Les travaux menés dans cette thèse s’intéressent particulièrement à la mesure de la bande passante disponible qui est un paramètre très important pour le bon fonctionnement de plusieurs applications réseaux et dont la détermination avec précision reste jusqu’à aujourd’hui un défi à relever. Ces travaux visent donc à améliorer les techniques de mesure de ce paramètre en proposant un nouveau modèle déterministe basé sur la technique de la paire de paquets. Ce dernier est implémenté dans un nouvel outil de mesure appelé IGMPS. Les test expérimentaux visant à évaluer les performances de cette outil ont montré que ce dernier permet de mesurer la bande passante disponible avec une très grande précision qui dépasse largement celle offerte par les autres outils existants. Par ailleurs, une analyse de sensibilité et un calcul d’incertitudes sur les modèles étudiés ont montré que les erreurs dues à l’estampillage des paquets sondes au niveau de l’émetteur et du récepteur sont principalement à l’origine de l’imprécision des mesures fournies par les différents outils de mesure de la bande passante disponible. / This thesis work is focused on the end-to-end available bandwidth measurement that has attracted extensive attentions this last decade. This parameter is useful for several network applications, however, its measurement with good accuracy still stays a challenge to take up. To improve the performance of the available bandwidth measurement techniques, we developed a new deterministic model of packet pair delays that takes into account the probing packet size parameter; and implemented it in a new measurement tool called IGMPS. Through measurements on several network testbed configurations, we evaluated IGMPS and found that it provides available bandwidth measurements with high accuracy. Using sensitivity and uncertainty analysis to study the proposed model, we investigated the sources of observed errors on the measurement tools. We found that these errors are likely to be inherent in delay measurement. Indeed, the timestamping operations at the sender end the receiver are mainly at the origin of the inaccuracy of the estimates provided by the available bandwidth measurement tools.

Cette thèse concerne l'étude des propriétés linéaires des fibres optiques à bandes interdites photoniques et à coeur solide et l'utilisation de leurs caractéristiques singulières en optique non-linéaire guidée. La partie I est consacrée au calcul des bandes interdites photoniques que présente la gaine microstructurée. Nous avons mis en place un outil numérique de calcul de bandes par la méthode de décomposition en ondes planes en tenant compte de la dispersion des matériaux. Cet outil a été utilisé pour concevoir une fibre permettant la photo-inscription d'un réseau de Bragg. La méthode des perturbations stationnaires est ensuite appliquée pour déterminer les indices effectifs des modes autorisés aux grandes longueurs d'onde et identifier les modes linéairement polarisés vers lesquels ils évoluent.Dans la partie II, l'équation de Schrödinger non-linéaire généralisée est établie. Dans le cas d'une fibre effilée, il apparaît un terme supplémentaire permettant la conservation du nombre de photons. L'expression analytique usuelle du taux d'auto-décalage Raman est étendue au cas des solitons de courte durée jouant un rôle majeur dans le processus de génération de supercontinuum.La partie III est consacrée aux résultats obtenus en régime non-linéaire dans les fibres à bandes interdites photoniques à coeur solide. Nous montrons théoriquement que la forte valeur de la dispersion du troisième ordre est à l'origine de la suppression de l'auto-décalage Raman juste avant le bord de bande et sans pertes significatives. Cette suppression est ensuite utilisée pour limiter l'étendue spectrale et augmenter la stabilité tir-à-tir d'un supercontinuum. / This thesis concerns the linear properties of solid-core photonic bandgap fibers and the use of their specific properties for guided non-linear optics.Part I focuses on optical properties of the core mode whose guidance mechanism is related to the photonic bandgaps of the microstructured cladding. A numerical tool is developed for bandgap calculation using the plane wave expansion method with the dispersion taken into account. This tool was used for the design of a fiber which allows the photo-writing of a Bragg grating. Then, the stationary perturbation method is applied to the determination of the effective index of the allowed modes at long wavelengths and to the identification of linearly polarized modes towards which they evolve.In part II, the generalized non-linear Schrödinger equation is established. In the case of a tapered fiber, an extra-term appears in the equation allowing the exact conservation of the photons number. Then, the principles of the soliton red-shift and supercontinuum generation are recalled. The usual analytical expression of soliton self-frequency shift rate is extended to the case of short-duration solitons which play an important part in the dynamics of supercontinuum generation.Part III focuses on results obtained in nonlinear regime in solid-core photonic bandgap fibers. We show that the strong value of the third order dispersion term is the cause of the soliton self-frequency shift suppression near the bandgap edge without significant energy loss. Then, this suppression was used to tailor the spectral extent of the supercontinuum and to reduce pulse-to-pulse fluctuations.

Ce travail de thèse concerne les structures artificielles à base de métamatériaux permettant la réalisation d’absorbants parfaits. Après une brève introduction des métamatériaux, de leur fonctionnement en tant qu’absorbants et de l’état de l’art, quatre types de structures fonctionnant en bandes centimétrique ou millimétrique ont été conçus puis fabriqués à savoir (i) des réseaux de cubes BaSrTiO3 (BST) basés sur les résonances de Mie, (ii) des réseaux désordonnés composés d’anneaux métalliques mettant en jeu des effets de résonance semblables aux systèmes plasmoniques (iii) des absorbants à quatre résonateurs élémentaires sur substrat flexible et (iv) des réseaux multicouches métal-diélectrique de forme pyramidale. Pour l’ensemble, des simulations numériques, corroborées par l’expérience en guide d’onde ou en espace libre, montrent l’existence d’un moment magnétique. Celui-ci est induit par une boucle des courants de déplacement et de conduction. Pour les structures périodiques, les conditions de grande largeur de bande d’absorption ont été établies sur la base du piégeage et de la dissipation de l’énergie incidente. Pour les réseaux désordonnés, il est montré le rôle capital des couplages entre résonateurs. Des structures périodiques à base de ferroélectrique de dimensions sous longueur d’onde ont été assemblées avec succès tandis que des absorbants flexibles ont été réalisés par technique d’impression jet d’encre montrant l’amélioration d’un facteur quatre de la bande d’absorption. Des améliorations comparables ont été obtenues à l’aide de réseaux d’anneaux, dont les positions dans le plan sont désordonnées, résultant de la distribution des fréquences de résonance par effet de couplage fort entre les résonateurs. / In this thesis broadband Metamaterial Perfect Absorbers (MPAs) have been investigated. Following a brief introduction of metamaterials, operating mechanisms and state of the art of MPA, four absorber types operating either at centimeter or millimeter wavelengths have been designed and fabricated namely :(i) Mie-resonance based BaSrTiO3 (BST) arrays operating at microwaves, (ii) plasmonic-type disordered ring-shaped MPA, (iii) four patches millimeter wave flexible absorbers (iv) Pyramidal metal/dielectric stacked resonator arrays. For all the structures, it was demonstrated, through numerical simulations, assessed by characterization in a waveguide configuration or in free space, that unit absorbance relies on magnetic resonances induced by a current loop combining displacement and conduction currents. For periodic arrays, the condition for a broad band operation was established via the optimization of dissipation and trapping of electromagnetic energy in the resonators. For disordered metamaterials, it was shown the major role played by the magnetic dipole-dipole interaction. From the technological side, Ferroelectrics cube arrays with subwavelength dimensions were assembled onto a metal plate while flexible multi-resonators periodic arrays were successfully fabricated by ink-jet printing showing a fourfold enhancement of the absorbance bandwidth thanks to the overlapping of resonance frequencies. Comparable improvement in the bandwidth was also pointed out with randomly position metal ring arrays due to the distribution of resonance frequencies that result from tight in-plane resonator coupling.

L’absorption des ondes électromagnétiques est un objectif suscitant beaucoup d’intérêt de nos jours notamment pour les applications en furtivité dans le domaine militaire, mais également dans le domaine civil pour limiter l’exposition aux signaux de communication sans fil et pour préserver l’intégrité des informations échangées. La conception d’absorbants pour le domaine des basses fréquences reste un challenge dans la mesure où l’épaisseur des objets est proportionnelle à la longueur d’onde, ce qui peut se traduire par des masses et des encombrements importants. Cette caractéristique est un facteur limitant, notamment pour la protection des équipements embarqués. C’est pourquoi l’objectif de cette thèse est de concevoir des absorbants électromagnétiques à la fois large bande et le moins épais possible pour des faibles fréquences (typiquement entre 1 et 10 GHz). Dans un premier temps, nous avons cherché à comprendre le rôle des paramètres constitutifs des matériaux (permittivité et perméabilité complexe) dans l’absorption de l’onde. Nous avons ensuite décrit les efficacités d’absorption au sein d’une structure résonante par le biais du facteur de qualité. Sur ces bases de conception, nous avons proposé plusieurs types de structures absorbantes. La première repose sur la structuration d’un matériau composite ferromagnétique par ajout de motif métallique ou par détourage. Les motifs fractals (courbes de Moore) ont permis d’obtenir des largeurs de bandes relatives de l’ordre de 130 %, à 90 % d’absorption en puissance, autour de la fréquence de 7 GHz, avec une épaisseur faible devant la plus grande longueur d’onde absorbée. Les autres absorbants étudiés dans cette thèse présentent une structuration MIM (métal/ isolant/ métal) avec des résonateurs répartis aléatoirement. La distribution aléatoire du premier absorbant, dimensionné pour des fréquences voisines de 10 GHz, suit la loi de probabilité de Poisson où les résonateurs peuvent se superposer. Nous avons utilisé des outils mathématiques permettant de décrire la topologie de la distribution afin de relier la géométrie de l’absorbant à l’absorption de l’onde électromagnétique. Deux autres structures aléatoires, dimensionnées pour les longueurs d’ondes millimétriques, répartissent les résonateurs avec une condition de non contact. Nous montrons qu’une augmentation du nombre de résonateurs permet d’obtenir une absorption supérieure à 90 % avec un élargissement de bande. Enfin, nous avons mené une étude de prospective en vue d’étudier la réponse d’une métasurface aléatoire aux ondes électromagnétiques et acoustiques dans le domaine infrarouge. / Absorption of electromagnetic power arouses a lot of interest not solely for stealth applications in military domain, but also in civil life to reduce the exposure to wireless communication signals and to preserve the totality of exchanged information. Absorbers designing for low frequency domain remains a challenge since the object’s thickness has to be proportional to the working wavelength, which leads to significant mass and size. This characteristic is a limiting factor, especially for the on-board equipment protection. That is why the main objective of this thesis is to design a low-profile electromagnetic absorber specified for broadband operation at low frequency (typically between 1 and 10 GHz). First, we tried to deeply understand the role of materials’ constitutive parameters (complex permittivity and permeability) in the power absorption. Next we described the absorption efficiency by a resonant structure in terms of quality factor, thus introducing a balance condition. From this design rules, we proposed several types of absorbing structures. The first one is based on a ferromagnetic composite material structuration either by addition of metallic pattern or by etching technique. Fractals patterns (Moore’s curve) enabled to obtain a relative frequency bandwidth in the range of 130 %, for 90 % power absorption, around a frequency of 7 GHz, for a thickness which is a fraction absorbed wavelength. The other absorbers studied during this thesis display a MIM (metal/ isolator/ metal) structuration with randomly distributed resonators. The random distribution of the first absorber, sized for operating frequencies around 10 GHz, obeys the probability law of Poisson in which overlapping between resonators is allowed. We used some mathematical tools to describe the random distribution’s topology in order to link the absorber’s geometry to the electromagnetic power absorption characteristics. Two other random structures, dimensioned for millimeter wavelengths, distribute the resonators with a no contact condition. We showed that by increasing of density of the resonators, one can obtain an absorbance higher than 90 % with a bandwidth enhancement. Finally, we carried out a prospective study in order regarding a random metasurface which can behaves as a common platform for electromagnetic and acoustic waves in the infrared domain.

L'objectif de cette thèse est la réalisation d'une source de puissance pulsée à transistors GaN. Après une étude d'applications des micro-ondes de forte puissance, ainsi qu'un état de l'art des sources, nous avons réalisé deux prototypes de modules élémentaires d'amplification (bande large et bande étroite). Le module bande large délivre 70 W CW de 1 à 2,5 GHz et le module bande étroite délivre une puissance supérieure à 550 W de 1,1 à 1,3 GHz, avec un pic de 750 W à 1,1 GHz, dans des impulsions de 500 µs avec un rapport cyclique de 10 %. Une difficulté est que les transistors GaN ont des impédance d'entrée et de sortie faibles, entre 1 et 5 Ω, difficile à adapter vers le standard 50 Ω sur une large bande, et qu'il faut combiner les puissances de plusieurs transistors entre eux pour atteindre des puissances élevées, tout en assurant leur isolation mutuelle pour éviter la propagation de pannes et des oscillations. Nous avons développé un combineur de puissance utilisant une préadaptation d'impédance avec un plan de masse fendu permettant d'avoir une impédance d'entréee basse, 2,5 Ω, et utilisant un absorbant micro-ondes afin d'éviter de réfléchir les modes impairs, ce qui permet d'isoler les transistors entre eux. / The goal of this thesis is to realize a pulsed power source with GaN transistors. After a study of the applications of high power microwaves, and a state of the art of the sources, we realized two prototypes of elementary amplifier modules (wide and narrow band). The wideband module produces 70 W CW from 1 to 2.5 GHz, and the narrowband module produces a power higher than 550 W from 1.1 to 1.3 GHz, with a 750 W peak at 1.1 GHz, in 500 µs pulses with 10 % duty cycle. One difficulty is that GaN transistors have low input and output impedances, from 1 to 5 Ω, difficult to adapt towards the 50 Ω standard on a wide bandwidth, and that several transistors need to be combined to reach high input powers, ensuring their mutual isolation to avoid failure propagation and oscillations. We developpes a power combiner using an impedance pre-adaptation with a deffective ground plane allowing to reach a 2.5 Ω low input impedance, and using a microwave absorber to avoid odd mode reflections, which allows the mutual isolation of the transistors.

Ce mémoire a pour objectif d'élaborer une modalité de lecture, le tressage à portée interprétative, qui s'applique à la lecture de bande dessinée. Pour ce faire, le premier chapitre est consacré à penser la notion d'interprétation littéraire, d'abord par une comparaison de plusieurs définitions et formulations puisées à même des dictionnaires et des essais littéraires. Par la suite, nous examinons la « cible » de l'interprétation littéraire, c'est-à-dire l'objectif à atteindre par celle-ci, soit les intentions de l'auteur, la signification atteinte par et pour le texte ou encore la compréhension subjective d'un texte par un lecteur. Nous posons que c'est en amalgamant ces trois objectifs qu'une interprétation littéraire peut être formulée. Finalement, nous souscrivons à la notion de lecture littéraire afin de définir notre position sur la question. Le deuxième chapitre est consacré à la bande dessinée que, suite à un examen des diverses définitions qui en sont avancées par plusieurs chercheurs, nous caractérisons comme une pratique littéraire se spécifiant par l'importance de la relation entre textes et image, et qui en constitue la principale richesse expressive, discursive et esthétique. Par la suite, nous nous penchons sur le concept de tressage tel qu'élaboré par Thierry Groensteen afin de nous le réapproprier pour en faire une modalité de lecture à portée interprétative, laquelle ouvre la voie à l'analyse et qui est une démarche privée et souterraine. Le troisième chapitre est consacré au roman graphique Watchmen de Dave Gibbons et Alan Moore. Dans un premier temps, nous examinons les différentes analyses formulées par une communauté interprétative autour de cette œuvre. Puis, nous procédons à trois tressages à portée interprétative distincts et connexes, à partir, successivement, du concept de l'utopie, de la forme géométrique du cercle et de la figure du livre. Ces trois analyses sont par la suite colligées de manière à émettre une observation finale quant à la portée de l'œuvre et l'enseignement qui en découle. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Bande dessinée, roman graphique, tressage, interprétation, Watchmen.

La radiogoniométrie consiste à mesurer l’angle d’incidence de signaux électromagnétiques. Elle a pour applications principales le contrôle du spectre et la guerre électronique. Dans le domaine des réseaux d’antennes pour la radiogoniométrie, de nouvelles problématiques sont apparues alors que les algorithmes de traitement d’antenne se perfectionnent. Ces dernières concernent la largeur de bande, la compacité et la diversité de polarisation. De précédents travaux ont initié la démarche de conception de telles antennes et réseaux pour la radiogoniométrie. L’objectif de ce travail de recherche a consiste en premier lieu a proposer une antenne de dimensions réduites opérant dans les bandes V/UHF et présentant une diversité de polarisation. Par la suite, il s’est agi de concevoir un réseau fonctionnel de radiogoniométrie intégrant l’antenne développe. Une antenne planaire de dimensions 150mm x 150mm (λ/4 x λ/4) a alors été conçue et réalisée entre 500 MHz et 3000 MHz. Sa mise en réseau permet des performances angulaires de l’ordre de 2° et moins sur la même bande pour des dimensions de 260mm (diamètre) x 150mm (hauteur) soit λ/2,3 x λ/4. Par la même occasion, un absorbant de faible épaisseur (25mm soit λ/24) a été développé et mesuré. Il permet une augmentation du rapport avant/arrière d’au moins 10dB de l’antenne développe sur sa bande de fonctionnement. / Radio direction finding (DF) allows for the measurement of the direction of arrival of incoming electromagnetic signals. Its main applications include spectrum monitoring and electronic warfare. DF antennas and arrays are subject to new problematics (bandwidth, compactness and polarization diversity) while DF algorithms have kept on improving. Previous works have initiated the design of such antennas and arrays. This work aims at designing an antenna with reduced dimensions for the VHF and UHF frequency bands and with a polarization diversity. This antenna shall then be integrated in a functional DF array. For this purpose, a planar antenna has been designed and measured in the 500-3000 MHz frequency band. Its final dimensions are 150mm x 150mm (λ/4 x λ/4). This antenna has then been integrated in the final DF array whose accuracy on the same frequency band is of the order of 2° for a final size of 260mm (diameter) x 150mm (height), that is λ/2,3 x λ/4. This study has also allowed for the design of a low-profile absorber (with a height of 25mm, that is λ/24 at its lowest frequency of operation). An increase of 10dB in the front to back ratio of the proposed antenna has been enabled by this absorber on its whole frequency band.

Les nuages sont les principaux modulateurs du bilan radiatif terrestre et ils jouent un rôle prépondérant sur le climat de la Terre. Depuis plusieurs années, il est admis que la représentation des propriétés nuageuses est l'une des principales sources d’incertitude dans les modèles de prévision du climat et du temps météorologique. Dans ce travail de thèse, nous nous sommes concentrés sur les propriétés macrophysiques des atmosphères nuageuses et plus particulièrement sur leur structure verticale (caractère monocouche/multicouche, altitude et extension verticale des couches nuageuses). Pour cela, nous nous sommes basés sur les mesures multiangulaires effectuées dans la bande A de l’oxygène par le radiomètre POLDER embarqué sur la plateforme satellitaire PARASOL. Dans un premier temps, nous avons cherché à caractériser puis à distinguer de manière statistique les situations nuageuses monocouches et multicouches en construisant un arbre de décision. Ensuite, nous avons construit des paramétrisations permettant d'estimer les pressions de sommet et de milieu des nuages monocouches, ainsi que leur extension verticale. Enfin, des analyses statistiques réalisées sur cinq ans de données, complétées par des cas d'étude variés, ont permis de vérifier la validité de ces nouveaux produits géophysiques et d'en déterminer leurs limites. Cette étude a été rendue possible par la richesse des informations colocalisées de POLDER avec celles de deux instruments de télédétection active de la constellation de satellites A-Train, qui fournissent des informations précises, mais avec une faible couverture spatiale, sur le profil vertical de l'atmosphère. / Clouds are key modulators of the Earth's radiative balance and they play a major role in the climate of Earth. It has been recognized for several years that the representation of cloud properties is one of the main sources of uncertainty in climate and meteorological prediction models. In this thesis, we focused on the macrophysical properties of cloudy atmospheres and particularly on their vertical structure (single /multi-layered character, altitude and vertical extension of cloud layers). For this purpose, we relied on the multiangular measurements in the oxygen A band made by the radiometer POLDER on board PARASOL satellite platform. As a first step, we intended to characterize and to statistically distinguish monolayer and multilayer cloudy situations by designing a decision tree. Then, we built parameterizations in order to estimate top and middle pressures of monolayers clouds as well as their vertical extension. Finally, statistical analyses performed on five years of data, completed by various case studies, allowed us to check the validity of these new geophysical products and to determine their limits. This study was made possible by the richness of POLDER information collocated with two active sensors of the satellite constellation A- Train, which provide accurate information on the vertical profile of the atmosphere, but with a low spatial coverage.

Les cristaux phononiques sont des matériaux structurés périodiquement permettant le contrôle de la propagation d'ondes élastiques. Leurs propriétés sont définies dès leur conception et leur fabrication. L'objet de cette thèse est de conférer de l'agilité à ces structures. Dans ce cadre, deux types de cristaux phononiques piézoélectriques pilotés par des conditions électriques sont présentés. Ces deux cristaux phononiques réalisent la fonction de filtre coupe-bande accordable en fréquence en vue d'applications en tant que composant pour les télécommunications. Le caractère périodique de ces cristaux phononiques est uniquement dû à la périodicité des électrodes déposées à la surface du substrat. La première géométrie permet de générer des ondes de Lamb à une fréquence de l'ordre du mégahertz. Un modèle analytique est développé et met en évidence une Bande Interdite électrique due à la discontinuité du champ électrique le long du réseau, et dépendante des conditions électriques choisies. Les résultats analytiques sont comparés avec succès à ceux de calculs par éléments finis. Des mesures vibratoires ont permis d'identifier les modes excités dans le dispositif expérimental. Les mesures du potentiel électrique en transmission ont mis en évidence la Bande Interdite générée par le cristal phononique. La seconde géométrie permet de générer des ondes de surface à une fréquence de l'ordre de la centaine de mégahertz. Des calculs par éléments finis montrent de nouveau une Bande Interdite électrique due à l'alternance du champ électrique et dépendante des conditions électriques, pouvant donner lieu à des composants Radio Fréquence accordables. / Phononic crystals are materials with a periodic structure used to modify the propagation of acoustic waves. Their properties are fixed during the fabrication. The purpose of this PhD thesis is to give tunability to these structures. In this context, two types of piezoelectric phononic crystals driven by electrical conditions are studied. These two phononic crystals perform a tunable stop-band filter function for applications as a component for telecommunications. The periodic property of these phononic crystals is only due to the periodicity of the electrodes covering the surface of the substrate. The first geometry generates Lamb waves at a frequency around one megahertz. An analytical model is developed and exhibits an Electrical Bragg Band gap due to the discontinuity of the electric field along the crystal, that depends on the electrical boundary conditions. The analytical results are compared with success to finite element results. With the help of the displacement measurements, we have identified the excited modes in the experimental device. The measurements of the electrical potential in transmission have revealed the Electrical Bragg Band gap generated by the phononic crystal. The second geometry generates surface acoustic waves at a frequency around one hundred megahertz. Once again, finite element calculations exhibit an Electrical Bragg Band gap due to the discontinuity of the electric field that depends on the electrical boundary conditions. Then, the device can be used to create tunable Radio Frequency components.

Thèse de doctorat--Électronique et communications--Paris--ENST, 2006. / Notes bibliogr. Glossaire. Résumé en français et en anglais.