Afin de satisfaire les besoins de l’industrie des technologies nomades en termes d’intégration, la société STMicroelectronics industrialise aujourd’hui des produits présentant une densité capacitive de 30 nF/mm2. Cette densité capacitive importante est obtenue grâce à l’intégration de matériaux à haute permittivité. Il s’agit précisément d’oxydes de titanate zirconate de plomb ou PZT. L’intégration d’une plus forte densité capacitive, par réduction de l’épaisseur du matériau diélectrique, entraîne des risques de claquage prématurés sous champ électrique. Pour améliorer la fiabilité des condensateurs PZT, nous avons caractérisé les mécanismes de défaillance des films minces PZT sous contraintes, ce qui nous a permis d’élaborer un scénario de dégradation par percolation de défauts générés pendant le processus de claquage des condensateurs, et impliquant également l’ensemble des défauts, issus des différentes étapes de fabrication, présents dans le matériau PZT. / In order to satisfy the integration increasingly needs, STMicroelectronics Company industrializes products today having a capacitive density equal to 30 nF/mm2. This important capacitive density is obtained thanks to the integration high permittivity materials. Namely lead zirconate titanate oxides or PZT. The integration of a higher capacitive density, by reduction thickness of dielectric material, involves risks of premature breakdown under an applied electric field. To improve the reliability of PZT capacitors, we characterized failure mechanisms of PZT thin films under constant voltage stress. This work led to the build up of a degradation scenario by percolation of defects. These defects are either created during manufacturing steps or generated during capacitors breakdown process.

La lamproie présente un mode de développement de la rétine très particulier parmi les vertébrés. Elle implique deux processus distincts. Le premier conduit à la formation précoce d’une rétine centrale, qui présente des indications de différenciation dès les stades prolarvaires et ne contient que trois types cellulaires différenciés (photorécepteurs, cellules bipolaires et cellules ganglionnaires). Dans un deuxième temps, au cours des stades larvaires, une rétine périphérique, dont dérive l’essentiel de la rétine adulte, se développe à la marge de la rétine centrale. Elle croît de façon importante jusqu’à la métamorphose, au cours de laquelle la différenciation des différents types cellulaires s’effectue. J’ai engagé une analyse des programmes génétiques qui contrôlent ces processus en étudiant les profils d’expression de trois paralogues de la famille Otx (PmOtxA/B/C), ainsi que des gènes PmFoxG1, PmPax6, PmVax2 et PmSix3 au cours du développement précoce de l’oeil, aux stades prolarvaires. L’analyse de l’expression des gènes PmPax6, PmOtxB et PmOtxC a également été étudiée au cours des stades larvaires et dans la rétine différenciée post-métamorphique. Enfin des traitements pharmacologiques visant à inhiber l’activité du récepteur au FGF ont été effectués, en vue d’évaluer le rôle des signalisations médiées par ce récepteur aux stades prolarvaires. Les résultats mettent en évidence un patron de régionalisation de la cupule optique très semblable entre la lamproie et les gnathostomes. Les traitements pharmacologiques suggèrent également des mécanismes de spécification du pédoncule optique conservés à l’échelle des vertébrés. Au cours de la différenciation de la rétine centrale et de la formation de la rétine périphérique, les gènes PmPax6 et PmOtxB/C présentent également une dynamique d’expression globalement conservée, avec quelques différences. Ces analyses fournissent la première caractérisation des programmes génétiques contrôlant la formation de l’oeil chez la lamproie. A la suite de ces analyses, la formation de la rétine centrale apparaît comme un processus accessible aux caractérisations moléculaires et aux analyses fonctionnelles et d’un intérêt majeur à la fois pour des aspects évolutifs et mécanistiques. / The lamprey presents a very particular way of development of the retina among the vertebrates. It implies two distinct processes. The first lead to the early formation of a central retina, which presents indications of differentiation in prolarval stages and contains only three differentiated cellular types (bipolar cells, photoreceptors and ganglionar cells). Secondly, during larval stages, a peripheral retina, of which the main part of the adult retina derives, develops within the margin of the central retina. It grows in an important way until the metamorphosis, during which the differentiation of the various cellular types is carried out. I engaged an analysis of the genetic programs which control these processes by studying the expression profiles of three paralogues of the Otx family (PmOtxA/B/C), as well as PmFoxG1, PmPax6, PmVax2 and PmSix3 genes during the early development of the eye, at the stages prolarvaires. The expression analysis of PmPax6, PmOtxB and PmOtxC genes was also studied during larval stages and in the post-metamorphic differentiated retina. Finally pharmacological treatments aiming at inhibiting the activity of the FGF receptor were carried out, in order to evaluate the role of the indications mediated by this receptor at the prolarval stages. The results highlight a very similar regionalization pattern of the optical cup between the lamprey and the gnathostomes. The pharmacological treatments also suggest specification mechanisms of the optical stalk preserved at the level of vertebrate. During the differentiation of the central retina and formation of the peripheral retina, the PmPax6 genes and PmOtxB/C also present a conserved dynamic expression, with some differences. These analyzes provide the first characterization of the genetic programs controlling the formation of the eye in the lamprey. Following these analyzes, the formation of the central retina seems to be an accessible process to molecular characterizations and to functional analyzes and it is a major interest for both evolutionary and mechanistic aspects.

Étant donné leur capacité à se dégrader à l'intérieur du corps, les implants biodégradables ont fait l'objet de nombreuses recherches médicales. Parmi tous les matériaux, c'est le magnésium, un élément indispensable du corps humain, qui conduit aux résultats les plus favorables car son module d'Young est similaire à celui de l'os. De ce fait, les méthodes adoptées afin d'améliorer le comportement du magnésium pur vis-à-vis de la corrosion sont les suivantes: a)Ajout d'éléments d'alliage comme le zinc, le calcium et l'erbium (Mg-2Zn-2Er, Mg-2Zn-0.6Ca-1Er, etc.) pour contrôler le comportement de dégradation b) Procédés secondaires tels que l'extrusion pour modifier sa microstructure c)Revêtements de surface à base de fluorure pour mieux protéger la surface. La première partie de cette thèse porte sur la caractérisation microstructurale d'alliages. La caractérisation microstructurale révèle la présence de MgZn2, de phases W (Mg3Zn3Er2) et i (Mg3Zn6Er) dans différents alliages. L'évaluation des propriétés mécaniques a révélé une augmentation des propriétés de traction et de compression des alliages ternaires et quaternaires par rapport aux alliages de Mg et de Mg-2Zn. Ces propriétés mécaniques améliorées sont attribuées à une réduction de la taille des grains, à la présence d'atomes de soluté et à des phases secondaires. Mg-2Zn-2Er et Mg-3Zn-0.5Er présentaient une résistance à la corrosion améliorée en raison de la microstructure à granulométrie fine et d'une répartition uniforme des phases secondaires. La viabilité cellulaire a été améliorée avec l'épaisseur du temps de revêtement et ces alliages pourraient servir de candidats potentiels pour d'autres tests in vivo. / With the ability to bio-degrade and thereby reducing the stress-shielding effect, biodegradable implants are of great importance in medical research. Among all the materials, magnesium is the one which shows promising results being bio-degradable and with the properties comparable with its young's modulus to that of bones. In the present study, the approaches adopted to improve the mechanical and corrosion behaviors of pure magnesium using carefully chosen: (a) Alloying elements like zinc, calcium and erbium (Mg-2Zn-2Er, Mg-2Zn-0.6Ca-1Er, etc.) to control the degradation behavior (b) Secondary processes like extrusion to alter and improve the microstructure (c) Surface treatments like fluoride coatings to further protect the surface to resist the rapid dissolution. The first part of this thesis focuses on the microstructural characterization of as-DMDed and as-extruded alloys. The microstructural characterization (XRD and TEM) reveals the presence of MgZn2, W-phase (Mg3Zn3Er2) and i-phases (Mg3Zn6Er) in different alloys. The mechanical property assessment revealed an increment in the tensile and compressive properties of ternary and quaternary alloys as compared to pure Mg and Mg-2Zn binary alloy. These values are attributed to a reduction in grain size, presence of solute atoms and secondary phases. Mg-2Zn-2Er and Mg-3Zn-0.5Er showed enhanced corrosion resistance due to the fine grain sized microstructure and a uniform distribution of secondary phases. The cell viability values were enhanced with increased coating time and it was found that these alloys could serve as potential candidates for further in-vivo tests to establish their applicability.

La pollution de l'environnement et l'insuffisance des ressources énergétiques dans le monde constituent deux défis majeurs auxquels l'humanité est confrontée aujourd'hui. La photocatalyse hétérogène de semiconducteur est considérée comme une stratégie prometteuse pour la collecte de l'énergie solaire et la décomposition de contaminants organique dans l'eau et l'air. TiO2 est aujourd'hui le photocatalyseur le plus largement utilisé. Cependant, TiO2 est un semi-conducteur avec une bande interdite d'environ 3.1eV. Donc, il n'absorbe pas la lumière visible. L'oxyde de fer est un bon candidat potentiel pour la photocatalyse : ce matériau est stable, moins cher, respecte l'environnement et il a une bande interdite suffisamment petite (2.1 eV) pour absorber 45% de la radiation solaire incidente. Afin de développer un photocatalyseur efficace de l'oxyde de fer, nous avons préparé des nanoparticules d'oxyde de fer de formes différentes et étudié l'influence des différents paramètres expérimentaux. L'objectif cette thèse est de développer et de caractériser un photocatalyseur à base d'oxyde de fer et hautement photoréactive capable de décomposer les molécules des polluants organiques. Des nanoparticules d'oxydes et d'oxyhydroxyde de fer avec différentes morphologies ont été conçues et synthétisées par la méthode hydrothermale. Dans le système de réaction, des agents de surface avec différents groupes fonctionnels ont été utilisés pour la contrôle de la morphologie. Les effets ont été attribués à l'interaction entre les groupes fonctionnels des agents de surface et des surfaces d'oxyde de fer. Pour élucider les mécanismes de croissance de nanoparticules d'oxyde de fer, une technique en MET basée sur une méthode de trace a été proposée afin de caractériser les plans cristallins et l'orientation de nanoparticules facettées, et donc leurs formes. Les indices de Miller de plans de surface peuvent être déterminé par la transformation de coordonnées après la détermination du vecteur des bords dans les systèmes de coordonnées de l'écran du MET. Dans ce travail, l'orange de méthyl, un représentant colorant azoïque de l'industrie textile, a été pris comme molécule modèle pour les contaminants organiques pour évaluer les capacités photocatalytiques des poudres obtenues. Une étude systématique, y compris l'influence des conditions de réaction et la cinétique, a été effectuée pour étudier le mécanisme de la dégradation photocatalytique de méthylorange à l'oxyde de fer sous irradiation de lumière visible. Il a été constaté que la photodégradation de l'orange de méthyle à l'oxyde de fer est un procédé de photocatalyse de semiconducteur. De plus, les activités photocatalytiques des IV lumières visibles d'oxyde de fer peuvent être harmonisées par le contrôle des morphologies, surtout les indices des facettes des nanoparticules d'oxyde de fer. Les techniques de traitement postérieur ont été utilisées à améliorer la capacité photocatalytique de l’oxyde de fer pour décomposer les molécules des contaminants organiques. Les nanopoudres d’oxyde de fer ont été modifiées par intégration de métaux nobles, par exemple les nanoparticules d'Ag et d'Au. Les résultats des expérimentations photocatalytiques montrent que la capacité des particules métalliques intégrées d'inhiber la recombinaison de la paire de trou électrique dépendent de la position relative entre fonctions travail et la position de la bande de conduction de l'oxyde de fer. Pour surmonter ce problème causé par la courte distance libre des charge dans l'oxyde de fer, des nanobâtonnets ont été préparés. Les résultats indiquent que l'activité photocatalytique de l'oxyde de fer peut être améliorée par l'optimisation microstructurale et la modification surfacique / Global environmental pollution and energy issue are considered as two greatest challenges that human society is facing now. Semiconductor photocatalysis is expected as a highly promising strategy for both harvesting solar energy and decomposing unwanted organics in water and air by solar light irradiation. The main problem of TiO2, the most widely studied photocatalyst material by now, is that its band gap is as wide as 3.1 eV, making it absorb only the UV part of the incident solar irradiation. Iron oxide has a proper band gap of about 2.1 eV which lies in the visible region of solar spectrum and allows utilization of 45% of the solar radiation. Together with the environmental compatibility and low cost, iron oxide is considered as a good candidate for visible light photocatalyst. For the purpose of exploiting iron oxide as effective photocatalyst, we have prepared iron oxide nanoparticles of various shapes and investigated their photocatalytic activities. The objective of the present dissertation is to develop and characterize iron oxide photocatalyst which is highly responsive to visible light. Nanostructured iron oxide and oxyhydroxide nanoparticles with various morphologies were designed and synthesized via hydrothermal route. Stabilizer molecules with different capping groups were applied in the reaction system to control the morphology of the final products. The effects attributed to the interaction between capping groups of stabilizer molecules and iron oxide surfaces. To elucidate the growth mechanism of iron oxide particles, a TEM based trace method was proposed to characterize the crystalline planes and directions of a faceted nanoparticle, and therefore its shape. The Miller indices of surface planes can be determined through coordinate transformation after the determination of the edge vectors in the TEM screen coordinate system. Methyl orange, a representative azo dye pollutant in textile industry, was chosen as the model contaminant molecule to evaluate the photocatalytic performance of the obtained powders. A systematic study, including the influence of the reaction conditions, the kinetics and the route of the oxidation of the methyl orange molecules, was carried out to explore the mechanism of photocatalytic degradation of organic molecules over iron oxide under visible light irradiation. It was found that the photodegradation of methyl orange over iron oxide was more like a semiconductor photocatalysis process, rather than a surface reaction process of ligands to metal charge transfer. Moreover, the visible light photocatalytic activities of iron oxide can be tuned by controlling the morphologies, especially the crystallographic facet of the iron oxide nanoparticles. II Post-treatment techniques were adopted to enhance the ability of iron oxide photocatalyst to decompose organic pollutant molecules. The iron oxide nanopowders were modified by loading noble metals, such as Ag and Au nanoparticles. Photocatalytic experimental results showed that the abilities of loaded metal particles to inhibit the electron-hole pair recombination depend on the relative positions between their work functions and conductive band position of the iron oxide. To overcome the problem caused by the short free distance of charge carriers inside iron oxide, nanorod arrays of iron oxide were prepared. The results show that the photocatalytic activity of iron oxides can be improved by microstructure optimization and surface modification

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Les travaux de recherche de ce manuscrit s’inscrivent dans le cadre d’une coopération scientifique avec la société STMicroelectronics de Tours concernant les interconnexions des prochaines générations de circuits intégrés. L’intégration de nanotubes de carbone comme connecteurs en microélectronique de puissance, limiterait sévèrement les effets d’échauffements dans les empilements de puces, permettant une meilleure dissipation de la chaleur. Ce travail de thèse avait pour objectif de déterminer un procédé de croissance reproductible de nanotubes de carbone d’au moins 20 dm de long, en tapis perpendiculaire au substrat, peu pollué par du carbone amorphe afin de réaliser un véhicule test permettant de mesurer les propriétés thermiques et électriques du tapis de nanotubes obtenu. Le dispositif expérimental présenté utilise l’ablation laser pour le dépôt de catalyseur (fer) la méthode de CVD assistée par plasma radiofréquence d’éthylène et d’hydrogène pour la croissance de nanotubes de carbone. Des conditions optimales d’obtention des tapis répondant aux critères de réalisation des démonstrateurs, ont été définies à la suite d’une étude paramétrée. Pour les mesures électriques, des plots d’or servant d’électrodes, sont déposés sur les tapis de nanotubes. Lors des tests électriques 4 pointes sur le démonstrateur réalisé, le comportement ohmique des tapis de nanotubes a été mis en évidence. Une puissance de 300 mW/mm2 est déposée sur les plots sans aucun dommage pour les nanotubes, et une résistivité de l’ordre de 10-3 L.m a été estimée. Pour les tests thermiques, une couche mince de titane absorbant l’énergie d’un faisceau laser UV pulsé représentant la source de chaleur, est déposée sur le tapis de nanotubes. Des valeurs de conductivité thermique apparente de 200 – 300 W/m/K et intrinsèque de 660W/m/K ont été déterminées par méthode de pyrométrie infrarouge résolue en temps. / This manuscript presents the research work done in the frame of scientific cooperation with the company STMicroelectronics in Tours concerning the interconnections for the next generation of integrated circuits. The integration of connectors based on carbon nanotubes in microelectronic would severely limits the effects of overheating in the stacks of chips, allowing a better heat dissipation. The aim of this PHD work was the determination of a reproducible carbon nanotubes carpet growth process at least 20 dm long, perpendicular to the substrate, slightly polluted by amorphous carbon in order to achieve a test vehicle for measuring thermal and electrical properties of carbon nanotubes carpet. The experimental device combines laser ablation process for the deposit of catalyst (iron) and RF plasma Enhanced CVD method with a mixture of ethylene and hydrogen gases for the growth of carbon nanotubes. Optimal conditions for obtaining carpet criteria for test vehicle realization have been defined from a parameterized study. For electrical measurements, gold layers as electrodes are deposited on nanotube carpets. Four probes electrical test is achieved and an ohmic behaviour of nanotube carpet is evidenced. A power of 300 mW/mm2 is deposited without any damage for the nanotubes and the carpet resistivity is estimated to be 2,99.10-3 L.m. For thermal testing, a titanium thin film is deposited on the carpet in order to absorb the UV pulsed laser beam representing the heating source. An apparent thermal conductivity value of 200 - 300 W/m/K and an intrinsic value of 660W/m/K were determined by time resolved infrared pyrometry method.

La technologie RFID UHF, également appelée RAIN RFID, est une technologie passive permettant l’identification automatique des objets. Elle comble ainsi le fossé entre les mondes physique et numérique en permettant à un objet de devenir « vivant » sur l'internet des objets grâce à des étiquettes RFID (tags) peu coûteuses et sans batterie. La technologie RFID UHF passive témoigne d’un développement significatif en raison de la croissance accélérée de dispositifs technologiques sophistiqués. Ce développement est en grande partie poussé par la chaîne d'approvisionnement et la grande distribution. Dans ces domaines, la RFID UHF passive de deuxième génération (Gen2), parmi d'autres solutions de traçage et d'identification possibles, constitue un choix logique compte tenu du faible coût des tags lorsqu’ils sont produits en gros volumes, de leur facilité d'impression et de l’absence de batterie.La principale préoccupation des revendeurs détaillants est la disponibilité du produit. Celle-ci peut être affectée par l’existence d’erreurs liées à la visibilité (écarts de stockage, vol, perte) et d’erreurs humaines. Il est donc nécessaire d'améliorer la visibilité et d'automatiser le processus. Malgré ses avantages, le déploiement de la technologie RFID dans la grande distribution est toujours confronté à de nombreux obstacles et défis. Dans cette thèse, nous nous sommes attachés à répertorier toutes les technologies de composants et de lecteurs proposées sur le marché ou encore à l’état de prototype, puis, après avoir identifié et analysé les différents défis liés à ce domaine particulier d’application, à élaborer et à tester de nouvelles solutions.En premier lieu, les distances maximales de lecture des tags passifs sont évaluées dans différents environnement afin d’identifier les facteurs les impactant. A l’issue de cette étude, une méthode de caractérisation alternative est proposée pour contrôler les performances des tags et identifier les objets tagués ayant de faibles performances. Deuxièmement, nous nous appuyant sur cette méthode pour proposer une nouvelle solution d’amélioration de la détection. Les algorithmes conçus et réalisés pour traduire cette solution permettent aux lecteurs de négocier leurs configurations avec l’environnement et entre eux. Enfin, un nouvel algorithme de localisation est proposé afin d’améliorer la précision. Son élaboration et son implémentation sont basées sur l’exploitation de la réponse des tags identifiés comme les plus fiables du milieu. Les solutions proposées sont particulièrement avantageuses car universelles, compatibles avec les lecteurs du marché et n’ajoutant aucun coût au matériel utilisé pour la détection. / UHF RFID technology, also known as RAIN RFID, is a passive technology that enables the automatic identification of items. Thus, it bridges the gap between the physical and digital worlds by allowing an item to become alive on the Internet of things thanks to inexpensive and battery-free RFID tags. Passive UHF RFID technology has witnessed a significant development due to the accelerated growth of sophisticated technological devices. This development is largely driven by the supply chain and the retail industries. Passive UHF RFID Gen2, among other tracing and identification solutions, is the logical choice given the low costs of large-volume tags, ease of printing and being battery-free, the need for maintenance is completely eliminated.The main concern of resellers, the withdrawal of the product, is mainly affected by errors related to visibility (stock gap, theft, loss) and human errors. It is, therefore, necessary to improve visibility and automate the process. Despite its advantages, RFID deployment in supermarkets is still facing many obstacles and challenges. In this thesis, we focus on technological availability by defining and analyzing the different challenges and possibly proposing the appropriate solutions.First, the maximum reading distances of passive tags are evaluated in different environments in order to identify the factors impacting them. At the end of this study, an alternative characterization method is proposed to control tag performance and identify tagged objects with poor performance. Secondly, we will use this method to propose a new solution to improve detection. The algorithms behind this solution allow readers to negotiate their configurations with the environment and with each other. Finally, a new location algorithm is proposed to improve accuracy. This algorithm is based on the exploitation of the answers of the reliable tags of the medium. The proposed solutions are universal, compatible with market readers and add no cost to the hardware used for detection.

Depuis plusieurs décennies, les matériaux piézoélectriques à base de plomb dominent le marché de la transduction électromécanique du fait de leurs très hautes performances. Or, au début du XXIème siècle, de nouvelles restrictions européennes apparaissent, poussant à faire disparaître définitivement l’usage de ce matériau dangereux pour l’environnement et la santé. À partir de là, une course est lancée dans la communauté scientifique qui doit trouver de nouveaux matériaux sans plomb aux performances équivalentes. Ce travail de thèse s’inscrit dans ce challenge. Le matériau piézoélectrique sans plomb KNbO3 a été identifié comme une réelle alternative. Ses caractéristiques sont déterminées en prenant en compte la cohérence de l’ensemble qui est une nouvelle problématique soulevée par les utilisateurs de ces données de matériau. En effet, le résultat des simulations numériques faites par la méthode des éléments finis, entre autres, est sensible à cette absence de cohérence. Partant de ce travail, il est alors possible de simuler correctement, et grâce aux éléments finis, le comportement électromécanique d’une nouvelle structure pseudo-périodique de composite piézoélectrique de connectivité 1-3 conçue pour s’affranchir de limites de fonctionnement actuelles. Les résultats théoriques sont également validés expérimentalement. Enfin, un algorithme de caractérisation multimodale et multiphasique, basé sur l’algorithme génétique, a été réalisé pour obtenir les propriétés de ces matériaux piézoélectriques après leur usinage nécessaire à leur intégration dans un transducteur ultrasonore. Cela permet d’adapter les pièces périphériques à ces nouvelles caractéristiques pour une optimisation ultime des performances des transducteurs finaux fabriqués au cours de cette thèse. / Piezoelectric ceramics have been on the market for several decades and their use keeps growing. Nowadays, these materials are included in a wide range of devices, in particular for ultrasonic applications. Since the discovery of lead zirconium titanate (PZT) sixty years ago, a wide range of derived compositions coupled to efficient manufacturing processes have been developed to enable their use in many devices. Thus, PZT ceramics are the most used piezoelectric materials, although the presence of lead in their composition is a growing health and environmental concern. Consequently, since 2003, E.U. has voted guidelines for the management of Waste Electrical and Electronic Equipment at the end of its lifecycle (WEEE) and Restrictions (Hazardous Substances, R0HS). In addition, in December 2012, the European CHemicals Agency (ECHA) added PZT in candidate list of the REACH directive. Similar steps are also followed by many countries in Asia and North America. In this international context, research on lead-free piezoelectric materials and their applications becomes a major issue. This thesis focuses specifically on ultrasonic transducer applications (medical imaging and underwater acoustics) with, at f irst, functional characterization of lead-free piezoelectric materials. To this end, the KNbO3 Iead-free single crystal is selected in its specific cutting (YXt)-45° which provides a coupling coefficient k (in thickness mode) of 60%. A characterization of this material is carried out to provide a complete and consistent set of electromechanical properties, and thus avoid calculation errors during the simulation stage of the transducer. Its performance is demonstrated through its integration in a 30 MHz ultrasound probe to obtain images of human skin in vivo.

Dans les dernières décennies, la réalité virtuelle a connu un essor fulgurant dans de nombreuses disciplines. Elle permet via des paradigmes d’interaction et d’immersion de plonger l’utilisateur au cœur d’un environnement artificiel crée numériquement. Ces paradigmes s’appuient sur l’utilisation des interfaces sensori-motrices bien spécifiques qui permettent à l’utilisateur d’interagir et accomplir des tâches particulières dans l’environnement virtuel. Néanmoins, des nombreux problèmes, d’origine technologique, sont souvent présents et peuvent pénaliser la qualité de l’interaction ainsi que le degré d’immersion de l’utilisateur dans l’environnement virtuel.L’objectif de cette thèse est de proposer une procédure complète visant à guider l’utilisateur à calibrer une interface sensori-motrice spécifique et par conséquent tenter de pallier à certains défauts technologiques. L’originalité de la thèse réside dans l’utilisation d’une approche qui combine deux domaines de recherche qui ne s’associent que très rarement : celui du traitement de données et celui de la réalité virtuelle. Cette approche servira de cadre théorique et technique pour la conception d’une procédure de calibration complète permettant de garantir une interaction continue et précise dans l’environnement virtuel.Afin de contrebalancer les défauts et limites techniques, le travail a été conduit sur plusieurs fronts : acquisition, traitement de données et validation. La première phase est marquée par l’utilisation d’un protocole innovant dans la mesure où il repose sur les techniques de réalité virtuelle pour récolter les données de calibration. Dans la deuxième phase, deux techniques de calibration ont été proposées pour améliorer la précision absolue de l’interface de réalité virtuelle. Les deux techniques se distinguent par leurs qualités d’approximateurs universels ainsi que par leurs capacités à estimer les sorties du système concerné à partir des entrées sans connaître à priori son modèle mathématique. Dans la dernière phase, deux prototypes d’applications de réalité virtuelle ont été développées pour s’assurer de la pertinence de notre approche. / Over last decades, virtual reality has been widely used in many disciplines. It is able to plunge the user at the heart of an artificial environment created digitally through interaction and immersion paradigms. These paradigms are based on the use of very specific interfaces that help user to interact and performspecific tasks in the virtual environment. Nevertheless, many technical problems are often present and may penalize the quality of that interaction and may break user immersion in the virtual environment.The goal of this thesis is to build a comprehensive procedure to guide the user to calibrate a virtual reality interface and therefore attempt to overcome some technological shortcomings. The originality of the thesis is the use of an approach that combines two areas of research that will combine very rarely, that of data processing and the virtual reality. This approach will provide theoretical and technical framework for the design of a comprehensive calibration procedure to ensure continuous and precise interaction in the virtual environment.To overcome problems described above, the work was conducted on several fronts :data acquisition, processing and validation. The first step is by the use of a new protocol insofar as it is based on virtual reality techniques to collect calibration data. In second step, two calibration methods have been proposed to improve the absolute accuracy of the virtual reality interface. Both methods are universal approximators as well as their ability to estimate the outputs of the involved system from inputs even the model of the system being calibrated remains unknown. In the last step, two virtual reality applications prototypes were developed in order to assess the relevance of our approach.

En réponse aux préoccupations environnementales, l'utilisation du béton de chanvre s'est développée ces dernières années et a montré son efficacité d'un point de vue hygrothermique. L’analyse de son cycle de vie souligne l’intérêt environnemental du chanvre et montre que le constituant le plus impactant est le liant, généralement à base de chaux. L'objectif de cette thèse est de développer des composites à base de chanvre en substituant à la chaux une matrice minérale moins impactante. Plusieurs formulations sont réalisées avec différentes matrices liantes et différents dosages en chanvre. D'une part, le liant commercial ThermOⓇ est utilisé pour produire des bétons de chanvre «classiques», servant de référence comparative. D' autre part, des matrices liantes sont développées à base de fines issues de boue de lavage. La terre commerciale ClaytecⓇ est également considérée. Après avoir présenté les différentes matières premières retenues pour cette étude. Le liant ThermOⓇ est caractérisé pour différents dosages en eau. Les fines issues de boues de lavage font l'objet d'une étude de stabilisation visant à satisfaire des objectifs de résistance mécanique de la matrice liante. Une stabilisation avec 5 % de ciment portland couplé à 5% de ThermOⓇ est retenue pour la suite de l'étude. Cette formulation n'impacte pas significativement la conductivité thermique de la matrice liante, tout en permettant d'atteindre les objectifs mécaniques fixés. Les composites réalisés avec les différents liants sélectionnés présentent des dosages chanvre / liant évoluant entre 0.4 et 0.75, dosage conventionnels pour des applications toit, mur et dalle. Ils sont mis en œuvre par compaction, ce qui conduit à des masses volumiques comprises entre 370 et 6 15 kg/m3 et des porosités comprises entre 70 et 81 %. Les comportements mécaniques, thermiques et hygriques des composites sont évalués. Les performances mécaniques mesurées répondent aux exigences des règles professionnelles Construire en Chanvre, y compris pour les composites réalisés avec des fines non stabilisées. Les isothermes de sorption obtenues sont des sigmoïdes de classe II ou Ill. présentant des teneurs en eau plus élevées pour les composites réalisés avec le ThermOⓇ. Les valeurs MBV obtenues montrent que les composites à base de fines ou de terre ClaytecⓇsont meilleurs régulateurs hygriques que les composites réalisés avec le liant ThermOⓇ, respectivement classés excellents et très bons régulateurs hygriques. Les performances thermiques des composites en permettent un usage en isolation répartie. Au point sec, la conductivité thermique dépend essentiellement de la masse volumique, sans impact du type de liant. Lorsque l'humidité relative ambiante augmente, la conductivité thermique des composites à base de liant ThermOⓇ est plus impactée que celle des autres composites, en lien avec les isothermes de sorption. Cette étude montre donc toute la pertinence du développement de composites formulés à l'aide de fines issues de boues de lavage en substitution de la chaux. / In response to environmental concerns, the use of hemp concrete has been developed in recent years and has shown its efficiency from a hygrothermal point of view. Its life cycle analysis underlines the environmental interest of hemp and shows that the most impacting component is the binder, usually lime-based. The aim of this thesis is to develop hemp-based composites by substituting lime with a less impacting mineral matrix. Several formulations are made with different binder matrices and different hemp content. On the one hand, the ThermO® commercial binder is used to produce "classic" hemp concrete, which are used as a comparative reference. On the other hand, binder matrices are developed based on washing mud fines. Claytec® commercial earth is also considered. After presenting the different raw materials selected for this study, the ThermO® binder is characterized with several water ton binder ratios. The washing mud fine stabilisation is investigated regarding mechanical resistance objectives. A stabilization with 5% of portland cement coupled with 5% of ThermO® is selected for the following development. This formulation does not significantly affect the thermal conductivity of the binder matrix, while allowing to achieve the fixed mechanical objectives. The composites made with the various selected binders have hemp I binder ratios ranging between 0.4 and 0.75, conventional ratio for roof, wall and floor applications. They are implemented by compact ion, which leads to densities ranging from 370 to 61 5 kg/m3 and porosities ranging from 70 to 81%. The mechanical. Thermal and hygric behaviors of the composites are investigated. The measured mechanical performances meet the requirements of the professional rules Construire en Chanvre, even for composites made with unstabilized fines. The sorption isotherms obtained are class II or III sigmoid, with higher water contents for composites made with ThermO®. The MBV values obtained show that the composites made with fines and with Caytec® earth are better hygric regulators than the composites made with ThermO® binder, respectively classified as excellent and as very good hygric regulators. The thermal performances of the composites allow a use in distributed insulation. At the dry point, the thermal conductivity mainly depends on the density, without impact of the type of binder. As ambient relative humidity increases, the thermal conductivity of ThermO®, binder-based composites is more impacted than that of other composites in connection with sorption isotherms. This study thus shows the relevance of the development of composites formulated with washing mud fine as a substitute tor lime.