La défaillance des pièces mécaniques est très souvent initiée par un défaut de surface. Par conséquent, la génération de contraintes résiduelles compressives sur des pièces mécaniques via une déformation plastique hétérogène améliore la tenue en fatigue et augmente la durée de vie des pièces. Parmi les procédés permettant d'introduire des contraintes résiduelles dans les pièces, le traitement par choc laser est plus intéressant à plusieurs titres. D'une part, il permet de produire des pressions en surface du matériau de l'ordre de 1 à 6 GPa sur de courtes durées d'impulsion allant de 3 à 30 nanosecondes. D'autre part, il offre la possibilité d'introduire des contraintes résiduelles de compression sur une certaine profondeur tout en conservant l'état initial de la pièce traitée. Ainsi, les simulations numériques par réalisation de modèles simples permettent de cerner les physiques mises en jeux. Dans cette perspective, la méthode semi-analytique offre d'énormes avantages, notamment la simplicité des modèles et la réduction des temps de calcul. Cependant, cette méthode n’a jamais été étendue aux problème dynamiques. Dans cette thèse la méthode semi-analytique a été étendue aux problèmes dynamiques et le modèle mis en place été appliqué pour la simulation du procédé de choc Laser / The failure of the mechanical parts is very often initiated by a surface defects. Consequently, the generation of compressive residual stresses on mechanical parts by introducing a heterogeneous plastic strain improves the resistance to fatigue and increases the lifetime of the parts. Among the processes making it possible to introduce residual stresses into the parts, the laser shock peening is more interesting for several reasons. On the one hand, it makes it possible to produce pressures on the surface of material of about 1 to 6 going GPa over short pulse times from 3 to 30 nanoseconds. In addition, he gives the opportunity of introducing residual stresses of compression on a certain depth while preserving the initial state of the treated part. The numerical simulation becomes necessary to determine the best physical phenomena involved. Thus, the semi-analytical method offers a lot of advantages, in particular the simplicity of the models and the computation times saving. This method was never extended to the dynamic problems. In this thesis the semi-analytical method was extended to the dynamic problems and the model implemented is applied for the simulation of the Laser process of shock.

Depuis plus d'un siècle, l’usure ondulatoire représente un des problèmes de maintenance les plus important pour les réseaux ferroviaires. Celle-ci est à l’origine d’émissions sonores incommodantes pour le voisinage et de vibrations structurelles pouvant réduire la durée de vie des infrastructures et matériels ferroviaires. Ce phénomène périodique présent à la surface des rails est intimement lié à la dynamique du contact roue-rail qui résulte des paramètres régissant le frottement, la dynamique du train et de la voie… Afin de mieux appréhender les conditions menant à l’apparition de l’usure ondulation, un modèle numérique a été proposé pour compenser l’impossibilité d’instrumenter localement et de façon fiable un contact roue-rail dynamiquement. Tout d'abord, un outil approprié a été choisi pour modéliser la dynamique du contact roue-rail afin de reproduire numérique de l’usure ondulatoire des voies rectilignes. Le code d'éléments finis dynamique implicite Abaqus a été choisi pour instrumenter numériquement localement le contact roue-rail. Ainsi, tant l'origine que l'évolution de l’usure ondulatoire dans des phases transitoires (accélération / décélération) sont étudiées. Une étude de sensibilité a été menée pour mettre en évidence la sensibilité de l’usure ondulatoire apparaissant dans des conditions transitoires au passage d’une ou plusieurs roues ainsi que d’un défaut géométrique présent à la surface du rail. Des conditions dynamiques locales d’adhérence-glissement (stick-slip), liées à la dynamique de la roue et du rail couplés par le contact, est identifié comme origine de l’usure ondulatoire des voies rectilignes dans des conditions transitoires. Deuxièmement, les résultats obtenues avec le modèles précédent ont mis en évidence une décroissance de l’amplitude de l’usure ondulatoire reproduire numérique en fonction du nombre de roue passant sur le rail. Ce résultat semble être en contradiction avec les observations de rails réels. Ce problème est lié à la difficulté de gérer la dynamique de contact, et tout particulièrement dans le cas où il y a des impacts locaux, dans les modèles éléments finis classiques tels que ceux implémentés dans Abaqus. Pour palier ce problème, une méthode de masser redistribuée a été implémentée dans Abaqus et utilisée sur le cas précédent. Les résultats montrent un accroissement plus réaliste de l’usure ondulatoire en fonction du nombre de roues. / For more than a century, rail corrugation has been exposed as one of the most serious problems experienced in railway networks. It also comes with a series of problems for maintenance, such as rolling noises and structural vibrations that can reduce lifetime of both train and track. This periodical phenomenon on rail surface is closely linked to wheel-rail contact dynamic, which depends on friction, train dynamics… To better understand corrugation birth conditions, a numerical model is suggested to complement the experimental limitations and to instrument a wheel-rail contact both locally and dynamically. At first, an appropriate tool was chosen to create the dynamic wheel-rail contact model to reproduce straight-track corrugation, also called “short-pitch” corrugation. The implicit dynamic finite element code Abaqus was chosen to investigate the dynamic local contact conditions. Both the origin and the evolution of straight-track corrugation under transient conditions (acceleration / deceleration) are studied. The parametrical sensibility of corrugation is thus investigated both with single/multiple wheel passing(s) and with geometric defect. A stick-slip phenomenon, linked to both wheel and rail dynamics coupled through the contact, is identified as the root of straight-track corrugation under transient conditions. Secondly, results obtained with the previous model have highlighted a quick decrease of corrugation amplitude with the increase of wheel passings over the rail. This last result seems to be in contradiction with reality. This problem comes from the difficulty to reliably manage contact dynamics, and particularly with local impacts, with the use of classical finite element models such as the one implemented in Abaqus. To compensate for this lack, a mass redistribution method is implemented in Abaqus and used with the previous case. The results show a more realistic corrugation growth according to the number of wheel passings.

La température et la pression sont deux paramètres particulièrement importants pour l’optimisation des performances du régime de lubrification élastohydrodynamique (EHL). A ce jour, différentes méthodes expérimentales ont été développées, avec plus ou moins du succès, pour la mesure de ces deux paramètres. Ce travail présente, en continuité de ces approches, des investigations visant à développer une nouvelle technique in situ permettant de mesurer localement ces deux grandeurs dans les contacts élastohydrodynamiques (EHD). Cette technique exploite la sensibilité en photoluminescence (PL) des boîtes quantiques (ou en anglais « quantum dots (QDs)) de CdSe/CdS/ZnS aux variations de température et de pression. A cet égard, des calibrations ont été réalisées afin d’évaluer la sensibilité de ces QDs aux deux paramètres. De plus, la versatilité de ces QDs comme nanosondes a été examinée en testant deux lubrifiants différents : le squalane et un mélange de squalane et de cyclopentane. Des mesures ont été également effectuées sous conditions dynamiques afin d’étudier (i) l’influence de la présence des QDs sur la rhéologie du lubrifiant et (ii) l’influence du taux de cisaillement sur la PL des QDs. Bien que ces différents tests aient prouvé le potentiel des QDs de CdSe/CdS/ZnS, ils ont révélé l’existence d’autres paramètres qui peuvent, tout comme la température et la pression, en modifier la réponse. L’étude a été menée afin d’approfondir la compréhension des mécanismes responsables de tels effets. Plus important encore, une méthodologie a été définie pour minimiser ces effets indésirables, et pour in fine, permettre l’usage de ces QDs en tant que nanosondes fiables. / Temperature and pressure are two relevant parameters for the optimization of lubrication performance in the elastohydrodynamic lubrication (EHL) regime. To date, various experimental methods have been developed to measure these two parameters with more or less success. In a continuation of these efforts, some investigations are presented in the current work in view of developing a new in situ technique allowing for local measurements of these two parameters throughout elastohydrodynamic (EHD) contacts. This technique exploits the photoluminescence (PL) sensitivity of CdSe/CdS/ZnS quantum dots (QDs) to changes in temperature and pressure. In this respect, calibrations have been carried out in order to establish the sensitivity of these QDs to the two parameters. Moreover, the versatility of these QDs for sensing applications have been examined by testing two different lubricants, namely squalane and a mixture of squalane and cyclopentane. Some measurements were also conducted under dynamic conditions, in order to study (i) the influence of the QDs presence on the lubricant rheology and (ii) the influence of shear rate on the PL of QDs. Although these different tests demonstrated the potential of CdSe/CdS/ZnS QDs, they revealed the existence of other parameters that affect, in addition to temperature and pressure, their response. A comprehensive study was thus conducted in order to elucidate the mechanisms behind these findings. More importantly, a methodology was defined in order to minimize these undesired influences and, in fine, enable these QDs to be used as reliable nanosensors.

Les problèmes de mécanique du contact sont des problèmes multi-échelles mettant en jeux de nombreux phénomènes physiques. Les premières études concernant ce domaine datent de la fin du XIXème siècle et les développements majeurs ont été réalisés au cours du XXème siècle en parallèle du besoin croissant des ingénieurs de prévoir le comportement des matériaux sous sollicitations tribologiques. L'évolution des besoins industriels et les avancées technologiques réalisées dans le domaine du numérique conduisent à réaliser des simulations tridimensionnelles ayant pour objectif la prédiction du comportement de pièces sous sollicitations thermo-mécaniques transitoires, pour, soit alléger les structures, augmenter le niveau de sollicitations, étendre la durée de vie... Ces simulations se révèlent très souvent coûteuses en termes de temps de calcul et d'espace mémoire et nécessitent par conséquent l'utilisation de super calculateurs. Dans ce contexte, cette thèse propose un modèle innovant basé sur les techniques multigrilles avec raffinement local afin de réaliser ces simulations pour des coûts numériques faibles. Ce modèle est basé sur les équations de Lamé généralisées et l'équation de la chaleur de Fourier discrétisée à l'aide des différences finies. Le système linéaire obtenu est résolu à l'aide de la méthode itérative de Gauss-Seidel couplée avec les techniques multigrilles. Ces techniques permettent d'accélérer la convergence d'un problème en utilisant plusieurs grilles et des opérateurs de transfert. Afin de garantir une convergence optimale et de minimiser la taille mémoire dans le cas de variations de propriétés importantes, des techniques numériques de localisation et d'optimisation ont été mises en place. Les applications visées ici sont centrées sur l'utilisation de revêtements ou de matériaux innovants pour permettre les gains attendus. Des validations du modèle ont été effectuées en comparant nos résultats avec ceux issus de la littérature. Des études paramétriques ont permis d'étudier l'influence de l'épaisseur du revêtement, de la valeur du module de Young mais aussi d'une couche à gradient de propriété sur le champ de contrainte et la tenue du système revêtement/substrat sous sollicitation de contact. Des études similaires ont été conduites sous sollicitations thermiques. L'intérêt porté aux variations de propriétés des matériaux selon toutes les directions de l'espace a conduit à étudier l'effet de la microstructure, qui est constituée de grains ayant chacun leurs propriétés propres, sur les champs de contraintes. La mise en évidence de cet effet est explicitement montrée au travers de calculs de durée de vie utilisant des descriptions statistiques de type Weibull. La dispersion observée sur les résultats est conforme aux observations expérimentales. / Contact mechanic problems are multi-scale and involve numerous physical phenomena. These problems have been studied since the end of the XIXth century and major developments have been made during the XXth century due to the necessity for engineers to predict material behavior under tribological loads. Currently, industrial demands and technological breakthroughs drive people to consider three-dimensional simulations to study this behavior under thermo-mechanical loads. The objectives are multiple: reduce of the size of structures, increase of material resistance, improvement of fatigue life... These simulations, which often require high numerical costs in terms of memory size and CPU time, have to be performed on super computers. In this context, this work proposes an innovative model based on multigrid methods using a local refinement strategy in order to perform these simulations at a low numerical cost. The model is based on the Lamé elasticity equations and the Fourier heat equation which have been discretized using a finite difference framework. The obtained linear system is solved using the Gauss-Seidel iterative method coupled with multigrid techniques. These methods allow an acceleration of the convergence speed, using different grids and transfer operators. In order to obtain an optimum convergence speed and decrease the required memory size, local refinement strategies and optimization techniques have been used. Several calculations required hundred millions of points, can be solved on a personal computer within a few hours. Applications focus on the use of a coating or innovative materials which allow improvements in terms of fatigue life. The model has been validated against results found in the literature. Parametric studies allowed to analyse the influence of the coating thickness, the Young's modulus ratio or the use of a graded layer on the stress field and on the coating/substrate system behaviour under contact loads. Similar studies have been performed under thermal loads. Special attention has been paid to the material property variations along all space directions. It has lead us to consider a material microstructure which is composed of grains with their individual properties. The influence of the microstructure on the fatigue life phenomenon is clearly highlighted using statistical Weibull charts. The dispersion observed in the numerical results tends to be similar to experiments found in the literature.

Abstract This work focuses on the Stone Age of north-eastern Europe between 5500 and 1800 calBC. Called the Neolithic in Finland and the Neolithic and Eneolithic in north-western Russia, the period and its research are characterized both by the encounters and separations between ‘the East’ and ‘the West’. Still, despite more than 100 years of archaeological research, few inter-regional studies exist. This dissertation aims to provide an overview of the basic concepts of the terminology and periodization and outline a general (absolute) chronological framework of the area. In addition, a historical research review of the present state of affairs is provided. Four case studies aspire to illustrate the varying (east–west-directed) contact networks that existed in the area during the Neolithic. The second central topic of this work is the Neolithic itself. The research area is located on the border of two major traditions defining the period either based on the appearance of productive livelihoods (west) or pottery technology (east). However, the purely Eurocentric and techno-economical views of the Neolithic have been recently challenged. An evaluation of the used terms and criteria are presented here in the context of north-eastern Europe. The Finnish-Russian border and national prehistories have affected and still affect the study of prehistory in north-eastern Europe. They have prevented studying many prehistoric phenomena to their full extent and have restricted the understanding of inter-regional interaction — during much of the Neolithic, the research area was not the last outpost of the western world but rather the north-western part of a vast Eurasian contact zone. The traditional definitions of the Neolithic have placed north-eastern Europe in an anomalous and peripheral position, but understanding the development as genuinely varying and multipolar would facilitate a more holistic and value-free examination of the period. / Tiivistelmä Koillis-Euroopan kivikautta aikavälillä 5500–1800 eKr. kutsutaan Suomessa neoliittiseksi, mutta Luoteis-Venäjällä se jaetaan neoliittiseen ja eneoliittiseen kauteen. Ajanjaksoa ja sen tutkimusta luonnehtivatkin ‘idän’ ja ‘lännen’ kohtaamiset ja erot. Huolimatta yli sadan vuoden tutkimushistoriasta on molempien alueiden aineistoja yhdisteleviä esityksiä olemassa vain niukasti. Tämän väitöskirjatyön tavoitteena on tarjota katsaus terminologian ja periodisaation keskeisiin käsitteisiin sekä hahmotella yleistä (absoluuttista) kronologiaa tutkimusalueella. Lisäksi työ esittelee nykytilanteen tutkimushistoriallisen taustan. Työhön kuuluu neljä tapaustutkimusta, joissa käsitellään Koillis-Euroopassa neoliittisella kivikaudella esiintyneitä (itä–länsi-suuntaisia) yhteysverkostoja. Työn toinen keskeinen teema on neoliittisen kivikauden käsite. Tutkimusalue sijaitsee kahden tutkimustradition rajalla, joista läntinen määrittelee aikakauden tuottavien elinkeinojen, itäinen keramiikan käyttöönoton perusteella. Puhtaasti Eurooppa-keskeinen ja teknologis-taloudellinen kuva neoliittisesta kivikaudesta on kuitenkin äskettäin kyseenalaistettu. Työssä esitellään yleistä terminologiaa ja pohditaan määritelmien käyttökelpoisuutta Koillis-Euroopassa. Suomen ja Venäjän välinen raja ja kansallinen esihistoriankirjoitus ovat vaikuttaneet merkittävästi kuvaan menneisyydestä. Ne ovat rajoittaneet ilmiöiden tutkimista niiden koko laajuudessa ja hämärtäneet alueiden välisiä yhteyksiä — suuren osan kivikautta tutkimusalue oli pohjoisella havumetsävyöhykkeellä vallinneiden verkostojen luoteisin osa, ei niinkään lännen viimeinen etuvartioasema. Perinteiset neoliittisen kivikauden määrittelykriteerit ovat asettaneet Koillis-Euroopan poikkeavaan ja perifeeriseen asemaan, mutta kehityksen ymmärtäminen aidosti varioivana ja moninapaisena mahdollistaisi periodin kokonaisvaltaisen ja ennakkoasenteista vapaan käsittelyn myös tällä alueella. / Аннотация Работа посвящена каменному веку северо-восточной Европы от 5500 до 1800 лет до н.э. Этот временной промежуток соответствует периоду неолита по финской периодизации, или периодам неолита и энеолита для древностей Северо-Запада России. Для рассматриваемого периода характерны как сходства, так и различия в археологическом материале между западной и восточной частями региона, и, так же, наличие и сходств, и различий между «западной» и «восточной» научными школами в понимании этого периода и в подходах к его исследованию. Несмотря на более чем 100-летнюю историю археологических исследований, лишь в нескольких работах данная проблематика рассматривается на межрегиональном уровне. В диссертации представлен обзор основных существующих понятий и хронологических схем, очерчены общие (абсолютные) хронологические рамки периода неолита рассматриваемой территории. Кроме того, рассмотрена история формирования современного состояния изучаемого вопроса. На примере четырёх конкретных исследований проиллюстрированы варианты систем коммуникаций (между востоком и западом), существовавших на рассматриваемой территории в неолите. Другая основная тема исследования — неолит как таковой. Изучаемая территория является пограничной для двух основных научных традиций определения неолита, использующих в качестве главного критерия либо появление производящего хозяйства («западная школа»), либо распространение технологии изготовления глиняной посуды («восточная школа»). Однако в последнее время наметилась ревизия евроцентричных и исключительно технологических и экономических подходов к пониманию неолита. В работе приведён критический анализ понятий и терминов, используемых в исследованиях по северо-востоку Европы. Финляндско-российская граница и различия между национальными концепциями доистории оказывали и продолжают оказывать влияние на изучение доистории северо-восточной Европы. Они ограничивают исследование многих явлений доисторического прошлого во всей их полноте, в том числе процессы межрегионального взаимодействия. Ведь в действительности на протяжении большей части периода неолита рассматриваемая территория являлась не крайним аванпостом западного мира, а, скорее, северо-западной частью обширной зоны евразийских контактов. При традиционном понимании неолитической эпохи северо-восток Европы оказывается периферийной территорией с отличным от «нормального» ходом культурного развития. Однако понимание развития как действительно вариативного и полицентричного процесса способствует более целостному и непредвзятому изучению рассматриваемого периода. (Translation: D.V. Gerasimov)

État insulaire situé au large des côtes sénégalo-mauritaniennes, le Cap-Vert a été peuplé à partir dela fin du 15e siècle de colons européens et d’esclaves africains. Il a hérité de cette histoire, unesituation diglossique où le portugais est la langue officielle alors que le créole, aujourd’hui dénommé« langue cap-verdienne », – né des contacts linguistiques luso-africains – est le véhicule del’expression quotidienne. L’histoire de la société cap-verdienne plonge aussi ses racines dans cellede l’émigration et de la mobilité nationale et internationale. Si les conditions climatiques ont pousséde nombreux Cap-Verdiens à l’exil, aussi bien en Afrique qu’en Europe ou aux Etats-Unis, leshandicaps d’ordre structurel ont, par ailleurs, favorisé les migrations constantes des îliens à l’échellemondiale.À partir d’enquêtes menées aussi bien au Cap-Vert qu’en France, sont étudiées les différences decompétences langagières entre des Cap-Verdiens ayant acquis leur(s) langue(s) dans chacun deces pays. L’analyse s’appuie essentiellement sur leurs parcours personnels et accorde une attentionparticulière aux formes de bilinguisme des uns et des autres. Les observations, qui portent a priorisur le créole, le portugais et le français, prennent en compte des productions orales spontanées etprovoquées et des productions écrites, car elles sont révélatrices de la compétence orale. / Island state located off the Senegalese-Mauritanian coast, Cape Verde was inhabited from the late15th century by European settlers and African slaves. He inherited this story, a diglossic situationwhere Portuguese is the official language while Creole, now called « Cape Verdean language », -born of Luso-African language contacts – is the vehicle of everyday expression. The history of CapeVerdean society is also rooted in that of emigration and national and international mobility. If weatherconditions have prompted many Cape Verdean to exile, both in Africa than in Europe or the UnitedStates, structural handicaps have also favored the constant migrations of islanders worldwide.Through surveys conducted both in Cape Verde and France, are studied differences in languageproficiency between Cape Verdean who acquired their languages in each of these countries. Theanalysis is based primarily on their personal journeys and pays particular attention to the forms ofbilingualism of each other. The study, which focuses at first on Creole, Portuguese and French,include spontaneous and induced oral productions, and written productions, which are indicative oforal proficiency.

A study of defects in semiconductors is vital as defects tend to influence device operation by modifying their electrical and optoelectronic properties. This influence can at times be desirable in the case of fast switching devices and sometimes undesirable as they may reduce the efficiency of optoelectronic devices. ZnO is a wide bandgap material with a potential for fabricating UV light emitting diodes, lasers and white lighting devices only after the realization of reproducible p-type material. The realization of p-type material is greatly affected by doping asymmetry. The self-compensation behaviour by its native defects has hindered the success in obtaining the p-type material. Hence there is need to understand the electronic properties, formation and annealing-out of these defects for controlled material doping. Space charge spectroscopic techniques are powerful tools for studying the electronic properties of electrically active defects in semiconductors since they can reveal information about the defect “signatures”. In this study, novel Schottky contacts with low leakage currents of the order of 10-11 A at 2.0 V, barrier heights of 0.60 – 0.80 eV and low series resistance, fabricated on hydrogen peroxide treated melt-grown single crystal ZnO samples, were demonstrated. Investigations on the dependence of the Schottky contact parameters on fabrication techniques and different metals were performed. Resistive evaporation proved to produce contacts with lower series resistance, higher barrier heights and low reverse currents compared to the electron-beam deposition technique. Deep level transient spectroscopy (DLTS) and Laplace-DLTS have been employed to study the electronic properties of electrically active deep level defects in ZnO. Results revealed the presence of three prominent deep level defects (E1, E2 and E3) in the as-received ZnO samples. Electron-beam deposited contacts indicated the presence of the E1, E2 and E3 and the introduction of new deep level defects. These induced deep levels have been attributed to stray electrons and ionized particles, present in the deposition system during contact fabrication. Exposure of ZnO to high temperatures induces deep level defects. Annealing samples in the 300°C – 600°C temperature range in Ar + O2 induces the E4 deep level with a very high capture cross-section. This deep level transforms at every annealing temperature. Its instability at room temperature has been demonstrated by a change in the peak temperature position with time. This deep level was broad, indicating that it consists of two or more closely spaced energy levels. Laplace-DLTS was successfully employed to resolve the closely spaced energy levels. Annealing samples at 700°C in Ar and O2 anneals-out E4 and induces the Ex deep level defect with an activation enthalpy of approximately 160 – 180 meV. Vacuum annealing performed in the 400°C – 700°C temperature range did not induce any deep level defects. Since the radiation hardness of ZnO is crucial in space applications, 1.6 MeV proton irradiation was performed. DLTS revealed the introduction of the E4 deep level with an activation enthalpy of approximately 530 meV, which proved to be stable at room temperature and atmospheric pressure since its properties didn’t change over a period of 12 months. / Thesis (PhD)--University of Pretoria, 2013. / Physics / unrestricted

Dans les applications automobiles et dans d'autres domaines (énergie, aviation, etc), le nombre d'appareils électroniques a augmenté de façon significative au cours des dernières décennies. La sécurité des systèmes et des personnes repose sur la qualité de connecteurs électriques. Toutefois, soumis à des vibrations (moteur de la voiture, de l'environnement) des microdéplacements sont induits à l’interface. La problématique du contact électrique est principalement liée à l'altération de la conduction de faible courant (5mA) dans les interfaces soumises à des contraintes mécaniques de glissement répétitifs engendrant un phénomène bien connu de fretting par l’usure. La sollicitation de fretting usure apparait comme un processus de dégradation très pénalisant. Outre la détérioration des surfaces, ce processus conduit à une augmentation de la résistance électrique des contacts et à une possible perte du signal électrique. Ceci est particulièrement le cas pour les connecteurs bas niveau très sensibles aux fluctuations de la résistance électrique. Pour remédier à cela, les acteurs de la connectique développent de nouveaux dépôts pour limiter l’utilisation de dépôts nobles tels que l’or. Les objectifs de cette thèse sont d’établir une "table d’utilisation" des revêtements en fonction de sollicitations précises et de mettre en place une méthodologie dans le choix des dépôts en vue d’optimiser la durée de vie des connecteurs. L’étude aborde différents aspects tels que les influences des conditions de chargements mécaniques, des épaisseurs de dépôts, du type de dépôt (noble, non noble, dopé), de l’amplitude de débattement (micro-déplacement et grand déplacement) et la formalisation de l’endurance électrique (loi puissance et approche énergétique). / In automotive applications and in other areas (energy, aviation, etc.), the number of electronic devices has increased significantly in recent last decades. Systems and people securities are based on the quality of electrical connectors. However, submitted to vibrations (car engine, environment) micro-displacements are induced at the interface. The problem of electrical contact is mainly due to the impairment of low current conduction (5mA) in interfaces subjected to repetitive sliding displacement generating a well-known fretting wear phenomenon. Fretting wear solicitation appears as a process of very detrimental degradation. Besides surface deterioration, this process leads an increase of the electrical contact resistance and a possible loss of the electrical signal. This is particularly the case of the low level connectors which are very sensitive to electrical contact fluctuations. To remedy, connections actors develop new deposits to limit the use of noble ones such as gold. The objectives of this thesis are to establish a "table of use" coatings based on specific solicitations and define a methodology for the selection of deposits to optimize the lifetime connectors. The study covers different aspects such as the mechanical loading conditions influence, the thickness deposits influence, the type of deposit (noble, non-noble, doped), the displacement amplitude (microdisplacement and large displacement) and the electrical endurance formalization (energetic approach and power law).

Downscaling of the contact length Lc of a side-contacted carbon nanotube field-effect transistor (CNTFET) is challenging because of the rapidly increasing contact resistance as Lc falls below 20–50 nm. If in agreement with existing experimental results, theoretical work might answer the question, which metals yield the lowest CNT–metal contact resistance and what physical mechanisms govern the geometry dependence of the contact resistance. However, at the scale of 10 nm, parameter-free models of electron transport become computationally prohibitively expensive. In our work we used a dedicated combination of the Green function formalism and density functional theory to perform an overall ab initio simulation of extended CNT–metal contacts of an arbitrary length (including infinite), a previously not achievable level of simulations. We provide a systematic and comprehensive discussion of metal–CNT contact properties as a function of the metal type and the contact length. We have found and been able to explain very uncommon relations between chemical, physical and electrical properties observed in CNT–metal contacts. The calculated electrical characteristics are in reasonable quantitative agreement and exhibit similar trends as the latest experimental data in terms of: (i) contact resistance for Lc = ∞, (ii) scaling of contact resistance Rc(Lc); (iii) metal-defined polarity of a CNTFET. Our results can guide technology development and contact material selection for downscaling the length of side-contacts below 10 nm.

In order to remove the local openings for contacting PERC Solar cells, one has to introduce passivating contacts. The Al₂O₃-TiOₓ double layer stack is an attractive candidate for this purpose. This study will guide a way to enhance the conductivity of those contacts by doping TiO x with a. Additionally, it is shown, that major parts of the stacks are deposited by sputtering. This demonstrates a higher feasibility for industrial applications than atomic layer deposition as reported earlier [1], [2].