dans de nombreuses disciplines (télédétection, médecine, etc.) car elles fournissent des informations précieuses sur les scènes ou les objets filmés. En médecine, depuis quelques années, les images sont devenues des éléments indispensables à l'établissement d'un bon diagnostic. Quelquefois, il apparaît qu'une image brute ne fournit pas tous les détails nécessaires à une bonne analyse, elle doit être retouchée de diverses manières : c'est le traitement des images. De nombreux algorithmes ont été mis au point pour effectuer des traitements d'images; certains présentent une complexité algorithmique élevée, ce qui fait que le temps de calcul pour traiter une image peut vite devenir exorbitant (cas des filtres, redimensionnement) dans les architectures monoprocesseurs. Afin d'accélérer le travail des radiologues dans l'analyse des images, nous avons recours au calcul parallèle. Les FPGAs (Field-Programmable Gate Arrays) sont des circuits électroniques parallèles qui permettent aujourd'hui de développer des applications de plus en plus performantes en vitesse d'exécution et gourmandes en ressources matérielles. Dans le cadre de notre travail de recherche, nous mettons en ?uvre, sur FPGA, quelques algorithmes de traitement d'images et nous étudions la faisabilité des traitements en temps réel (idéalement, 20 traitements par seconde ou 1 image toutes les 50 ms). Le langage de programmation que nous utilisons dans notre étude est psC. Nos travaux permettent de tester la puissance de ce langage dans le déploiement d'applications sur FPGA et ils contribuent à son amélioration.

L'objectif principal de cette recherche est d'étudier la distribution du potentiel et du champ électrique autour d'un isolateur de poste standard recouvert d'une couche semi-conductrice à fréquence industrielle, en présence de chocs de foudre et de manoeuvre sous des conditions givrantes. Les distributions sont calculées numériquement en utilisant la méthode des éléments finis (FEM), L'influence des épaisseurs et de la conductivité de la couche semi-conductrice, de la couche de glace et du film d'eau a été étudiée afin d'améliorer la performance électrique des isolateurs recouverts de glace. La minceur de la couche semi-conductrice exige un très grand nombre de mailles en raison de la frontière ouverte autour de l'isolateur. Pour réduire le nombre d'éléments, la frontière ouverte est simulée en utilisant une forme de la transformation de Kelvin. Le temps de calcul est comparé à celui avec la frontière artificielle. On observe une économie considérable de temps dans le cas de la transformation de Kelvin appliquée à un isolateur avec couche semi-conductrice recouvert de glace humide. Les résultats de simulation ont été confirmés par des expériences de laboratoire, et on a trouvé que le choc de man?uvre est le facteur limite dans la conception des isolateurs de couche semi-conductrice pour des conditions de glace, contrairement à des conditions propres (sans la présence de glace sur les isolateurs et où le facteur limite est le choc de foudre). La glace humide accumulée sur l'isolateur a très peu d'effet sur la distribution du champ électrique quand cet isolateur est soumis aux chocs de foudre. Toutefois, s'il est soumis aux chocs de man?uvre, la glace accumulée a un effet important sur la distribution du champ électrique et, par conséquent, sur le comportement diélectrique de l'isolateur. Sous chocs de foudre, l'instant du contournement se produit après la crête de l'onde de tension aussi bien pour un isolateur propre que pour un isolateur recouvert de glace humide; sous chocs de man?uvre. Par contre, cet instant se produit avant la crête de l'onde de tension pour un isolateur propre, et après celle-ci pour un isolateur recouvert de glace.

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