Grâce à un long temps de vie de spin, le silicium est un matériau prometteur pour l'électronique de spin. Mais les approches classiques d'étude de la dynamique de spin basées sur la luminescence polarisée ne peuvent pas être utilisées dans ce matériau à cause du faible couplage spin-orbite et du gap indirect. Dans ce travail, nous avons étudié la polarisation de spin des électrons de conduction créée en condition de pompage optique par spectroscopie de photoémission. La surface du silicium est activée en affinité négative par dépôt de césium et d'oxygène de sorte que les électrons photoexcités avec une énergie proche du gap peuvent émis dans le vide. Nous utilisons un laser accordable qui permet de mesurer systématiquement le spectre de polarisation pour des énergies d'excitation allant du seuil d'absorption jusqu'à la bande Gamma2- au-dessus du gap direct. Nous avons obtenus les spectres de polarisation à partir de couches minces SOI d'épaisseurs différentes. A partir de ces résultats, nous déterminons la valeur de paramètres importants de la structure de bande comme le gap direct ou l'énergie du couplage spin-orbite. Cependant, contrairement aux prédictions, lorsque l'épaisseur de la couche de silicium diminue jusqu'à des valeurs inférieures à la longueur de diffusion de spin, la polarisation en spin des électrons émis reste proche de zéro (-0.4%), remettant en cause l'interprétation directe des valeurs théoriques de la polarisation initiale égale à -20%. Une approche théorique a donc été développée sur la base d'un modèle ab initio de structure de bande pour déterminer les spectres de polarisation en spin. Ces calculs sont encore en cours, mais les résultats déjà obtenus sur la structure électronique du silicium sous contrainte indiquent une piste intéressante pour les études futures.

Nous proposons d'explorer dans le cadre de la thèse des solutions originales permettant d'obtenir des caractéristiques de rayonnement peu dépendantes du support de l'antenne. Les antennes étudiées et conçues visent à être utilisées pour des applications GNSS et plus précisément pour des applications multi-bandes du GNSS. Nous les développerons donc en respectant un cahier des charges associé. Deux axes de recherche indépendants sont explorés. Le premier montre les propriétés naturelles d'une antenne composée de plusieurs structures rayonnantes. Nous associons ainsi une structure hélicoïdale équivalente à un dipôle magnétique et un plan métallique équivalent à un dipôle électrique. La taille et les performances de l'antenne ainsi réalis ée sont comparables par bien des aspects aux antennes que l'on trouve actuellement dans le commerce pour les applications GNSS. L'antenne réalisée est une antenne mono-bande en polarisation rectiligne ; ce qui n'est pas en accord avec les spécifications de l'application envisagée. Pour compléter cette première étude et satisfaire les exigences d'applications GNSS multi-bandes, nous nous orientons vers une autre technologie qui est exposé dans le second axe. Dans le second axe, nous associons une antenne électrique et un plan ré ecteur particulier : une Surface Haute Impédance. L'association de ces deux éléments permet en théorie de réduire l'épaisseur qu'aurait un dispositif classique composé d'une antenne électrique et d'un plan réflecteur métallique. Nous commençons donc par étudier la particularité du plan réflecteur choisi, c'est-à-dire la Surface Haute Impédance. Cette surface étant composé de motifs périodiques nous étudierons le motif qui permet d'obtenir les caractéristiques les plus proches de celles de l'application visée. Nous débutons par une étude en monobande suivi de l'étude d 'un motif bi-bande. Le motif mono-bande conçu en simulation présente une très bonne bande-passante (13%) au vue de sa taille minimale (2,5mm). Le motif bi-bande réalisé par imbrication de motifs mono-bande permet d'obtenir en simulation des performances conformes aux attentes dans deux bandes GNSS choisies. L'étude de cette surface se poursuit par une phase de mesure. Le but de l'étude étant de pouvoir placer une antenne au-dessus de la surface fabriquée, une collection d'antennes sera développée afin de régler la surface haute impédance et dans le même temps de tester le dispositif complet. Ainsi dans un premier temps, nous utiliserons des dipôles pour tester et régler la Surface Haute Impédance. Dans cette partie le couplage entre l'antenne et la surface haute impédance placée en-dessous sera notamment étudié. Dans un deuxième temps, afin d'obtenir une polarisation circulaire nous utiliserons d'autres antennes supportant cette polarisation (dipôle croisé et spirale). Dans chaque phase de mesure, le réglage antenne et Surface Haute Impédance sera optimisé et divers paramètres de réglage seront identifiés. Pour les deux axes de recherche, ce sont non seulement le rayonnement que nous cherchons à maîtriser mais aussi la taille de la structure. Ainsi les structures réalisées sont les plus compactes possibles surtout en terme de finesse. Nous concluons sur les performances des antennes réalisées par rapport au cahier des charges et aux autres antennes existantes et exposons les perspectives du travail réalisé.

Les polaritons inter-sous-bandes sont des excitations issues du couplage fort entre la transition inter-sous-bande d'un puits quantique et un mode photonique d'une cavité micrométrique. Dans la limite de faible densité d'excitations, c'est-à-dire quand seule une infime fraction de la mer de Fermi est excitée, ces excitations sont bien décrites par un Hamiltonien effectif bosonique et quadratique. Cependant, quand le nombre d'excitations augmente, on s'attend à observer des écarts par rapport aux prédictions issues de cet Hamiltonien. Dans cette thèse nous adaptons la méthode des commutateurs pour bosons composites aux polaritons inter-sous-bandes afin étudier les effets conjoints de l'interaction de Coulomb et du principe d'exclusion de Pauli sur leur comportement à plus haute densité. Suivant une approche microscopique, nous calculons la valeur de l'interaction à deux corps entre polaritons et nous expliquons comment elle peut être encodée dans un Hamiltonien effectif bosonique et quartique. Finalement, en utilisant des paramètres réalistes, nous montrons que l'interaction entre polaritons inter-sous-bandes peut-être importante, et ce, particulièrement dans le THz. Ce résultat ouvre la voie à de futurs travaux en optique non linéaire à base de polaritons inter-sous-bandes. Les principaux résultats de ce travail sont publiés dans la référence [1].

Récemment, la convergence des techniques radio à 60 GHz sur fibre optique (radio over fiber - RoF) et des réseaux d'accès optiques passifs à multiplexage en longueurs d'ondes (wavelength division multiplexing-WDM) a suscité un très grand intérêt dans la communauté scientifique. L'objectif de cette thèse est d'étudier les solutions pour faire converger les systèmes RoF à 60 GHZ et les réseaux passifs optiques (passive optical network - PON) utilisant le WDM, appelés dans la suite PON-WDM. Les résultats principaux de cette thèse axée sur la technologie des systèmes RoF et l'intégration des systèmes RoF avec les réseaux d'accès PON-WDM sont les suivants : Un système RoF utilisant un démultiplexeur WDM, compatible avec les réseaux d'accès PON-WDM, est proposé dans cette thèse. Nous avons mené une étude théorique complète du bruit de phase. Elle inclut la contribution des bruits de phase des générateurs de signaux électriques et celle de la conversion de bruit de phase optique en bruit d'intensité. Cette dernière conversion est due à la détection de deux signaux cohérents, retardés l'un par rapport à l'autre si les longueurs optiques entre les deux canaux optiques se recombinant sont différentes. La densité spectrale de puissance du signal millimétrique généré optiquement est analysée théoriquement et démontrée expérimentalement. Son étude donne une méthode pour compenser un éventuel délai optique │τd│. L'amplitude du vecteur d'erreur (error vector magnitude -EVM) est théoriquement calculée et expérimentalement démontrée, en fonction du rapport │τd│/τcOP où τcOP est la durée de cohérence de la source optique utilisée. Cela donne une règle de conception pour insérer le démultiplexeur optique dans le système d'hétérodynage optique.  Nous avons validé expérimentalement la technique d'hétérodynage optique qui utilise un démultiplexeur pour générer un signal millimétrique respectant le standard ECMA 387. Nous avons proposé un système combinant une partie RoF et un réseau PON-WDM, permettant la génération simultanée d'un signal millimétrique respectant le standard ECMA 387 et la transmission d'un signal en bande de base à plusieurs gigabits par seconde. Nous avons réalisé expérimentalement avec succès la transmission simultanée d'un signal à 60 GHZ, modulé avec une modulation BPSK par un signal à 1588 Mbit/s et celle d'un signal en bande de base à 10 Gbit/s.  Nous avons proposé une nouvelle technique de modulation multi-bandes : la modulation de phase parallèle utilisant un unique modulateur de Mach-Zehnder. Cette technique présente des avantages significatifs comparée à n'importe quelle autre technique de modulation multi-bandes. Il n'y a aucun impact de la modulation en bande de base sur la génération millimétrique. L'impact de la modulation RF sur la transmission en bande de base (impact dû à la non-linéarité de la modulation de phase) est limité. Le taux d'erreurs binaires du signal en bande de base intégrant l'effet du signal RF a été théoriquement calculé et expérimentalement validé. Cela donne des règles de conception pour la technique de modulation de phase parallèle avec un unique modulateur de Mach-Zehnder. Nous avons proposé une architecture et réalisé un démonstrateur d'un système bas-coût bidirectionnel pour la transmission RoF. Ce système utilise le mélange optoélectronique et la technique d'hétérodynage optique. Nous avons prouvé que :  Des signaux à 60 GHz modulés à 397 Mbit/s et 794 Mbit/s avec une modulation BPSK sont convertis vers la bande basse de fréquence en utilisant la technique de mélange optoélectronique : les contraintes du standard ECMA 387 sont respectées.  Pour la liaison descendante utilisant la technique d'hétérodynage optique, aucune pénalité sur l'EVM n'est causée par le choix du régime non linéaire de la photodiode.

À la différence des liquides simples, les solides amorphes, une vaste catégorie de matériaux allant des verres métalliques aux émulsions concentrées, ne se mettent à s'écouler qu'au-delà d'une contrainte finie. Notre thèse a pour objet la modélisation de cet écoulement, dans un cadre général et avec un accent mis sur les hétérogénéités. En premier lieu, notre travail a porté sur l'inclusion d'inhomogénéités dans le cadre de la théorie de couplage de modes appliquée à la rhéologie et nous avons notamment obtenu une équation générale d'évolution des inhomogénéités de densité. À basse température, l'écoulement est en effet fortement hétérogène : des phases de déformation élastique sont entrecoupées de réarrangements de particules, brusques et localisés, qui interagissent par le biais des déformations élastiques qu'ils génèrent. En second lieu, nous avons donc considéré un modèle calqué sur ce scénario et affiné ses éléments constitutifs pour rendre compte de la compétition entre cisaillement appliqué et réarrangements locaux, à l'origine de la courbe d'écoulement des matériaux athermiques. Cette dernière a été reproduite de manière satisfaisante. Pour ce qui est des corrélations spatiales dans l'écoulement, nous avons montré qu'il n'existe pas de loi d'échelle universelle dans les modèles élasto-plastiques, malgré la présence d'une classe de longueurs de corrélation décroissant comme dot{gamma}^{ icefrac{-1}{d}} en d dimensions, dans le régime dominé par le cisaillement. Par ailleurs, dans diverses variantes du modèle, le cisaillement se trouve localisé dans une région du matériau. Ce phénomène apparaît dès lors que les blocs élasto-plastiques sont durablement fragilisés à la suite d'un événement plastique. Enfin, les prédictions du modèle ont été directement mises en regard avec des expériences sur l'écoulement en microcanal d'émulsions concentrées et des simulations de dynamique moléculaire à température nulle. Les écarts observés nous ont poussé à développer et implémenter un code plus flexible, qui s'appuie sur une routine simplifiée d'Éléments Finis et rend mieux compte du désordre structurel et des effets inertiels. / Contrary to the case of simple fluids, a finite stress is required to initiate the flow of amorphous solids, a broad class of materials ranging from bulk metallic glasses to dense emulsions. The objective of this thesis is to model the flow of these materials in a general framework, with an emphasis on heterogeneities. In a first approach, using the liquid regime as a starting point, I have investigated to what extent inhomogeneities can be accommodated in the framework of the mode-coupling theory of rheology. A generic equation for the evolution of density inhomogeneities has been derived. At low temperatures, the flow is indeed quite heterogeneous: it consists of periods of elastic deformation interspersed with swift localised rearrangements of particles, that induce long-range elastic deformations and can thereby spark off new rearrangements. In a second approach, a model rooted in this scenario has been refined so as to reflect the interplay between the external drive and the localised rearrangements, which is at the origin of the flow curve of athermal solids. The latter has been reproduced satisfactorily. Turning to spatial correlations in the flow, we have shown that there exists no universal scaling for these correlations in elastoplastic models, although a broad class of correlation lengths scale with dot{gamma}^{ icefrac{-1}{d}} in the shear-dominated regime in d dimensions. Besides, shear localisation has been observed in diverse variants of the model, whenever blocks are durably weakened following a plastic event. Finally, we have directly compared model predictions to experimental results on the flow of dense emulsions through microchannels and to athermal molecular dynamics simulations. Spurred on by the observation of some discrepancies, we have developed and implemented a more flexible code, based on a simplified Finite Element routine, which notably provides a better account of structural disorder and inertial effects.

Les bandes de compression, couramment utilisées pour le traitement de l’insuffisance veineuse, appliquent une pression sur la jambe, appelée pression d’interface, qui est le principe actif du traitement. L'objectif était de mieux comprendre les mécanismes influençant la pression exercée par une bande de compression sur le membre inférieur.En lien avec des médecins et un industriel, l’approche biomécanique proposée était composée d’une part expérimentale (mesures de pression d'interface) et d'une part numérique (modélisation éléments-finis de la pose d'une bande). Deux études préliminaires, expérimentale et numérique, ont montré la limite de l'utilisation de la Loi de Laplace (standard actuel) pour le calcul des pressions d’interface. Ces études ont soulevé des interrogations concernant l'éventuel impact des propriétés de surface des bandes (coefficient de frottement bande-bande) sur la pression. Elles ont aussi montré l’importance des déformations des tissus mous de la jambe induite par l'application de la bande. Deux méthodes de caractérisation mécanique ont donc été mises en place pour l’identification personnalisée des propriétés mécaniques des tissus mous de la jambe et la mesure du coefficient de frottement bande-bande.Un nouvel outil de prédiction des pressions d’interface a été développé grâce à la combinaison de la simulation numérique de la pose d’une bande et de la paramétrisation géométrique de la jambe puis il a été confronté aux mesures expérimentales.Finalement, une étude clinique a été réalisée pour étudier la pression exercée par la superposition de deux bandes de compression (pratique clinique très courante pour le traitement de l'ulcère veineux). / Compression bandages are commonly used for the treatment of chronic venous insufficiency. They apply a pressure onto the leg, called interface pressure, which is one of the key aspects of the treatment. The objective was to better understand the mechanisms impacting interface pressure applied by compression bandage on the lower leg. In collaboration with clinicians and a medical devices manufacturer, a biomechanical approach was proposed. This approach was composed of experimental pressure measurements and the numerical simulation of bandage application. Two preliminary studies, experimental and numerical, showed the limitations of the use of Laplace’s Law (current standard) for interface pressure computation. These studies also questioned the possible impact of bandage surface properties (bandage-to-bandage friction coefficient) on interface pressure. They also showed the need to consider soft tissues deformation induced by bandage application. Two characterization methods were designed for the identification of patient-specific soft tissue mechanical properties and the measurement of bandage-to-bandage friction coefficient. A new methodology for the prediction of interface pressure was developed thanks to the combination of the numerical simulation of bandage application and the leg geometry parametrization. The results were then confronted to experimental measurements. Finally, a clinical study was designed to investigate the pressure applied by superimposed compression bandages (very common in clinical practice for the treatment of venous ulcers).

Les textes littéraires dans l’enseignement du français, langue étrangère nous montrent l’emploi du lexique et de la morphosyntaxe dans un contexte linguistique, socioculturel et communicatif authentique. Ils motivent en outre les apprenants par un « plaisir de lecture ». Les textes illustrés ou les bandes dessinées renforceront ces objectifs et ils faciliteront encore mieux pour nos étudiants l’accès à la lecture grâce à la complémentarité du texte et de l’image. Astérix en sera le corpus principal, combinant le texte et l’image, la langue, la culture et des connaissances diverses. En comparant les interprétations variées des lecteurs chinois et des lecteurs français sur Astérix chez les Bretons, nous mettons en évidence l’interculturalité franco-chinoise, ce qui facilitera la compréhension de la langue et de la culture françaises. Le public visé est celui des étudiants de 3e année de licence des universités chinoises. Nous exploiterons ainsi la valeur pédagogique d’Astérix, tout en contribuant à la recherche sur l’emploi des textes illustrés et des bandes dessinées dans l’enseignement du FLE en Chine. / Literary texts in teaching French as a foreign language show us the use of an authentic lexicon and morphosyntax, in a linguistic, socio-cultural and communicative context. In addition, they motivate students through « reading pleasure ». Illustrated texts or comics reinforce these objectives, and they facilitate further access of reading by combining text and image. Astérix will be the main corpus, as it combines text and image, language, culture and diverse knowledge. By comparing the various interpretations of Chinese and French readers of Astérix in Great Britain, we bring to the fore Franco-Chinese interculturality, which will facilitate understanding of French language and culture. Chinese students in the third year of university curriculum are our targeted public. We will thus take advantage of the educational value of Astérix, while contributing to research on the use of illustrated texts and comics in teaching French as a foreign language in China.

Un Convertisseur Analogique-Numérique (CAN) pour les applications spatiales en astrophysique et cosmologie a été développé au cours de cette thèse. Cette catégorie de circuits demande des bandes passantes très larges, de très hautes fréquences d'échantillonnage et une faible résolution. L’architecture flash a été retenue pour sa rapidité et sa bande passante. La fréquence d’échantillonnage est de 8GHz. La technologie utilisée est la CMOS 65 nm de chez STMicroeletronics. La conception a été faite en deux phases. Une première qui a amené à un prototype d'un échantillonneur-bloqueur et une deuxième qui a amené au CAN. Les deux prototypes ont été caractérisés et à partir de ces résultats des perspectives d'amélioration pour les nouvelles implémentations ont été retrouvées.Pour atteindre l'objectif final du CAN multi-bits (6-bit sont visés) il a été décidé de dessiner une première version du CAN avec la moitié de la résolution initialement prévue (on passe de 6-bit à 3-bit). L'objectif est de nous permettre d’analyser le comportement des blocs fonctionnels intégrés et ensuite passer à une deuxième voire troisième version pour remplir le cahier des charges initial. / An Analog-to-Digital Converter (ADC) has been developed for astrophysical and cosmological applications. This class of circuits demands, especially in the millimeter wavelength domain, ultra wide bandwidths, ultra high sampling frequencies and a low resolution. The “flash” architecture has been chosen for its speed and bandwidth. This ADC samples at 8Gsps and it has been fabricated in 65nm CMOS technology from STMicroelectornics.The design has been done in two steps. The first was the prototype of a track-and-hold circuit. The second was the ADC. Both circuits have been characterized and from these results some perspectives for further improvements have been proposed.In order to achieve the final goal of the multi-bit ADC (6-bit resolution) we have decided to design a first prototype with half the final resolution, namely a 3-bit resolution ADC. Our idea was, with this first prototype, to conduct a first analysis of the behavior of the integrated functional blocks and, consequently, find the correct improvements required for the ADC final version.

Dans ce manuscrit de thèse, nous détaillons et illustrons les différents défis scientifiques liés à l'analyse automatique d'images de bandes dessinées, de manière à donner au lecteur tous les éléments concernant les dernières avancées scientifiques en la matière ainsi que les verrous scientifiques actuels. Nous proposons trois approches pour l'analyse d'image de bandes dessinées. La première approche est dite "séquentielle'' car le contenu de l'image est décrit progressivement et de manière intuitive. Dans cette approche, les extractions se succèdent, en commençant par les plus simples comme les cases, le texte et les bulles qui servent ensuite à guider l'extraction d'éléments plus complexes tels que la queue des bulles et les personnages au sein des cases. La seconde approche propose des extractions indépendantes les unes des autres de manière à éviter la propagation d'erreur due aux traitements successifs. D'autres éléments tels que la classification du type de bulle et la reconnaissance de texte y sont aussi abordés. La troisième approche introduit un système fondé sur une base de connaissance a priori du contenu des images de bandes dessinées. Ce système permet de construire une description sémantique de l'image, dirigée par les modèles de connaissances. Il combine les avantages des deux approches précédentes et permet une description sémantique de haut niveau pouvant inclure des informations telles que l'ordre de lecture, la sémantique des bulles, les relations entre les bulles et leurs locuteurs ainsi que les interactions entre les personnages. / In this thesis, we review, highlight and illustrate the challenges related to comic book image analysis in order to give to the reader a good overview about the last research progress in this field and the current issues. We propose three different approaches for comic book image analysis that are composed by several processing. The first approach is called "sequential'' because the image content is described in an intuitive way, from simple to complex elements using previously extracted elements to guide further processing. Simple elements such as panel text and balloon are extracted first, followed by the balloon tail and then the comic character position in the panel. The second approach addresses independent information extraction to recover the main drawback of the first approach : error propagation. This second method is called “independent” because it is composed by several specific extractors for each elements of the image without any dependence between them. Extra processing such as balloon type classification and text recognition are also covered. The third approach introduces a knowledge-driven and scalable system of comics image understanding. This system called “expert system” is composed by an inference engine and two models, one for comics domain and another one for image processing, stored in an ontology. This expert system combines the benefits of the two first approaches and enables high level semantic description such as the reading order of panels and text, the relations between the speech balloons and their speakers and the comic character identification.

L'objectif de cette thèse est d'étudier la faisabilité et les performances d'un synthétiseur de fréquences agile pour les transmissions multi-bandes multi-utilisateurs destinées aux systèmes de transmission fournissant un très grand débit tout en répondant aux exigences de faible consommation et d'intégration facile. Dans ce contexte, les solutions classiques de synthétiseur de fréquences ne sont pas applicables et il est nécessaire de développer de nouvelles structures qui génèrent les fréquences centrales en permanence. La commutation d'une fréquence à l'autre peut se faire alors très rapidement par simple modification de la configuration des multiplexeurs. Dans la première partie de ce travail nous nous consacrons à l'analyse d'une telle architecture à fort potentiel. Une partie de sa structure est réalisée en technologie conventionnelle BiCMOS afin de valider sa faisabilité ainsi que le fonctionnement des solutions schématiques développées. Grâce à la caractérisation des composants, une analyse de la structure complète est réalisée. Cependant, la complexité de la structure du synthétiseur proposé fait de sorte qu'il existe pour les fréquences générées un grand nombre de fréquences parasites qui induisent des interférences entre utilisateurs. La réduction de leurs effets sur la transmission est l'objet de la deuxième partie de notre travail. Deux solutions numériques de réduction des interférences sont proposées. Elles permettent de rendre le design de la partie analogique moins contraignant en allégeant le cahier des charges et nous ont ainsi permis de simplifier l'architecture du synthétiseur. / The aim of this thesis is to study the feasibility and the performances of a fast switching frequency synthesizer designed for high debit multi-band multi-user transmission and used in transmission systems requiring a low consumption and an easy IC integration. In this context, the use of the classical synthesizer structures does not apply and there is a need to develop new architectures capable of generating all the frequencies permanently. Thus, the switching between frequencies can be easily done by changing multiplexors' state.In the first part of this study, we focus on the analysis of such high potential OL architecture. The main part of the proposed structure is implemented in a conventional BiCMOS technology in order to validate its feasibility and the operation of the developed blocks. Thanks to the measurements of the OL components, a complete analysis of the synthesizer is made. However, the complexity of the architecture of the proposed synthesizer induces the generation of large number of parasitic frequencies, creating interferences between the active users. The reduction of their effect on the transmission is the subject of the second part of the manuscript. Two digital methods are proposed to reduce the interferences. Lowering the requirements on the analog part, they allow a simplified design. This property was used to reduce the complexity of the frequency synthesizer.