Dans la première partie de cette thèse, nous développons l'étude expérimentale et théorique d'un type d'interactions à très courte portée (moins de 10nm), dites de van der Waals-Zeeman, entre un atome de gaz rare et une surface métallique. Il s'agit d'utiliser d'une part un jet supersonique d'atomes métastables pour diverse espèces (Ne*, Ar*, Kr*) et, d'autre part, un jet d'argon métastable Ar*(3P2) décéléré par un ralentisseur Zeeman standard. Dans le premier cas, on observe un accroissement de la portée de l'interaction de van der Waals-Zeeman en fonction de l'augmentation de la constante d'anisotropie n. Dans le second cas, l'augmentation de la portée est observée lors d'une diminution de la vitesse d'un atome d'argon métastable de 560 à 170m/s. La combinaison de ces méthodes nous a permis de mesurer la portée de l'interaction (dont l'efficacité est de quelques 10^(-4)) avec une résolution spatiale de 2 à 3nm. Dans la seconde partie de ce travail, nous introduisons la thématique nouvelle des milieux d'indice négatif pour l'optique atomique. Ces milieux consistent en des potentiels dits comobiles agissant dans le vide. Deux effets majeurs de ces milieux d'indice négatif sont démontrés : la réfraction négative pour des ondes de matière et le rétrécissement du paquet d'onde atomique. Enfin, nous montrons que l'application de milieux d'indice négatif aux ondes évanescentes de matière (créées à l'aide d'une barrière de potentiel magnétique statique) permet de les localiser sur une épaisseur de quelques micromètres de part et d'autre du bord de la barrière de potentiel.

Les oligonucléotides (ONs) antisens présentent un fort potentiel en tant qu’agents thérapeutiques. Toutefois, leurs propriétés physicochimiques limitent leur utilisation en thérapie génique. Pour pallier aux divers obstacles, des systèmes de vectorisation, tels que les micelles polyioniques (PICMs), ont été développés. Grâce à leur structure unique, les micelles protégent l’ON contre une dégradation prématurée et le couplage d’un ligand à leur surface augmente leur spécificité et leur internalisation. Dans d’autres systèmes, un polymère adjuvant aux propriétés pH-sensibles peut être ajouté pour faciliter la sortie de l’endosome et augmenter l’efficacité de l’ON. L’objectif général de ce mémoire était de mettre au point des PICMs ternaires ciblées pour l’administration d’ONs. Ces micelles assureraient à la fois l’internalisation cellulaire de leur cargaison en interagissant avec des récepteurs cellulaires et sa fuite de l’endosome grâce à un mécanisme de déstabilisation de la membrane endosomale. Pour cela, des PICMs composées d’un copolymère cationique de type poly(éthylène glycol)-bloc-poly(méthacrylate d’(alkylamino)éthyle) et d’un copolymère d’acide méthacrylique ont été préparées. Les propriétés physicochimiques de ces vecteurs ont démontré qu’ils permettaient une condensation efficace de l’acide nucléique et ce, indépendamment de la nature du polymère cationique et de l’acide nucléique. Finalement, une approche de couplage par pont disulfure a été développée afin de greffer au copolymère un fragment d’anticorps dirigé contre les récepteurs de la transferrine. En conclusion, ces travaux démontrent la versatilité et le potentiel des PICMs ternaires en tant que vecteurs d’acide nucléique, et proposent une méthodologie de couplage d’un ligand afin de formuler des PICMs ciblées. / Antisens oligonucleotides (ONs) present great potential as therapeutic agents. However, their physicochemical properties hinder their use in gene therapy. Targeting systems, such as polyion complex micelles (PICMs), have been proposed to circumvent the main hurdles related to ON delivery. Their unique core/shell structure can protect the ON against premature degradation and the coupling of a ligand on their surface can increase their specificity and internalization. In other systems, a polymer with pH-sensitive properties can be added to facilitate the release of the ON from the endosome and increase its efficiency. The present work was aimed at optimizing ternary PICMs targeted for the delivery of antisens ON. Such systems would provide both cellular internalization of cargo by interaction with receptors on the surface of cell membranes and escape from the endosome through a mechanism of destabilization of the endosomal membrane. PICMs composed of cationic copolymers of poly(ethylene glycol)-bloc-poly((alkylamino)ethyl methacrylate) with a methacrylic acid copolymer adjuvant were prepared. Their physicochemical properties suggest that efficient complexation of nucleic acids was obtained, regardless of the nature of the cationic polymer and the nature of the nucleic acid. Finally, a synthetic approach was developed for the conjugation of an antibody fragment directed against the transferrin receptor via a labile disulfide bond at the end of the cationic copolymer. In conclusion, the work presented herein displays the versatility and potential of ternary PICMs as vehicles for the delivery of ONs and also provides a method for the conjugation of a ligand to generate targeted ternary PICMs.

Un cadre d’analyse des figures utilisées dans la vulgarisation de la connaissance scientifique est développé suivant la sémiotique de Charles S. Peirce et la méthode archéologique de Michel Foucault. Ce cadre est appliqué spécifiquement à l’analyse de figures de l’atome recensées systématiquement dans deux revues de science populaires. Des recommandations découlant de notre analyse sont faites. / An analytical framework for the study of images used in the popularization of scientific knowledge is developped from the semiotics of Charles S. Peirce and the archeological method of Michel Foucault. This framework is applied specifically to figures of the atom found in a systematic study of two popular science magazines. Recommendations emerging from our analysis are offered.

La question de la réalité, de la nature et du rôle de la relation entre science de l'univers et spiritualité dans l'oeuvre de connaissance scientifique, plus généralement dans l'histoire de la pensée, motive le présent travail. Afin de traiter cette question, l'auteur a choisi d'étudier la pensée de deux savants spiritualistes : Isaac Newton et Georges Lemaître, qui façonnent deux moments majeurs de l'histoire des sciences, celui de la fondation de la mécanique céleste, creuset de la science moderne, et celui de la fondation de la cosmologie moderne, lieu d'une définition radicalement nouvelle de l'univers et de la place de l'homme en son sein. Ces deux moments, newtonien et lemaîtrien, s'apparient l'un à l'autre, d'une part en raison de l'objet d'étude commun : le tout, et d'autre part en termes de succession et d'avancées dans l'histoire des sciences, puisqu'ils nous entraînent de la science du ciel en l'absolu newtonien, à la science du commencement et de l'évolution cosmologique en la relativité générale. La relation entre science de l'univers et spiritualité se révèle, sur la base de l'étude détaillée des deux pensées, comme une relation dynamique à double sens : de la science à la spiritualité et inversement, et une dimension cruciale de l'histoire conceptuelle, plus généralement de l'histoire de la pensée. Chez Newton et Lemaître, la recherche et les résultats scientifiques entraînent réflexion et conclusion spirituelles. Inversement, la recherche spirituelle représente une motivation de l'étude scientifique, conçue comme étude de l'ordre, de l'arrangement divin du monde. La présente thèse procure par conséquent des éléments de synthèse et de comparaison des deux pensées et permet d'asseoir plus largement, aux plans historique et philosophique, le choix du sujet. Celui-ci en ressort étayé. Mais au-delà des termes mêmes de l'histoire de la pensée, la démarche première de l'auteur a consisté à comprendre des acteurs éminents de celle-ci, comprendre, à travers leur démarche de pensée, l'être, l'esprit, par la lettre de l'histoire. Ce travail, le premier en son genre, en traitant de certains ressorts essentiels de la dynamique de l'esprit et de l'histoire de la pensée, traite des fondements de la connaissance.

Présentation de deux expériences, utilisant les corrélations de polarisations entre des paires de photons optiques issus d'une cascade atomique (dont l'une est très proche de l'expérience utilisée par Bell), en utilisant des polariseurs a une voie ou des polarimètres optiques. Discussion de la précision statistique des expériences, en bon accord avec les prédictions quantiques, ce qui semblerait exclure la probabilité de réinterprétation de la mécanique quantique par une théorie locale a paramètres supplémentaires.

Ce travail de thèse s'inscrit dans<br />le cadre du développement d'une horloge optique basée sur une<br />transition à deux photons de 661 nm de l'Ag de largeur naturelle<br />~1 Hz. Afin de profiter du facteur de qualité de la<br />résonance, il faudra travailler sur un échantillon d'atomes<br />refroidis par laser, la longueur d'onde nécessaire étant de 328<br />nm. Ce mémoire concerne plus précisément la mise au point de<br />sources lasers solides pour améliorer la fiabilité de l'expérience<br />actuelle. Le cristal laser de Nd:YLF, pompé par diode laser,<br />permet d'accéder aux longueurs d'onde 1322 nm et 1312 nm. Le<br />doublage en fréquence de la première source fournira la radiation<br />à 661 nm tandis que deux étapes de doublage permettront d'obtenir,<br />à partir des photons à 1312 nm, une onde à 656 nm puis<br />une onde à 328 nm. Nous avons développé un modèle théorique, tenant<br />compte des effets thermiques et notamment des processus de<br />recombinaison Auger, afin de dimensionner différentes<br />configurations laser à tester (cavité linéaire, à mode hélicoïdal,<br />cavité en anneau réinjectée). Grâce à la dernière, nous avons<br />réalisé des sources continues, monomodes, d'environ 2 W, à 1322<br />nm et à 1312 nm. Ces cavités se prêtant au doublage de fréquence,<br />nous avons obtenu des puissances de 440 mW à 661 nm et 340 mW à<br />656 nm. Par ailleurs, une étude théorique des probabilités de<br />transition de l'atome d'argent à l'aide des codes de Cowan a été<br />entreprise, afin d'une part de chiffrer l'ordre de grandeur de la<br />puissance laser nécessaire et d'autre part, d'estimer la durée de<br />vie du niveau métastable, jusqu'alors obtenue<br />uniquement par comparaison<br />avec une transition quadrupolaire de l'ion mercure.

Ce memoire presente une contribution a la recherche de nouveaux milieux non-lineaires pour l'optique quantique. L'objectif final consiste a pouvoir controler les fluctuations quantiques d'un faisceau laser au moyen d'un dispositif de mesure quantique-non-destructif (qnd). Une etude experimentale a ete effectuee concernant les proprietes quantiques des diodes laser, puisque l'utilisation de ces dernieres, comme faisceaux de signal et de mesure couples par un dispositif qnd, a ete envisagee. On montre que leurs fluctuations quantiques d'intensite peuvent etre reduites en dessous du bruit de photon a temperature ambiante, mais qu'un large exces de bruit de phase subsiste dans tous les cas, ce qui empeche leur utilisation immediate dans une experience interferometrique sensible au bruit quantique. Un piege magneto-optique d'atomes de rubidium alimente par un jet atomique ralenti par laser est realise experimentalement. Nous mettons en evidence un couplage classique entre deux faisceaux laser pompe et sonde, au moyen du milieu d'atomes pieges, qui est un milieu resonnant pour lequel l'elargissement doppler est negligeable devant la largeur naturelle de l'etat excite. Afin d'exalter les non-linearites obtenues et permettre un couplage sensible aux fluctuations quantiques des deux faisceaux, les atomes pieges sont entoures d'une cavite interferometrique. Divers regimes de bistabilite a un faisceau sont mis en evidence. Nous etudions enfin comment la perturbation provenant des faisceaux de piegeage peut etre contournee en realisant, par controle du pompage optique, un mode de fonctionnement sombre du piege pour lequel la majeure partie de la population atomique se trouve sur un niveau qui n'est pas couple a ces faisceaux .

L’objectif de ce travail consiste à étudier, d’une part, les réactions des nitrates d’alkyles avec OH qui ont un intérêt atmosphérique, et d’autre part, les réactions des radicaux OH avec les alcanes et des atomes d’oxygène avec les oléfines qui ont un intérêt pour la combustion. Toutes les réactions ont été étudiées dans des réacteurs à écoulement à basse pression, y compris le réacteur à écoulement à haute température mis en place dans le cadre de la thèse, couplés à un spectromètre de masse quadripolaire à ionisation par impact électronique. Pour les réactions OH + nitrate d’alkyle, la dépendance en température de la constante de vitesse a été mesurée pour dix nitrates d'alkyles, dont pour huit nitrates pour la première fois, sur une large plage de température. Pour six nitrates, les produits de la voie réactionnelle menant au recyclage direct de NO₂, arrachement d’atome H de carbone α, ont été observés et leur rendements mesurés. La grande quantité de données obtenues dans ce travail a été utilisée pour une mise à jour de la relation structure-activité (SAR) pour les réactions d'alkyles nitrates avec OH et a permis d'améliorer les modèles atmosphériques actuels. Les études de réactions de radicaux OH avec les trois alcanes et de l'atome O avec l’éthylène et le propène ont permis de déterminer les constantes de vitesse respectives sur une large gamme de température allant de 220 à 900 K. De plus, la distribution des produits de réactions multivoies O + oléfine en fonction de la température a été déterminée pour la première fois. Ces résultats permettront d’améliorer les modèles de combustion actuellement utilisés. / The objective of this work was to study the reactions of alkyl nitrates with OH radicals relevant to atmosphere and reactions of OH radical with alkanes and oxygen atoms with olefins of interest for combustion chemistry. All reactions were studied in low pressure flow reactors (including high temperature flow reactor developed during the thesis) coupled to a quadrupole mass spectrometer with electron impact ionization. For OH reaction with nitrates, the temperature dependence of the rate constant was measured in an extended temperature range for ten alkyl nitrates, for eight of them for the first time. For six nitrates, the products of reaction pathway leading to direct recycling of NO₂ (H atom abstraction from α carbon) were observed and their yields were measured. The large amount of data obtained in this work has been used for an update of the structure-activity relation (SAR) for the reactions of alkyl nitrates with OH and will improve existing atmospheric models. For the reactions of OH radicals with three alkanes and O atoms with ethene and propene the rate constants were measured over a wide temperature range, 220-900 K. Moreover, the distribution of the products of the multichannel reactions O + olefin was determined as a function of temperature for the first time. These results are expected to improve current combustion models.

Cette thèse est fondée sur la nécessité de répondre aux difficultés d'enseigner les sciences en prenant en compte la singularité de l'élève et en donnant du sens aux apprentissages. Aujourd'hui, la ou les didactique (s) ne réponde (nt) que partiellement à cette problématique. Pour preuve, il existe toujours une catégorie d'élèves en difficulté voire en échec scolaire. Nous proposons ici une didactique instrumentale actualisée qui propose de répondre à cette situation.Celle-ci prend appui sur la théorie instrumentale de Vygotski qui mentionne que le développement culturel tire le développement biologique, que l'élève se construit par les concepts et que le langage est un des premiers instruments psychologiques qui instrumente la pensée. Partant d'un projet interdisciplinaire en sciences physiques et éducation physique et sportive, avec comme thème le concept d'atome, nous proposons de mettre en œuvre cette nouvelle didactique, en nous appuyant sur l'analyse des conceptions de 660 élèves de la 5ème à la terminale S sur l'objet considéré, en travaillant dans une Zone de Plus Proche Développement (ZPPD). L'activité maîtresse a été minutieusement choisie de façon à être adaptée et adaptable à l'ensemble des élèves, en identifiant les transformations des niveaux de savoir d'un élève, dans la cognomorphose et la cognogénèse, au cours de son apprentissage. Quatre expérimentations en collège et lycée ont été menées et ont permis de rendre compte des modes de pensée des élèves à chaque étape de l'apprentissage. Elles ont montré la pertinence de l'utilisation d'une carte conceptuelle, désignée d'étayage par Bruner, spécialement conçue et adaptée à des élèves des cycles 3 et 4 du collège et du lycée. Cette thèse, qui utilise pour étayer ses propres conclusions, des expérimentations et des méthodes liées directement aux principes de la didactique instrumentale qu'elle veut promouvoir, en plus de sa volonté de faire progresser la recherche dans ce domaine précis, a pour vocation d'apporter une réelle utilité professionnelle pour les enseignants de sciences / This dissertation is based on the need to respond to the difficulties of teaching science by taking into account the singularity of the learner, but also by giving sense to learning. Nowadays, didactic(s) only partially respond(s) to this problem. Evidence of it is that there are always a number of learners in difficulty or even failure at school. What we suggest is an updated instrumental didactic as a response to that situation.It is based on Vygotski's instrumental theory, which mentions that cultural development enriches biological development, and that learners construct themselves via concepts, and that language is one of the first psychological instruments that organizes human thought.Starting from an interdisciplinary project in Physical Sciences and Physical Education, with the concept of atom as a theme, we propose to implement that new didactic, based on the analysis of the conceptions of 660 secondary school goers from 1st year to 7th year (math mention) on the object of learning, working within their Zone of proximal development (ZPD).The main activity was carefully selected so as to be adapted and adaptable to any learner. To make it so we identified the changing levels of a student's knowledge in cognomorphosis and cognogenesis during their learning. Four experiments both in lower and higher secondary school were carried out and enabled us to account for the modes of thought of the students at each stage of the learning. They have shown the relevance of the use of a mind map, designed as a scaffolding device by Bruner, and specially designed towards learners in first and second year of lower secondary school as well as the higher secondary school.This dissertation, which, to back up its very own conclusions, uses experiments and methods directly related to the principles of the instrumental didactic that it wishes to promote. Besides it has for vocation to promote research in that specific field, and bring a real professional usefulness to science teachers

On s'intéresse à la dynamique électronique de systèmes atomiques soumis à une impulsion laser brève et intense ou à l'impact d'un ion positivement chargé. On procède alors à une comparaison détaillée des descriptions classique et quantique de ces interactions. Sur la base de cette comparaison, on développe une méthode auto-cohérente de trajectoires quantiques, basée sur l'approche hydrodynamique de Bohm. Cette méthode permet d'obtenir des observables très précises tout en conservant le caractère illustratif des méthodes de trajectoires classiques. / We are interested in the electronic dynamic of atomic system under influence of a short and intense laser pulse or induced by impact of positively charged ion. We then proceeds in a deeper comparative study of classical and quantal description of these interactions. On the basis of this study, we developped a self-consistent quantum trajectory method, based on the hydrodynamical formulation of Bohm. This method allow to obtain very precise observable while retaining the illustrative character of classical trajectory method.