This thesis deals with the life and career and intimate life of Francis Carroll Grevemberg, an antiaircraft World War II officer from New Orleans, Louisiana. Grevemberg joined the Louisiana National Guard in 1932 and began his military career in the midst of the Great Depression. In the reorganization of the U.S. Army before World War II, the War Department transformed Grevemberg's cavalry regiment into a coastal artillery battalion with antiaircraft capability. During World War II, Grevemberg saw continuous action in the North Africa, Italy and Southern France. He regularly wrote letters from battlefields to his wife Dorothy. These letters provide a important window into a young officer's feelings, thoughts and affection in the unfolding of World War II. They are documents of a soldier's emotional release during times of crises. Lt. Col. Grevemberg is a rare, World War II antiaircraft artillery officer who took part and survived five amphibious landings in the Mediterranean.

Cette thèse consiste en l'étude expérimentale de la dynamique d'une interface granulaire inclinée et cisaillée par un écoulement d'eau laminaire, continu. Dans le canal de géométrie contrôlée, deux modes de transport sédimentaires sont observables : par érosion hydrodynamique et par écoulement gravitaire en masse. <br />Une première étude est consacrée aux seuils de mise en mouvement des particules. Deux modèles simples prenant en compte la gravité, la friction entre particules et le cisaillement du fluide, permettent de retrouver l'influence de la vitesse de l'écoulement d'eau et de la pente du lit sur les seuils de transport par érosion et par avalanche.<br />Le régime d'écoulements gravitaires est ensuite exploré pour des pentes au-delà de l'angle maximal de stabilité. Les mesures d'évolution de la pente du tas et du débit de particules (par PIV) montrent que l'avalanche atteint rapidement un régime quasi-stationnaire. La vitesse des grains dépend uniquement de la pente du tas, dans une relation quantitativement prédite par un modèle adapté des développements récents de modélisation de la rhéologie des granulaires. <br />Dans une troisième partie on s'intéresse à la déformation de l'interface granulaire dans un régime particulier. La formation de rides à tourbillon est observée à la surface de l'avalanche, lorsqu'on applique un écoulement d'eau qui tend à transporter les particules dans la direction opposée. Après une phase initiale de croissance exponentielle, l'amplitude des rides sature. La zone de recirculation à l'arrière de la ride semble contrôler la forme des structures tandis que la quantité de matière transportable par l'avalanche semble déterminer leur amplitude.

Le chant des dunes est un phénomène naturel qui a longtemps éveillé la curiosité des hommes du désert, de Marco Polo à R.A. Bagnold. Les observations scientifiques du XXème siècle ont montré que le son est émis par la vibration cohérente de la surface libre d'un écoulement de ces grains chantants, et que ce son est soumis à un phénomène de seuil qui dépend de beaucoup de paramètres. Pour comprendre le mécanisme qui synchronise le mouvement des grains entre eux, nous avons effectué deux voyages au Maroc et à Oman pour observer les dunes chantantes sur le terrain, dont nous avons rapporté plusieurs échantillons de sable chantant. En étudiant leurs propriétés microscopiques, nous avons montré que ces sables sont recouverts d'un vernis qui augmente leurs propriétés d'adhésion et de frottement. Grâce à une expérience à cisaillement variable, nous avons caractérisé la dépendance du seuil avec l'humidité et les paramètres d'écoulement. Dans une expérience d'avalanches, nous avons réussi à reproduire le chant des dunes sur le terrain, et nos observations montrent qu'une partie de l'écoulement a une vitesse homogène, comme un bloc solide. De plus, cette expérience montre aussi que la synchronisation ne peut être due à une onde acoustique dans le milieu granulaire. Nous avons alors développé un modèle basé sur l'interaction entre les chaînes de forces dans l'écoulement de cisaillement et la partie où la vitesse est homogène. Ce modèle a un bon accord quantitatif avec les mesures, et il permet de rendre compte de toutes les observations qualitatives faites sur le chant des dunes.

Le carbure de silicium (SiC) possède plusieurs propriétés exceptionnelles comme une large bande interdite, un champ électrique critique et une vitesse de saturation des porteurs élevée pour remplacer le silicium (Si) dans des domaines de fonctionnement jusque-là inaccessibles avec le Si. Un nombre important de démonstrateurs des composants de puissance en SiC faisant état de performances remarquables ainsi que la disponibilité commerciale des composants en SiC confirment la maturité de la filière SiC et montrent les progrès technologiques réalisés au cours des dernières années. Cependant, il existe peu d'études sur les coefficients d'ionisation du SiC, lesquels sont pourtant indispensables pour prévoir précisément la tenue en tension des composants de puissance en SiC. Ce travail contribue donc à mieux déterminer ces coefficients. Pour cela, un bon nombre de diodes spécialement conçues pour la détermination des coefficients d'ionisation du SiC par la technique OBIC (Optical Beam Induced Current) ont été réalisées sur différents wafers de SiC-4H et de SiC-6H, deux polytypes courant du SiC. Cette technique repose sur un faisceau de laser ultraviolet qui génère des paires électrons-trous dans la zone de charge d'espace d'une diode sous test. La mesure du courant résultant permet d'accéder aux coefficients d'ionisation. A partir des mesures OBIC sur les diodes réalisées, nous avons pu déduire les coefficients pour ces deux polytypes du SiC. Plus particulièrement, les coefficients d'ionisation du SiC-4H sont déterminés dans une large gamme de champ électrique grâce aux mesures sur les différents dopages. Les paramètres des coefficients déterminés dans ce travail peuvent être utilisés en conception de dispositifs haute tension pour prédire plus précisément l'efficacité de leur protection périphérique.

The plate-boundary Alpine Fault runs immediately offshore of the popular tourist destination of Milford Sound, which is visited by more than half a million tourists each year. Glaciers retreated from the fiord between ~24-16 ka, leaving behind a legacy of extreme topography, including some of the world's highest sea cliffs, which tower nearly 2 km above the fiord. Visitors come to view the spectacularly steep and rugged landscape, with many cruising the fiord by boat. This project utilizes surface exposure dating (TCND) of glacially modified surfaces, to gain further insight into the glacier retreat history of Milford Sound. Exposure dates from strategic locations near the entrance to the fiord indicate that the main trunk glacier had retreated about 9 km from its peak LGM position by ~18 ka. Additional TCND and calibrated Schmidt Hammer data from a range of positions within the Milford catchment provide strong evidence that the main trunk glacier receded rapidly after about 18 ka, retreating a further 16 km to a position near the present-day confluence of the Tutoko and Cleddau rivers, by ~16 ka. Available seismic reflection data suggest that post-glacial sediment infill has been strongly influenced by massive deposits of rock avalanche debris. New high-resolution bathymetric and seismic reflection data reveals the presence of at least 18 very large post-glacial rock avalanche deposits which blanket ~40% of the fiord bottom. Geomorphic mapping and field investigation reveal the presence of at least ten additional very large to giant terrestrial landslide deposits in the lower Milford catchment; radiocarbon and surface exposure dating indicate that these events occurred during the Holocene, between ~9-1 ka. Ages of six of these deposits are in agreement with published rupture dates on the southern on-shore portion of the Alpine Fault.

Nous étudions de façon expérimentale les mécanismes d'excitation et de relaxation électroniques, sous irradiation par impulsion laser (UV et IR) ultracourte (60 fs - 1 ps), dans les matériaux diélectriques à large bande interdite. Les régimes explorés vont de l'ionisation sans modification permanente (quelques TW/cm²) jusqu'au régime ablatif (dizaines de TW/cm²). L'objectif de ce travail à caractère fondamental est la compréhension du processus d'endommagement laser dans nos conditions d'irradiation. D'abord, la connaissance de la densité électronique du matériau irradié aux différents stades d'excitation permet la quantification de cette interaction. La technique d'interférométrie résolue en temps est utilisée pour mesurer de façon directe cette quantité d'excitation. Cette mesure, effectuée au seuil de claquage pour différentes durées d'impulsion remet en question l'utilisation de densité d'excitation critique comme critère universel d'endommagement. Un nouveau critère, lié à l'énergie échangée est proposé. D'autre part, l'utilisation d'un schéma expérimental à deux impulsions " pompes " a permis la distinction des mécanismes d'excitation intervenant à l'échelle temporelle de l'ordre de la durée des impulsions utilisées. Nos résultats indiquent des comportements différents selon les matériaux utilisés. L'existence d'une avalanche électronique est observée dans certains matériaux (SiO2, NaCl) alors que ceci n'est pas le cas pour d'autres (Al2O3, MgO). Ces différences seront discutées en détail. Ensuite, nous mesurons le spectre en énergie des électrons excités par une technique complémentaire : la spectroscopie de photoémission. Ces résultats ont permis d'une part de montrer l'existence d'un effet croisé entre deux impulsions " pompes " qui se traduit par une augmentation de l'énergie des photoélectrons et d'autre part la mesure des temps caractéristiques de relaxation des électrons selon leur énergie cinétique. Enfin, une étude morphologique des cratères résultants de l'ablation a été effectuée et ce pour différents paramètres d'irradiation avec une seule impulsion (nombre de tirs, énergie et durée de l'impulsion) ainsi que pour le cas de l'association de deux impulsions en fonction de leur délai.

The innovative design of flat panel volume computed tomography (CT) systems has recently led to the emergence of a wide spectrum of new applications for both diagnostic and interventional purposes, such as ultra-high resolution bone imaging, image guided interventions, dynamic CT angiography, and interventional neuroradiology. Most of these applications require low X-ray dose to limit potential harm to the patient. One of the main challenges of low dose imaging is to maintain a quantum noise limited system to achieve the highest possible signal to noise ratio (SNR) at a given dose. One potential method to achieve a quantum noise limited system is to employ a high gain detector. Current flat panel CT technology is based on indirect conversion detectors that contain a scintillator and hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) p-i-n photodetectors which have a gain below unity and require a specialized p-layer. In this thesis, an alternative detector to the p-i-n photodetector, which can achieve gain above unity and thus aid in achieving quantum noise limited systems is investigated for large area flat panel imaging. The proposed detector is based on amorphous selenium (a-Se). Amorphous selenium is the most highly developed photoconductor for large area direct conversion X-ray imaging and is still the only commercially available large area direct conversion flat panel X-ray detector. However, the use of a-Se for indirect conversion imaging has not been significantly explored. Amorphous selenium has field dependent mobility and conversion efficiency, which increase with increasing electric field. It is also the only large area compatible avalanche-capable material; a property that was discovered more than 30 years ago. This unique property could be leveraged to provide the gain necessary for low dose medical imaging applications. The only current commercial avalanche capable a-Se optical detector uses electron beam readout in vacuum, which is not large area compatible and makes integration with pixelated readout electronics challenging. The detector structure proposed in this research seeks to address the challenges associated with integration of an avalanche capable a-Se detector with large area X-ray imager. One important aspect in the development of a-Se avalanche detectors is reducing the dark current and preventing a-Se breakdown as the electric field across the device is increased. A high dark current reduces the dynamic range of the detector, it increases the noise level, and it can lead to crystallization of the detector due to joule heating. To overcome the dark current problem, different blocking layers that allow for integration with large area flat panel imagers were investigated. Experimental results from fabricated devices provided the basis for the choice of the most suitable blocking layer. Two device structures are proposed using the selected blocking layer, a vertical structure and a lateral structure, each having associated benefits and drawbacks. It was shown that introducing a polyimide blocking layer brought down the dark current more than four orders of magnitude at high electric fields and does not deteriorate the charge transport properties of the detectors. The polyimide blocking layer also greatly minimizes physical stress related crystallization in a-Se improving reliability. Gain above unity was observed in the vertical structure and the initiation of impact ionization was verified by performing time-of-flight experiments. Although impact ionization was not verified in the lateral structure, this device structure was found to be highly sensitive to ultraviolet light due to the absence of a top contact layer. Devices were fabricated on several different substrates, including a CMOS substrate, to demonstrate their integration compatibility with large area readout electronics. The exhibited performance of the vertical device structure demonstrates that it is a suitable alternative to the p-i-n photodetector for low dose imaging applications.

This work investigates the fundamental device limits related to operational voltage constraints and linearity in state-of-the-art silicon-germanium (SiGe) heterojunction bipolar transistors (HBTs) in order to support the design of robust next-generation high-frequency transceivers. This objective requires a broad understanding of how much "usable" voltage exists compared to conventionally defined breakdown voltage specifications, so the role of avalanche-induced current-crowding (or "pinch-in") effects on transistor performance and reliability are carefully studied. Also, the effects of intermodulation distortion are examined at the transistor-level for new and better understanding of the limits and trade-offs associated with achieving enhanced dynamic range and linearity performance on existing and future SiGe HBT technology platforms. Based on these investigations, circuits designed for superior dynamic range performance are presented.

Cette contribution, en s’appuyant sur expérimentation et modélisation numérique, vise à une meilleure compréhension du comportement de structures en maçonnerie. Nous traitons tout d’abord le cas des murs soumis à un chargement hors plan de type pression uniforme. Les applications en ingénierie sont multiples, par exemple le cas de la maison individuelle construite en montagne en zone bleu, zone où les structures sont susceptibles de subir un impact de type avalanche de neige ; ou encore le cas de la maçonnerie soumise à une pression latérale induite par une charge accidentelle telle qu’une explosion dans une zone Seveso ou plus généralement en ville suite à l’explosion d’une conduite de gaz. Notre étude se confine au cas quasi-statique, l’objet étant une meilleure compréhension du comportement d’un mur en maçonnerie soumis à pression latérale uniforme. Nous avons aussi testé différentes configurations de renforcement par matériau composite. Puis nous évaluons pas à pas, les possibilités de la modélisation via la méthode des éléments discrets (DEM). Des essais judicieusement choisis, maçonnerie à joint sec ou mortier, nous permettent d’en évaluer les pertinences et les limites. Nous abordons ensuite sur maquettes, les essais sous charge ponctuelle hors plan en quasi-statique et le cas de l’impact en dynamique, puis nous traitons des essais vibratoires et des sollicitations dynamiques harmoniques. La modélisation DEM est aussi évaluée dans certains cas tels que les vibrations et les sollicitations modales, voir l’application d’une sollicitation sismique unidirectionnelle. L’étude des sollicitations dynamiques est limitée à la vibration et l’impact, plus facile à gérer en laboratoire que les essais dynamiques de « type souffle », non ici abordés mais que nous mettons en perspective. / The study, based on experiments and numerical modeling, discusses the behavior of masonry walls in the loading case of a uniform out of plane pressure. Engineering applications are multiple, for example the case of detached house built on mountain in blue area, where structures are liable to undergo an impact of snow avalanche type; or the case of masonry subjected to lateral pressure induced by accidental load such as an explosion in Seveso area or more generally in city following the explosion of a gas pipeline. Our study allows, first to quantify the bearing capacity in the case of uniform pressure in quasi-static loading case, and thus to highlight the associated modes of rupture, and secondly to estimate the improvements in terms of global behavior when the structure is reinforced by Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) layers. Then, discrete element method (DEM) is illustrated by applications to various masonry problems from simple to more complicated, where in plane loading, out of plane loading, or both, are considered. This modeling allows us to evaluate the pertinence and limitations of DEM in masonry structure. Finally we discuss the dynamic tests, with the case of impact, easier to manage in laboratory than the testing dynamic "blast type" that we will put into perspective.

The topic of this master’s thesis is energy measurement of the optical intensity distribu-tion at the far field. Properties of the optical intensity and the optical power are described. In this thesis solution of wave equation is done. The plane wave, spherical wave and Gaussian beam are described. In this thesis, optical trace of laser beam from transmitter laser diode to receiver PIN photodiode is described. One of the solved problems is diffraction on the lens socket. The basic configuration for diffraction investigation on lens socket was created. There were transmitting laser diode, stop with circular apertures and PIN photodiode used in the experiment. In the other part, thesis deals with measuring and detection of the optical beam. Sorts of photodiodes and their characteristics were analysed.