L'effet magnétoélectrique direct est défini par la modification de la polarisation électrique à partir de l'application d'un champ magnétique. Bien que cet effet existe de manière intrinsèque dans certains matériaux, nous étudions ici l'effet extrinsèque, où l'effet magnétoélectrique résulte d'un couplage intermédiaire entre deux phases distinctes. Dans ce cas, l'idée la plus répandue est de lier mécaniquement (par un collage) un matériau piézoélectrique à un matériau magnétostrictif. Ainsi, en appliquant un champ magnétique, le matériau magnétostrictif se déforme, transmet une contrainte au matériau piézoélectrique qui voit sa polarisation changer. Dans cette thèse nous nous intéressons à deux types de composites magnétoélectriques laminaires. Ceux employant les ferrites magnétostrictifs doux (ferrite de nickel) et ceux qui utilisent les ferrites semi-durs (ferrite de cobalt). Pour chacun des composites, on s'intéresse à optimiser l'effet magnétoélectrique en mettant en avant les paramètres qui l'influencent majoritairement. De ce fait, nous traitons différents aspects tels que l'influence de l'effet démagnétisant dans les multicouches, de la fraction volumique des composites, des phases secondaires, de la magnétostriction dynamique, de l'anisotropie magnétique uniaxe, et enfin de la fréquence et de l'amplitude du champ d'excitation magnétique sur l'effet magnétoélectrique. Grâce à la compréhension de ces phénomènes, nous avons pu optimiser le couplage magnétoélectrique de manière à développer un capteur de courant présentant des caractéristiques comparables aux capteurs de courant actuellement commercialisés et qui utilisent d'autres technologies (effet Hall, transformateur de courant). / The direct magnetoelectric effect is defined by the modification of the electric polarization induced by a magnetic field. Although this effect exists intrinsically in some materials, here we study the extrinsic effect, where the magnetoelectric effect results from an intermediate coupling between two distinct phases. In this case, the most common idea is to mechanically couple (by gluing) a piezoelectric material to a magnetostrictive material. Thus, by applying a magnetic field, the magnetostrictive material is deformed and transmits a stress to the piezoelectric material which makes its polarization change.In this thesis, we are interested in two types of laminar magnetoelectric composites: those using soft magnetostrictive ferrites (nickel ferrite) and those using semi-hard ferrites (cobalt ferrite). For each composites, we want to optimize the magnetoelectric effect by highlighting the parameters that mainly influence this coupling. As a result, we deal with different aspects such as the influence of the demagnetizing effect in multilayers, the volume fraction in the composites, the secondary phases, the dynamic magnetostriction, the uniaxial magnetic anisotropy, and finally the frequency and the amplitude of the magnetic exciting field on the magnetoelectric effect. Thanks to the understanding of the physical phenomena involved and the optimization of the resulting magnetoelectric coupling, we have been able to develop a current sensor with characteristics comparable to currently marketed current sensors that use other technologies (Hall effect, current transformer).

Les aubes des turbines à haute pression des réacteurs d'avion subissent des chargements complexes dans un environnement réactif. Prédire leur durée de vie peut nécessiter une approche en tolérance aux dommages, basée sur la prédiction de la propagation d'une fissure supposée. Mais cette approche est confrontée au comportement non linéaire sous des chargements à amplitudes variables et au coût énorme des calculs elasto-plastiques des structures 3D complexes sur des millions des cycles. Dans ce cadre, un modèle incrémental de fissuration a été proposé. Ce modèle est basé sur la plasticité comme mécanisme principal de propagation de fissure par fatigue pure. Cette modélisation passe par une réduction de modèle de type POD. La plasticité en pointe de la fissure est alors modélisée par un nombre réduit de variables non locales et des variables internes. Un ensemble d'hypothèses doit être respecté pour garantir la validité de cette modélisation. Pour décliner ce modèle dans le cas d'un matériau anisotrope représentatif du comportement des monocristaux, une première étude a été faite sur le cas d'une élasticité cubique avec de la plasticité de Von-Mises. Une stratégie a été proposée pour identifier un modèle matériau basé sur les facteurs d'intensité non locaux. Cette stratégie comporte une détermination de la fonction critère basée sur les solutions élastiques en anisotrope. L'étude des directions d'écoulement plastique avec les variables non locales montre une forte dépendance à l'anisotropie élastique du modèle même avec une plasticité associée de Von-Mises. La stratégie comporte également une identification des variables internes.Dans la deuxième partie, le problème d'une fissure avec un modèle de plasticité cristalline a été traité. L'activation de différents systèmes de glissement a été alors prise en compte dans la modélisation. Finalement, différentes méthodologies ont été explorées en vue de transposer le modèle local de plasticité cristalline à l'échelle non locale de la région en pointe de la fissure. / The fatigue life prediction of high pressure turbine blades may require a damage tolerance approach based on the study of possible crack propagation. The nonlinear behavior of the material under complex nonproportional loadings and the high cost of running long and expensive elastic-plastic FE computations on complex 3D structures over millions of cycles are some major issues that may encounter this type of approach.Within this context, an incremental model was proposed based on plasticity as a main mechanism for fatigue crack growth.A model reduction strategy using the Proper Orthogonal Decomposition (POD) was used to reduce the cost of FEA. Based on a set of hypotheses, the number of the degrees of freedom of the problem is reduced drastically. The plasticity at the crack tip is finally described by a set of empirical equations of few nonlocal variables and some internal variables.In order to apply this modeling strategy to the case of anisotropic materials that represent the behavior of single crystals, a first study was done with cubic elasticity and a Von-Mises plasticity. Elastic and plastic reference fields, required to reduce the model, were determined. Then, a material model of the near crack tip region was proposed based on nonlocal intensity factors. A yield criterion function was proposed based on Hoenig's asymptotic solutions for anisotropic materials. The study of plastic flow directions with the nonlocal variables of the model shows a strong dependency on the cubic elasticity. A strategy to identify internal variables is proposed as well. In the second part, a crystal plasticity model was implemented. The activation of different slip systems was taken into account in the model reduction strategy. A kinematic basis was constructed for each slip system. Finally, a strategy was proposed to transpose the local crystal plasticity model to the nonlocal scale of the crack.

L'utilisation de matériaux organiques pour l'électronique de spin suscite actuellement un fort intérêt. En effet, le long temps de diffusion de spin, la possibilité de manipuler l'état de spin d'une molécule ainsi que son interaction avec une surface magnétique offrent a priori de nouvelles possibilités pour la réalisation de nouveaux dispositifs d'électronique de spin. L'incorporation dans des dispositifs de molécules possédant deux états de spin nécessite la compréhension du phénomène de transition de spin une fois que les molécules sont en contact direct avec des surfaces métalliques.L'objectif de ce travail de thèse est l'étude des interfaces molécule-métal. Dans une première partie, nous avons étudié le magnétisme d'interfaces ferromagnétique-organique en utilisant différentes molécules et différents métaux ferromagnétiques. Nous nous sommes particulièrement intéresses a l'anisotropie magnétique dans ces systèmes. Dans une deuxième partie, nous avons étudié le phénomène de transition de spin moléculaire en contact avec une surface métallique. La spectroscopie d'absorption et le dichroïsme magnétique des rayons x ont d'abord permis de mettre en évidence cette transition à l'échelle globale ensuite, nous avons utilise la microscopie a effet tunnel pour étudier ce phénomène à l'échelle moléculaire dans un cristal 2d de molécule. Nous avons notamment observe la dynamique de la transition sous irradiation laser pour la première fois à l'échelle moléculaire. / The use of organic materials in spintronic devices has recently raised a lot of interest. Large spin diffusion time in organic materials along with the flexibility of manipulating the spin state of the molecule and their interaction with the ferromagnetic metal electrode offers new functionalities in molecular spintronics. Understanding the spin crossover (sco) phenomenon for spin active molecules attached to metallic substrate is also necessary for a primary step towards device application.The main goal of the thesis work was to study these molecule—metal interfaces. In one part, we have studied the magnetism of the organic—ferromagnetic interface with different molecules and different ferromagnetic metals. The study was mainly focused on the magnetic anisotropy at the molecule-metal interfaces. In other part, we focused on the spin crossover phenomena of sco molecules attached to metallic substrates. X—ray absorption spectroscopy and magnetic circular dichroism techniques enabled us to study globally the spin crossover phenomenon. Using scanning tunneling microscopy we were able to study the sco phenomena at the single molecular level in a 2d crystal of molecules on a metal substrate. We have then studied locally the dynamics of the spin transition phenomenon upon laser exposure on a single 2d layer molecular crystal.

Chez les plantes à fleurs, la communication entre les grains de pollen et les cellules épidermiques du stigmate, aussi appelées papilles, est cruciale pour le succès de la reproduction. Lorsqu’il est accepté, le grain de pollen germe et émet un tube pollinique qui transporte les gamètes mâles jusqu’aux ovules. La rencontre et la fusion entre les gamètes mâles et femelles reposent par conséquent sur la bonne trajectoire des tubes polliniques lors de leur progression dans les différents tissus du partenaire femelle pour atteindre les ovules. Les tubes polliniques croissent dans la paroi cellulaire des papilles stigmatiques et génèrent une pression sur ces dernières. De telles forces sont connues pour modifier le réseau de microtubules corticaux (MTC) ainsi que le comportement de la cellule. La première partie de ma thèse a consisté à étudier le rôle des MTC du stigmate dans le contrôle de la croissance du tube pollinique. En combinant imagerie cellulaire et approches génétiques, nous avons mis en évidence que chez le mutant katanin1-5 (ktn1-5) d’Arabidopsis, les papilles ont un réseau de MTC très isotrope, associé à une forte tendance des tubes polliniques sauvages à faire des spires autour des papilles. Ce phénotype a pu être partiellement reproduit par traitement des papilles avec un agent dépolymérisant les MTC, l’oryzaline. Compte tenu que le réseau de MTC est fortement lié à l’organisation des fibres de cellulose, et donc potentiellement à la rigidité de la paroi, nous avons mesuré la rigidité des papilles du mutant ktn1-5 grâce au microscope à force atomique. L’ensemble de ces résultats suggère que la KATANIN, en régulant l’organisation des MTC et conférant des propriétés mécaniques particulières à la paroi cellulaire, joue un rôle primordial dans le guidage des tubes polliniques lors de leur croissance dans les papilles stigmatiques. De façon similaire à la croissance des tubes dans les papilles, les hyphes des pathogènes filamenteux pénètrent les tissus épidermiques de leur hôte. Lors d’une attaque par un pathogène, les cellules de l’épiderme de l’hôte réagissent rapidement pour mettre en place une réponse appropriée, décisive sur le résultat de l’interaction plante-pathogène. La seconde partie de ma thèse a eu pour objectif de comparer la réponse cellulaire des papilles stigmatiques suite à l’invasion par deux types d’organismes, le tube pollinique lors de la pollinisation et les hyphes de deux Oomycètes pathogènes, Phytophtora parasitica et Hyaloperonospora arabidopsidis durant leurs processus d’infection. Nos résultats démontrent que la papille stigmatique est capable d’adapter sa réponse en fonction de l’identité de l’envahisseur. / The epidermis is the first cellular barrier in direct contact with the environment in both animal and plant organisms. In plants, the result of the cell-to-cell communication that occurs between the pollen grain and the epidermal cells of the stigma, also called papillae, is crucial for successful reproduction. When accepted, the pollen grain germinates and emits a pollen tube that transports the male gametes towards the ovules. Effective fertilization in angiosperms depends on the proper trajectory that pollen tubes take while progressing within the pistil tissues to reach the ovules.Pollen tubes grow within the cell wall of the papilla cells, applying pressure to the wall. Such forces are known to alter the cortical microtubule (CMT) network and cell behaviour. The first part of my PhD thesis aimed at investigating the role of the microtubule cytoskeleton of stigmatic cells in pollen tube growth. By combining cell imaging and genetic approaches, we found that in the Arabidopsis katanin1-5 (ktn1-5) mutant, papillae have a highly isotropic CMT array, associated with a marked tendency of wild-type (WT) pollen tube to turn around the papillae. We could partially phenocopy this coiled growth of pollen tubes by treating WT papillae with the microtubule-depolymerizing drug oryzalin. As CMT pattern is linked to cellulose microfibrils organisation, and hence possibly to cell-wall stiffness, we assessed the stiffness of ktn1-5 and aged papillae using Atomic Force Microscopy. Altogether, our results suggest that both organisation of CMT and cell wall properties dependent on KATANIN have a major role in guiding early pollen tube growth in stigma papillae.Similarly to pollen tube growth within the stigmatic papilla, hypha of filamentous pathogens penetrates the epidermal tissue of the host. During pathogen attacks, epidermal cells promptly react to the invading organisms to adjust the most relevant response. Early response of the first cell layers including epidermal cells is decisive for the result of plant-pathogen interactions. The second part of my PhD work aimed at comparing the cellular response of stigmatic cells challenged by two types of invaders, the pollen tube during pollination and hyphae of two oomycete filamentous pathogens, Phytophtora parasitica and Hyaloperonospora arabidopsidis, during the infection process. We demonstrate that a stigmatic cell challenged by a pollen tube or an oomycete hypha adapts its response to the invader’s identity.

L’une des raisons de la dégradation prématurée des routes en Amérique du Nord serait les propriétés mécaniques inadéquates des matériaux. Devant le peu d’informations sur le comportement anisotrope des matériaux granulaires dans la littérature, le service des matériaux d’infrastructure du ministère des Transports du Québec a accepté de soutenir le projet (GE-004-09) qui porte sur la détermination du module réversible des matériaux granulaires utilisés pour construire les fondations des routes. Les études montrent que le module réversible (MR) des sols de chaussée est un paramètre essentiel pour le dimensionnement et l’analyse des chaussées revêtues d’enrobé. Selon la méthode de conception (AASHTO, 2002), les différentes couches de la structure de la chaussée sont choisies et dimensionnées de façon à ce que la couche d’infrastructure reste dans la limite des tolérances des déformations élastiques. Afin de déterminer le MR, des essais triaxiaux et pressiométriques ont été effectués dans les installations du ministère des Transports du Québec. Les essais pressiométriques ont été réalisés dans un moule compacteur, conçu spécialement pour effectuer les essais verticaux et horizontaux. Les résultats obtenus des essais pressiométriques diffèrent de ceux des essais triaxiaux (13 kg de matériau granulaire). Des valeurs obtenues à partir de l’essai pressiométrique sur un matériau représentatif de chaussée (72 kg) démontrent qu’il y a une évidence d’anisotropie stucturale dans la fondation et la sous-fondation. Il ressort que le rapport d’anisotropie (Er/Ez ) est à peu près égal à 15 %, ce qui concorde avec celui de Tutumluer et al., (2003). Finalement, l’essai pressiométrique est très prometteur car il permet non seulement la détermination de l’anisotropie, mais il permet à l’ingénieur de développer une confiance dans les résultats à cause de la forme de la courbe pression-volume. / One reason for the premature deterioration of roads in North America is inadequate mechanical properties of materials. Given the limited information on the anisotropic behavior of granular materials in the literature, the « Service des matériaux d’infrastructure du ministère des Transports du Québec » agreed to support the project (GE-004-09) which relates to the determination of resilient modulus of granular materials used to build the foundations of roads. Studies show that the resilient modulus of pavement soils is a key parameter for the design and analysis of paved asphalt roads. According to the design method (AASHTO, 2002), the different layers of the pavement structure are dimensioned so that the infrastructure layer remains within tolerated limits of elastic deformations. In order to determine the resilient modulus, triaxial and pressuremeter tests were performed in the facilities of the « Ministère des transports du Québec ». Pressuremeter tests were carried out in a mold compactor, designed specifically for vertical and horizontal testing. The results of pressuremeter tests differ from those (13 kg of granular material) of the triaxial tests. Values obtained from the pressuremeter tests on representative road material (72 kg), demonstrate the existence of structural anisotropy in the foundation and subgrade sections. It appears that the anisotropic ratio (Er/Ez) is roughly equal to 15%, which is consistent with results obtained by Tutumluer et al., (2003). Finally the pressuremeter test is very promising because, not only does it allows for the determination of anisotropy, but also allows the engineer to develop confidence in the results due to the shape of the pressure-volume curve.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit den Auswirkungen der Ionenimplantation auf die Materialeigenschaften verschiedener magnetischer Probensysteme. Durch die Implantation mit Ionen kann man auf vielfältige Art und Weise die Eigenschaften von magnetischen Materialien modifizieren und maßschneidern, so zum Beispiel die Sättigungsmagnetisierung und die magnetische Anisotropie. Aus der Untersuchung von drei verschiedenen Probensystemen ergibt sich die Dreigliederung des Ergebnisteils. Im ersten Teil der Arbeit, dem Hauptteil, wird die Strukturierung von Permalloyschichten durch Ionen und der Einfluss auf den anisotropen Magnetowiderstand (AMR) untersucht. Der AMR ist direkt abhängig von der Ausrichtung der Magnetisierung eines Materials zum angelegten Strom. Um die Magnetisierungsrichtung sichtbar zu machen wurde ein Kerrmikroskop benutzt. Dieses wurde im Rahmen dieser Arbeit technisch erweitert um gleichzeitig auch den AMR messen zu können. Damit war es erstmalig möglich den AMR und die magnetischen Domänenkonfigurationen direkt zu vergleichen. Durch eine weitere Modifikation des Kerrmikrosops ist es möglich quantitative Bilder eines kompletten Ummagnetisierungsvorganges zu messen. Es konnte gezeigt werden, dass der berechnete AMR des Bildausschnittes mit dem gemessenen übereinstimmt. Der AMR ist abhängig von der Streifenbreite, der Streifenausrichtung zum Strom, der Stärke der induzierten Anisotropie, dem angelegten Feldwinkel und der Sättigungsmagnetisierung. Im Fall von schmalen Streifen führt das zweistufige Schalten zu einem AMR-Maximum, wenn die Streifen mit der niedrigeren Sättigungsmagnetisierung geschaltet haben. Das Zusammensetzen der Streifenstruktur ermöglicht es den AMR gezielt zu manipulieren. Bei geringer induzierter Anisotropie sind verschiedene komplexe Domänen messbar, welche sich in einem asymmetrischen AMR widerspiegeln. So kann der AMR auf vielfältige Weise manipuliert und deren Abhängigkeit von den magnetischen Domänen mittels Kerrmikroskopie gemessen werden. Im zweiten Teil wurde die Erzeugung eines Anisotropiegradienten durch Ionenimplantation in einem Speichermedium untersucht. Hierbei handelt es sich um eine Kooperation mit Peter Greene (University of California Davis) und Elke Arenholz (Lawrence Berkeley Laboratory). Nachdem die Ionenverteilung in dem Material mit TRIDYN simuliert wurde, erfolgte eine Implantation in die oberen Schichten der Co/Pd Multilagen. Dieses hat eine Veränderung der magnetischen Anisotropie zur Folge. Die Ummagnetisierungskurven sind mit dem polaren magnetooptische Kerreffekt (polaren MOKE) und Vibrationsmagnetometrie vermessen worden. Außerdem fand eine Strukturanalyse mit Röntgenreflektrometrie und Röntgendiffraktometrie statt. Die abschließende Beurteilung des Schaltverhaltens erfolgte durch die Auswertung der Ummagnetisierungskurven erster Ordnung. Es ist uns gelungen die oberen Schichten durch die Implantation weichmagnetisch zu machen. Die darunterliegenden Schichten sind noch hartmagnetisch und das Material zeigt textit{exchange spring} Verhalten. Es erfüllt somit die Voraussetzungen, um als Speichermedium genutzt zu werden. Damit konnte erfolgreich gezeigt werden, dass man mit Ionenimplantation einen Anisotropiegradienten in einem Speichermedium erzeugen kann und dadurch das gewünschte Schaltverhalten erzeugt. Im dritten Teil, in einem Projekt mit Björn Obry (TU Kaiserslautern), geht es um die Erzeugung eines Spinwellenleiters und eines magnonischen Kristalls durch die Ionenimplantation in Permalloy. Zur Herstellung des Spinwellenleiters und des magnonischen Kristalls macht man sich die lokale Reduzierung der Sättigungsmagnetisierung durch die Implantation zu nutze. Es wurden Messungen mit dem polaren MOKE gemacht. Die Spinwellencharakterisierung ist mit dem Brillouin-Lichtstreumikroskop durchgeführt worden. Es war möglich die Ionenimplantation zur Herstellung eines magnonischen Kristalls und eines Spinwellenleiters zu nutzen. Das Verändern von magnetischen Materialeigenschaften durch Implantation eröffnet somit verschiedene Möglichkeiten. Mit Ionenimplantation kann man Permalloy so strukturieren, dass man den AMR gezielt manipulieren kann. Außerdem wurde Ionenimplantation genutzt um einen Anisotropiegradienten in einem Speichermedium zu erzeugen. Durch diesen Anisotropiegradient konnte das Schaltverhalten gezielt modifiziert werden. Mit Hilfe von Ionenimplantation kann man auch ein magnonisches Kristall und einen Spinwellenleiter herstellen. / This thesis deals with magnetic modification of ferromagnetic films by ion implantation, such as induced changes of the magnetic anisotropy and changes in the saturation magnetization. Three different sample structures were investigated. Therefore the result section is divided into three parts. The influence of ion induced magnetic patterning on the anisotropic magnetoresistance (AMR) is investigated in the first part. The AMR directly depends on the angle between the applied current and the magnetization of the material. To investigate this relationship a Kerr microscopy,for observing the magnetic domains was combined with resistance measurements. The measurements were performed on stripe patterned permalloy samples. This is the main part of the thesis. The creation of an anisotropy gradient in a storage media by ion implantation is the topic of the second part. It was a collaborative project with Peter Greene (University of California Davis) and Elke Arenholz (Lawrence Berkeley Laboratory). The goal was to create a magnetic anisotropy gradient by introducing ions in the upper layer of the Co/Pd- multilayer. After TRIDYN simulations of the ion distribution, the implantation was performed and the magnetization curves were measured with polar magneto-optical Kerr effect and vibrating sample magnetometry. In addition to this, structural characterization was carried out by x-ray reflection and x-ray diffraction measurements. For the final determination of the switching behavior first order reversal curves were analyzed. The aim of the third part was to create a spin wave guide and a magnonic crystal by local ion implantation. In this project with Björn Obry (TU Kaiserslautern) the characteristic of the ions to reduce the saturation magnetization in permalloy was used and the effect on the spin wave propagation was analyzed. Polar MOKE was performed to determine the saturation magnetization. Brillouin light scattering microscopy was used to analyze the spin wave behavior inside the material.

Theoretische Berechnungen sagen für tetragonal gedehntes Fe-Co eine hohe magnetokristalline Anisotropie voraus, wie sie für seltenerdfreie Dauermagnetwerkstoffe vorteilhaft wäre. In dieser experimentellen Arbeit werden epitaktische Fe-Co-Schichten strukturell und magnetisch charakterisiert. Zur Untersuchung der Dehnung in diesen Schichten eignen sich AuxCu100-x-Pufferschichten besonders, da über die Stöchiometrie (x) deren lateraler Gitterparameter eingestellt werden kann. Wird Fe-Co auf einer solchen Pufferschicht abgeschieden, erfolgt aufgrund dessen hoher elastischer Energie schon in den ersten Monolagen eine vollständige Relaxation der pufferinduzierten Dehnung. In ternären Fe-Co-X-Schichten, in denen kleine X-Atome (X = B, C oder N) Oktaederlücken besetzen, wird jedoch eine spontane tetragonale Dehnung c/a bis zu 1,05 beobachtet. Entlang der gedehnten c-Achse tritt eine uniaxiale magnetokristalline Anisotropie auf, die für B- oder C-Zulegierungen von 2 at% eine maximale Anisotropiekonstante von 0,4 MJ/m³ zeigt. Wird der X-Gehalt weiter erhöht, nehmen die Kristallinität der Schichten und die magnetische Anisotropie ab. Neben der magnetokristallinen Anisotropie des Schichtvolumens wird an den Fe-Co(-X)-Schichten eine hohe Grenzflächenanisotropie beobachtet. Der Beitrag der freien Oberfläche übersteigt den der Au-Cu-Grenzfläche dabei deutlich. / Theoretical calculations predict a high magnetocrystalline anisotropy for tetragonally strained Fe-Co, which would be beneficial for rare-earth free permanent magnet materials. In this experimental work, epitaxial Fe-Co films are investigated structurally and magnetically. AuxCu100-x buffer layers are very suitable to study the strain in these films since their in-plane lattice parameter can be tailored via the applied stoichiometry (x). However, when Fe-Co is deposited on such a buffer layer, the induced strain of the Fe-Co lattice relaxes completely within the first monolayers, due to its high elastic energy. In ternary Fe-Co-X films, where small atoms X like B, C or N occupy octahedral interstitial sites, a spontaneous strain c/a up to 1.05 is observed. A uniaxial magnetocrystalline anisotropy along the strained c axis appears. Their maximum anisotropy constant is 0.4 MJ/m³ for B or C contents of 2 at%. If the X content is further increased, the crystallinity and thus, the magnetic anisotropy of the films degrade. Together with the magnetocrystalline anisotropy of the films’ volumes, a high interface anisotropy is observed for the Fe-Co(-X) films. The contribution of the free surface clearly exceeds the contribution of the Au-Cu interface.

Dans ce travail de thèse, nous avons étudié la structure et les propriétés magnétiques de nanoparticules CoxPt1-x épitaxiées sur une surface Au(111). Notre étude de la croissance des nanostructures, réalisée par microscopie à effet tunnel, a montré que l'utilisation d'une surface auto-organisée Au(111) permettait d'obtenir une croissance organisée d'ilots pour des concentrations en platine allant jusqu'à 50%. Nous avons également mis en évidence une modification de la morphologie des nanostructures en fonction de leur composition. En effet, les ilots d'alliage CoxPt1-x présentent une morphologie ambicouche (i.e. la présence simultanée de parties monocouche et bicouche) qui semble propre aux nanostructures d'alliage. Des simulations de dynamique moléculaire nous ont permis de démontrer que cette morphologie résultait de considérations cinétiques. En effet, le cobalt présente un désaccord de paramètre de maille important avec l'or, ce qui lui permet de monter en 2e couche via une faible énergie d'activation. Ainsi, malgré la forte enthalpie de mélange du système (Co,Pt) il se produit une démixtion partielle au sein des nanostructures, avec un enrichissement en cobalt des couches supérieures. L'ajustement de cycles d'aimantation (obtenus par dichroïsme magnétique circulaire des rayons X) en fonction de la température et de l'angle d'application du champ nous a permis de montrer la diminution de l'anisotropie magnétique des ilots en fonction de l'augmentation de la concentration en platine. Nous avons interprété ce résultat via un modèle phénoménologique de paires qui montre que le rapport d'aspect très anisotrope des nanostructures (un ou deux plans atomiques) est à l'origine de cette variation.

L'acquisition de l'aimantation dans les sédiments est régit par une somme de processus complexes et souvent interactifs, pouvant introduire des biais directionnels lors de la reconstitution du signal géomagnétique, en particulier des erreurs d'inclinaison. De telles erreurs peuvent mettre en doute l'utilisation de la paléovariation séculaire présumée du champs géomagnétique, révélée par l'ARN des sédiments. Les phénomènes à l'origine de ces erreurs sont principalement liées aux processus de dépôt des particules magnétiques et/ou à la compaction. Ces phénomènes affectent parallèlement la fabrique du sédiment et son anisotropie magnétique. Grâce à l'utilisation de l'anisotropie de susceptibilité anhystérétique (ASA). couplée à la technique plus classique d'anisotropie de susceptibilité magnétique (ASM), une méthode de détection et de correction des erreurs d'inclinaison a été mise au point. L'étude a porté sur un certain nombre de carottes océaniques et continentales présentant des anomalies d'inclinaisons de l'aimantation rémanente naturelle par rapport à la valeur attendue du champ géomagnétique. Des études de minéralogie magnétique ainsi qu'une technique expérimentale de resédimentation sous champ a permis d'estimer les rôles respectifs des propriétés intrinsèques au sédiment (nature, taille, et forme des particules magnétiques) et des influences perturbatrices extérieures (bioturbation, taux de sédimentation, etc ... ) sur l'acquisition de la fabrique et la création des erreurs d'inclinaison de l'ARN. Par ailleurs, l'utilisation de l'ASM sur des sédiments déformés provenant de la région du point triple du Chili a permis de détecter les directions des axes principaux de la déformation. L'origine et l'évolution de l'anisotropie sont discutées en fonction du contexte géodynamique régional.

L'étude des données Lithoscope permet d'étudier les structures profondes de la lithosphère. Trois méthodes ont été développées. La première porte sur l'analyse des ondes converties à l'interface croûte-manteau afin de contraindre les variations d'épaisseur de croûte. La seconde méthode caractérise l'orientation des structures dans le manteau, par la rnesure de l'anisotropie des ondes S. La troisième méthode mesure l'atténuation des milieux échantillonnés à l'aide de deux méthodes d'analyse fréquentielle et temporelle. Ces trois méthodes ont été appliquées aux enregistrements provenant du Nord Tibet, du Massif Central et de l'Abitibi, L'étude des données du plateau tibétain a permis de mettre en évidence des variations latérales très importantes de vitesse et de structure dans la lithosphère. Un saut de Moho de 20km a été observé sans qu'aucune variation de topographie ne soit observable. Ces travaux montrent que les phénomènes de l'équilibrage dans la lithosphère sont lents comparés aux mouvements horizontaux et verticaux. L'étude de l'anisotropie a permis de révéler l'importance de l'extrusion latérale le long de la faille du Kunlun. Les valeurs d'anisotropie obtenues impliquent que les mouvements horizontaux des blocs lithosphériques orientent les minéraux sur des épaisseurs mantelliques supérieures à 260 km. L'étude de l'atténuation sous le Massif Central a permis de constater qu'il existait une bonne corrélation entre les zones atténuantes et ies édifices volcaniques majeurs de cette région. Les valeurs du facteur de qualité obtenues montrent que les perturbations occasionnées par le volcanisme intéressent l'ensemble de la lithosphère mais sur de zones très étroites. Les modé!isations de perturbation thermique dans la croûte montrent de très bonnes corrélations avec les âges des différentes crises volcaniques. L'application systématique de ces trois analyses sur les enregistrements télésismiques du programme Lithoscope a permis de contraindre et de compléter les images de la lithosphère obtenues par la tomographie en vitesse des ondes P.