La production et la maintenance de contenus géographiques se fait souvent grâce à la mise en commun de contributions diverses. La mise à jour des données de l'IGN s'appuie ainsi sur l'intégration de données de partenaires ou la prise en compte d'alertes d'évolution du terrain. C'est également le cas des contenus libres produits par des projets communautaires comme OpenStreetMap. Un aspect problématique est la gestion de la qualité d'un contenu géographique collaboratif, particulièrement de leur cohérence afin de permettre que des prises de décision s'appuient dessus. Cette cohérence est liée à l'homogénéité de la représentation de l'espace, ainsi qu'à la préservation d'informations importantes non explicites mais qui peuvent être retrouvées sur les entités décrites grâce à leurs géométries. Ce travail de thèse propose un modèle baptisé Coalla pour l'édition collaborative d'un contenu géographique avec gestion de la cohérence. Ce modèle comporte trois contributions : 1) l'identification et la définition des éléments que doit comporter un vocabulaire formel visant à faciliter la construction d'un contenu géographique collaboratif ; 2) un processus d'aide à la construction à la volée d'un vocabulaire formel à partir de spécifications formelles des bases de données IGN et à des vocabulaires collaboratifs existants, et 3) une stratégie d'évaluation et de réconciliation des contributions afin de les intégrer d'une façon cohérente au contenu central. Notre modèle Coalla a été implémenté dans un prototype / Geographic content production and maintenance is often done through a combination of various contributions. Thus, updating IGN geographic data relies on integrating data from partners or by involving field change alerts. This is also the case of free content produced by community projects such as OpenStreetMap. An important problem is quality management of collaboratively produced geographic content, in particular consistency management. This allows for decision-making which is based on this content. Data consistency depends on how homogenous space representation is. Likewise, it depends on preserving important non-explicit information that can be found on the geometries of the entities described in the content. This Thesis proposes a model baptized Coalla for collaborative editing of geographic content with consistency management. The model has three contributions: 1) identifying and defining elements that should be included in a formal vocabulary to facilitate the construction of collaborative geographic content, 2) user assistance process to help users build on the fly a formal vocabulary extracted from formal IGN databases specifications and existing collaborative vocabularies, and 3) a strategy for evaluating and reconciling user contributions in order to coherently integrate them into the content. Our model Coalla has been implemented in a prototype

Résumé : La coordination entre les politiques d'urbanisme et de transport, dans un nouveau contexte façonné par la montée en puissance des préoccupations environnementales et des enjeux du développement durable, est plus que jamais recherchée afin d'assurer une meilleure cohérence entre ces deux domaines. Ce travail a pour objectif d'analyser la place des politiques de mobilités urbaines au sein d'une politique plus globale de développement urbain durable.Beaucoup d'innovations et de bonnes pratiques dans le domaine du transport, proposant des modes alternatifs de déplacement, ont été adoptées pour répondre aux exigences du développement durable et surtout pour tenter de diminuer la place de la voiture particulière. Pour ce faire, des actions technologiques et organisationnelles doivent être insérées au sein de formes urbaines alternatives favorisant la ville à courte distance et la mixité et renforçant l'accessibilité (une des facettes du lien entre transport et urbanisme). De ce fait, la coordination et la complémentarité entre les politiques d'urbanisme, d'habitat et de transport ainsi qu'entre les acteurs aux échelles urbaine et interurbaine, doivent être renforcées.Cette recherche trouve son originalité dans l'étude comparative des quatre principales agglomérations de la région Champagne-Ardenne (Reims, Troyes, Charleville-Mézières et Châlons-en-Champagne), agglomérations de taille moyenne qui ont moins été étudiées que les grandes agglomérations. Elle examine comment les questions des déplacements et des mobilités ont été prises en compte dans les documents de planification stratégique de transport (SCoT et PDU). Alors que le lien entre transport et urbanisme se présente comme un des objectifs prônés par la loi SRU, qu'en est-il vraiment de la cohérence entre ces deux domaines en Champagne-Ardenne ? / Abstract : Mobility planning and urban sustainable development in Champagne-Ardenne. Analytical approach of the four main cities of Champagne-ArdenneCoordination between urbanism and transportation policies is more and more demanded in a new context characterized by an increasing concern for environmental issues and sustainable development. This research aims to analyse the role of urban mobility policies within more global sustainable development policies. Many innovative practices have been adopted in order to limit the importance of private cars and to foster alternative modes of mobility. This supposes to integrate technological and organisational actions into alternative urban forms favouring short distance, mixity and accessibility, which needs a better coordination between urbanism, dwelling and transportation policies at both urban and interurban scales.This research takes its originality from a comparative survey of the four main cities in Champagne-Ardenne, Reims, Troyes, Charleville-Mézières and Châlons-en-Champagne, i.e. mid-size cities that have been less studied than greater cities. It appreciates how mobility issues have been taken into account in strategic planning documents (SCOT, PDU). Since the link between mobility and city planning is one of the main objectives of the Solidarity and Urban Renewal act implemented in 2000, how far goes the coherence between these two fields of action ?Key-words : Strategic planning – Mobility planning policies – Urban mobility plans (PDU) – Master plans (SCOT) – Coherence between transport and urbanism – Champagne-Ardenne – Mid-size cities.

Les aciers TWIP se déforment par maclage et par glissement de dislocations, avec pour conséquence de forts taux d’écrouissage. Les mécanismes de déformation sont contrôlés par l’énergie de faute d’empilement (EFE). Un modèle de prévision de l’EFE et une régression de TNéel (transition antiferro/paramagnétique) de l’austénite sont proposés pour les systèmes FeMnXC (X = Cu, Cr, Al, Si et Ti). Les nuances FeMnCuC étudiées ont une EFE plus faible que la nuance de référence Fe22Mn0,6C. La formation de martensite [epsilon]?se substitue au maclage, sans dégradation des caractéristiques mécaniques en traction. La contrainte d'écoulement diminue avec la teneur en carbone et la formation de martensite [alpha]' aux plus basses EFE réduit l'allongement à rupture. La substitution d'une partie du manganèse par du cuivre permet un gain de 20% sur le module d'Young à température ambiante, en abaissant TNéel en dessous de 0ºC. La précipitation intragranulaire de carbures de vanadium augmente la limite d’élasticité mais n’influence pas le taux d’écrouissage. Aucune interaction entre précipités et macles n'a été observée en microscopie. Les calculs de cohérence et les mesures au MET montrent que les carbures ont une relation d'orientation avec l'austénite et sont semi-cohérents avec une faible cohérence résiduelle. Les contraintes induites ne semblent pas suffisantes pour piéger de grandes quantités d'hydrogène. Les alliages FeMnC + TiC présentent un fort durcissement par effet composite en début de déformation, tandis que l'écrouissage par effet TWIP n'est pas modifié par la présence des particules TiC. Cependant, le clivage des précipités primaires de grande taille réduit l'allongement à rupture / TWIP steels deformation occurs by twinning and by dislocations gliding which leads to high a strain hardening. The deformation mechanisms are controlled by the stacking fault energy (SFE). A model for the prediction of the SFE and a law for TNéel (antiferro to paramagnetic transition) for austenite are proposed in FeMnXC systems (X = Cu, Cr, Al, Si et Ti). The studied FeMnCuC grades have a lower SFE than the Fe22Mn0,6C reference. The formation of [epsilon]-martensite replaces twinning without any deterioration of the mechanical properties. The flow stress decreases with the carbon content and the formation of [alpha]'-martensite at the lowest SFEs reduces the elongation to fracture. Substituting a part of the manganese content by copper leads to a 20% increase of the Young's Modulus at room temperature by decreasing TNéel below 0ºC. The precipitation of intragranular vanadium carbide increases the yield stress but does not influence the strain hardening rate. No interaction between precipitates and twins has been observed by microscopy. The coherency calculations and the TEM observations show that the carbides have an orientation relation with the austenite and are semi-coherent with a low residual coherency. The resulting stresses do not seem to be high enough to trap large quantities of hydrogen. The FeMnC + TiC alloys exhibit a strong hardening by composite effect at the beginning of deformation, while the strain hardening due to TWIP effect is not modified by the presence of the TiC particles. Meanwhile, cleavage occurs in the largest primary precipitates, which reduces the elongation to fracture

Dans la modélisation de la matière dense, et partiellement ionisée, une question importante concerne le traitement des électrons libres. Vis-à-vis des électrons liés, la nature délocalisée et non discrète de ces électrons est responsable d’une différence de traitement, qui est souvent effectuée dans les modélisations des propriétés radiatives des plasmas. Cependant, afin d’éviter les incohérences dans le calcul des spectres d’absorption, tous les électrons devraient, en principe, être décrits dans un même formalisme.Nous utilisons deux modèles variationnels d’atome-moyen : un modèle semi-classique, et un modèle quantique, qui permettent cette égalité de traitement pour tous les électrons. Nous calculons la section-efficace de photo-extinction, en appliquant le cadre de la théorie de la réponse linéaire dynamique à chacun de ces modèles d’atome dans un plasma. Pour cette étude, nous développons et utilisons une approche auto-cohérente, de type random-phase-approximation (RPA), qui, en allant au-delà de la réponse des électrons indépendants, permet d’évaluer les effets collectifs, par l’introduction de la polarisation dynamique. Cette approche s’inscrit dans le formalisme de la théorie de la fonctionnelle de la densité dépendant du temps (TDDFT), appliquée au cas d’un système atomique immergé dans un plasma.Pour les deux modèles, semi-classique et quantique, nous dérivons, et vérifions dans nos calculs, une nouvelle règle de somme, qui permet d’évaluer le dipôle atomique à partir d’un volume fini dans le plasma. Cette règle de somme s’avère être un outil de premier ordre pour le calcul des propriétés radiatives des atomes dans les plasmas denses. / In modeling dense and partially ionized matter, the treatment of the free electrons remains an important issue. Compared to bound electrons, the delocalized and non-discrete nature of these electrons is responsible to treat them differently, which is usually adopted in the modelings of radiative properties of plasmas. However, in order to avoid inconsistencies in the calculation of absorption spectra, all the electrons should be described in the same formalism.We use two variational average-atom models: a semi-classical and a quantum model, which allow this common treatment for all the electrons. We calculate the photo-extinction cross-section, by applying the framework of the linear dynamical response theory to each of these models of an atom in a plasma. For this study, we develop and use a self-consistent approach, of random-phase-approximation (RPA) type, which, while going beyond the independent electron response, permits to evaluate the collective effects by the introduction of the dynamical polarization. This approach uses the formalism of the time dependent density functional theory (TDDFT), applied in the case of an atomic system immersed in a plasma.For both models, semi-classical and quantum, we derive and verify in our calculations, a new sum rule, which allows the evaluation of the atomic dipole from a finite volume in the plasma. This sum rule turns out to be a crucial device in the calculation of radiative properties of atoms in dense plasmas.

L'interaction entre des champs électromagnétiques et des systèmes à plusieurs niveaux peut donner lieu à différents processus cohérents. La transparence électromagnétiquement induite (EIT) ou les oscillations cohérentes de populations (CPO) sont des phénomènes résonnants ayant pour conséquence d'annuler l'absorption du système pour un champ sonde. L'EIT se produit dans les systèmes à trois niveaux et met en jeu une cohérence entre niveaux non couplés optiquement, alors que les systèmes à deux niveaux suffisent pour faire apparaître le CPO qui ne met pas en jeu la dynamique des cohérences.Il est possible dans un milieu constitué d'atomes d'hélium métastable à température ambiante d'extraire un système à trois niveaux en Λ qui, lorsqu'il est excité par des polarisations circulaires, fait apparaître des fenêtres EIT de l'ordre de quelques dizaines de kHz de large. Lorsque ce système est excité par des polarisations linéaires et soumis à un champ magnétique de faible amplitude, c'est l'association des deux phénomènes de CPO et d'EIT qui détermine la réponse du système. Une fenêtre de transparence CPO de quelques dizaines de kHz de large a en particulier été observée.Ce type de phénomènes résonnants est associé à de grandes variations de l'indice de réfraction avec la fréquence du champ sonde, ayant pour conséquence de profondes modifications de la vitesse de groupe d'une impulsion se propageant dans le milieu. Notre système expérimental permet ainsi d'observer de la lumière lente, de la lumière rapide ainsi que des vitesses de groupe négatives. L'insertion de tels milieux dispersifs en cavité optique a été suggérée pour augmenter la précision de senseurs comme les gyroscopes lasers, mais leur bruit fondamental dépend de la durée de vie des photons dans la cavité. C’est pourquoi l’influence des milieux hautement dispersifs sur la durée de vie des photons dans une cavité est étudiée expérimentalement et théoriquement. / Many coherent processes can be observed when electromagnetic fields are applied to multi-level systems. Electromagnetically induced transparency (EIT) or coherent population oscillations (CPO) are resonant phenomena resulting in the cancellation of the absorption of the system for a probe field. EIT occurs in three-level systems and involves the coherence between two optically uncoupled levels, whereas two-level systems are sufficient to produce CPO which does not involve the dynamics of the coherences.A three-level Λ system can be isolated in a gas of metastable helium atoms at room temperature. When excited with circular polarizations, this system exhibits EIT resonances of a few tens of kHz. If this system is excited by linear polarizations and submitted to a weak magnetic field, the response of the system is given by the combination of these two phenomena, namely EIT and CPO. A narrow CPO transmission window of a few tens of kHz has then been observed.This kind of resonant phenomena is associated with very strong variations of the refractive index at the probe frequency, leading to major changes of the group velocity of a pulse propagating in the medium. Our experimental set-up allows us to observe slow light, fast light, and even negative group velocities. Insertion of such dispersive media inside an optical cavity has been suggested to increase the sensitivity of sensors such as laser gyroscopes, but their fundamental noise depends on the lifetime of photons inside the cavity. This is why the influence of highly dispersive media on the photon lifetime inside a cavity is studied experimentally and theoretically.

La réalisation de fonctions de filtrage complexes nécessite une parfaite maîtrise du processus de dépôt ainsi qu’un contrôle précis et en temps réel de l’épaisseur optique des couches déposées. Au cours de ma thèse, consacrée au développement de nouvelles modalités de contrôle optique in situ, je me suis particulièrement intéressé à deux sujets différents, à savoir : - D’une part, la détermination de la dépendance spectrale des constantes optiques (indice de réfraction et coefficient d’extinction) de matériaux diélectriques. Un moyen possible pour effectuer cette détermination consiste à utiliser un système de contrôle optique large bande afin d’enregistrer les spectres de transmission de l’empilement au fur et à mesure de sa formation. En effet, l’évolution temporelle, à chaque longueur d’onde, de ces spectres de transmission contient des informations quantitatives liées aux constantes optiques que nous souhaitons déterminer. - D’autre part, la mesure en temps réel du coefficient de réflexion (r) d’un empilement, en amplitude et en phase, lors de son dépôt. En effet, les méthodes de contrôles optiques en intensité présentent des limitations que la connaissance de l’information de phase devrait permettre de contourner. Cette mesure est réalisée par interférométrie holographique digitale à faible cohérence sur un substrat éclairé par sa face arrière et dont la face avant est équipée d’un masque annulaire. Ceci donne accès aux information de phase et d’amplitude recherchées tout en s’affranchissant des vibrations générées par le fonctionnement de la machine de dépôt ainsi que du mouvement de rotation à 120 tours par minute qu’effectue le porte-substrat. / The realization of complex filtering functions requires a perfect mastering of the deposition process as well as an accurate real time monitoring of the optical thickness of the deposited layers. During my PhD thesis, devoted to the development of new methods of in situ optical monitoring, I was particularly interested in two different subjects, namely:- On the one hand, the determination of the spectral dependence of optical constants (refractive index and extinction coefficient) of dielectric materials. A possible way to achieve this determination consist in using a broadband optical monitoring system in order to record the transmission spectra, in real time, of the stack during its formation. Indeed, the temporal evolution, at each wavelength, of these transmission spectra provide quantitative information related to the optical constants that we wish to determine.- On the other hand, the real time measurement of the reflection coefficient (r) of a stack, in amplitude and phase, during its deposition. Indeed, the optical monitoring methods based on intensity proprieties present some limitations that the knowledge of phase information should overcome. This measurement is performed by low coherence digital holographic interferometry on a substrate illuminated by its rear face and whose front face is equipped with an annular mask. This gives access to desired phase and amplitude information while avoiding the parasitic influence of the substrate motions induced by the vibrations of the deposition machine, and the rotation of the substrate holder at 120 rounds per minute.

La Trame verte et bleue (TVB) a pour objectif la préservation et la remise en « bon état » des continuités écologiques (CE). Cette politique publique veut être un outil d’aménagement du territoire. Elle est inscrite à la fois dans le code de l’environnement et de l’urbanisme. Elle se décline à différents niveaux de gouvernance, du national au local en passant par le régional. La cohérence entre ces niveaux est cadrée par la loi française. Mais une importante marge d’interprétation et de mise en œuvre de la politique est laissée aux territoires. Dans cette thèse, nous interrogeons les conditions permettant d’assurer la cohérence entre les projets des territoires ayant trait à la planification des CE. Pour cela, nous répondons à deux principales hypothèses sources de (in)cohérence : (i) l’incomplétude de la connaissance existante en écologie du paysage et son utilisation dans les territoires et, (ii) les processus de gouvernance mis en place pour saisir la marge d’adaptation de la politique, avec un focus sur les acteurs « relais » entre les projets des territoires. Ainsi, nous développons une notion de la « cohérence interterritoriale » basée sur le partage entre les acteurs des territoires d’une vision de l’organisation de l’espace. Nous en tirons une grille d’analyse de cette cohérence appliquée aux projets portant sur les CE. Cette grille présente trois volets : la dimension écologique, la multifonctionnalité et la gouvernance. Ces volets sont assortis de critères et d’indicateurs. La grille d’analyse a été appliquée à différents projets portés par des territoires « emboités » du niveau national au local, dans les régions Bretagne et Occitanie (pour l’ancienne région Languedoc-Roussillon). L’analyse est d’abord spécifique à chaque projet puis est ensuite comparative, de façon verticale entre les niveaux de gouvernance et horizontale entre mêmes niveaux de gouvernance. Nous montrons que la préservation des CE est un « wicked mess problem », dans le sens où il n’existe pas une solution unique et optimale face aux complexités écologiques et sociétales du sujet. Les territoires s’adaptent, traduisent, simplifient et ont leur propre représentation des concepts d’écologie du paysage. Les approches diffèrent du niveau national au local. L’approche naturaliste promue au niveau national devient une approche par l’occupation du sol au niveau local. De même, l’approche écologique devient multifonctionnelle en passant du code de l’environnement au code de l’urbanisme. La loi impose une cohérence descendante entre les territoires ce qui peut être source d’innovation ou au contraire limiter les initiatives par crainte du contentieux juridique. Les acteurs et les projets sont extrêmement divers. La planification des CE est une « patate plus ou moins chaude » que les territoires se repassent les uns aux autres. Les territoires porteurs de schémas de cohérence territoriale (SCoT) ou de plans locaux d’urbanisme (intercommunaux) (PLU(i)) sont souvent identifiés comme les plus pertinents pour traiter le problème. Mais l’application du principe de subsidiarité ne doit pas déresponsabiliser certains territoires, alors que les systèmes socio-écologiques sont de fait inter-échelles et donc interterritoriaux. Le rôle des acteurs « relais » entre les territoires est essentiel à la cohérence interterritoriale pour dynamiser voire créer les proximités organisées entre les territoires. La Trame verte et bleue est actuellement à un tournant suite aux récentes évolutions législatives. Les régions sont identifiées comme cheffes de file sur la biodiversité et sont dotées d’un nouveau schéma régional intégrateur absorbant, notamment, la TVB. La cohérence interterritoriale se construit dans le temps et méritera d’être analysée dans le temps. / The “Trame verte et bleue” (TVB), a French public policy, aims at preserving and restoring ecological networks (EN). It is intended to be a tool for land-use planning. It is part of French law’s codes for the environment and for urbanism. It is meant to be implemented at different governance levels, ranging from the national to the regional to the local. The coherence of the TVB between these levels has been specified in French law. Nevertheless, territories have a wide margin for interpretation and implementation of TVB policy. In this thesis, we examine the conditions necessary for ensuring coherence between territorial projects which pertain to EN planning. To this end, we address two main hypotheses that are sources of (in)coherence: (i) the incompleteness of existing knowledge in landscape ecology and its use in the territories, and (ii) the governance processes put in place to take into account the margin for adaptation of the TVB policy, with a focus on “bridging” actors between territorial projects. We develop a notion of “interterritorial coherence” based on the sharing of a vision between the stakeholders of the organization of space. We propose an analysis grid of this coherence applied to projects related to EN. The grid involves three components: the ecological dimension, the multifunctionality, and the governance processes. These components are characterized by criteria and translated into indicators. The analysis grid has been applied to different projects carried out by “nested” territories ranging from the national to the local level in two French regions (Brittany and Occitania, (formerly called Languedoc-Roussillon region)). The analysis is initially specific to each project and then becomes comparative, vertically between levels of governance and horizontally between the same levels of governance. We show that the preservation of EN is a “wicked mess problem”, in the sense that a single and optimal solution does not exist given the ecological and societal complexities of the subject. The territories adapt themselves, simplify and have their own representation of the concepts of landscape ecology. Approaches differ between the national and the local. The naturalistic approach promoted at the national level becomes a land-use approach at the local level. Similarly, the ecological approach becomes multifunctional by transitioning from the environment code to the urbanism code. The law imposes a top-down coherence between the territories. This can be a source of innovation or, on the contrary, can limit initiatives due to fear of litigation. The actors and projects are extremely diverse. EN planning is a “hot potato” (more or less “hot”) that territories pass to each other. The territories with territorial coherence schemes (SCoTs) or local urban planning plans (PLU) are often identified as the most relevant levels to tackle the problem. Nevertheless, the application of the subsidiarity principle must not disempower certain territories, since socio-ecological systems are inter-scale and therefore interterritorial. The role of “bridging” actors between the territories is essential to interterritorial coherence because they can energize or even create the organized proximities between the territories. The “Trame verte et bleue” policy is currently at a turning point following recent legislative developments. Regions are identified as leaders on biodiversity and have to follow a new integrated regional scheme that includes, in particular, EN. Interterritorial coherence is built up over time and will therefore need to be analyzed over time.

Le phénomène de fragmentation reste assez complexe et se trouve mêlé à celui d’internormativité en ce sens qu’il englobe l’étude de la relation entre droit et société et, notamment, le droit international en tant que système juridique. La présente étude constitue, de manière générale, un essai sur l’œuvre de codification et de développement du droit international, en prenant en compte les récentes évolutions du droit international symbolisés dans ce que l’on qualifie, de plus en plus, de fragmentation du droit international. L’hypothèse gravite autour de l’extraordinaire expansion que connait cette discipline depuis près de cinquante ans et des changements survenus au niveau de ce qu’on appelle communément la « Communauté internationale ». L’intérêt est suscité par l’évolution des méthodes d’élaboration des normes du droit international, notamment du fait de la multiplication des organes compétents de l’ONU et le besoin de trouver des solutions pratiques au phénomène des conflits normatifs au niveau international. Ce sont là les deux conséquences (législative et institutionnelle) du phénomène de fragmentation qui menacent aujourd’hui l’ordre juridique international et l’unité du droit international. Il semble donc normal, compte tenu de cette situation, que se produise un nouvel essor de l’idée de codification du droit international. / The phenomenon of fragmentation is quite complex and is involved in the phenomenon of internormativity in so much as it includes the study of the relationship between law and society and, in particular, international law as a legal system. This study is, as a general, an essay on the work of codification and progressive development of international law as embodied in the practice of the International Law Commission, taking into account recent developments in international law symbolized in what is termed, increasingly, fragmentation of international law. The case revolves around the extraordinary expansion that this discipline has being knowing for nearly fifty years now and around the changes affecting what is commonly called the ‘international community’. The interest is generated by the evolution of methods for the development of international law, owing in particular to the multiplication of the competent organs of the UN and the need to find practical solutions to the phenomenon of normative conflicts at the international level. These are two consequences (legal and institutional) of the phenomenon of fragmentation that now has come to threaten the international legal order and the unity of international law. Therefore, given this situation, the need for a strengthening of the concept of codification of international.

Les lasers à électrons libres (LELs) à simple passage représentent actuellement la possibilité la plus prometteuse pour fournir des impulsions lumineuses de haute énergie (µJ à mJ) à des échelles de durée femtoseconde (1 fs = 10⁻¹⁵s) et des longueurs d’ondes ultra-courtes (résolution nanométrique i.e., jusqu’aux domaines de l’extrême-ultraviolet et des rayons X). Les LELs émettant dans l’extrême-ultraviolet sont une technologie encore jeune, si bien que de nombreuses questions restent ouvertes. Celles posées au sein de ce manuscrit concernent la configuration dite injectée, dans laquelle le processus est initié par une source externe cohérente (le “seed"). Nous nous concentrons particulièrement dans cette thèse sur les caractéristiques transverses et longitudinales de la lumière, sa cohérence, les propriétés de la phase temporelle et les liens directs entre le seed et l’émission LEL. La technique de génération dans un gaz noble d’harmoniques d’ordres élevés d’un laser femtoseconde (GHE) se montre à la fois complémentaire et en compétition avec les LELs. En compétition car les impulsions produites ont des qualités similaires à celles obtenues avec un LEL ; complémentaire car le rayonnement GHE peut être utilisé comme seed ou en combinaison avec la lumière LEL, par exemple pour effectuer des expériences mettant en jeu de multiples faisceaux. Bien que la GHE fournisse des impulsions moins puissantes, l’implémentation d’une telle source requiert un effort significativement moins important. Le taux de conversion harmonique, l’accordabilité et la qualité spatiale du faisceau généré, et la manière dont ces paramètres dépendent du laser générateur sont les problématiques traitées au sein de ce manuscrit. La volonté de la communauté scientifique d’effectuer des expériences novatrices demande des études profondes et l’optimisation des sources de GHE et des LELs. En particulier, sur la source LEL injectée FERMI@Elettra de Trieste, l’induction d’une dérive de fréquence dans le rayonnement a conduit à des résultats marquants. Entre autres, une méthode de génération d’impulsions scindées avec différentes longueurs d’ondes a été analysée et développée. Une telle possibilité ouvre la voie à l’utilisation des LELs injectés en tant que source autonome pour des installations de type pompe-sonde à deux couleurs. Plus généralement, l’étude des phénomènes mis en jeu dans les processus de GHE et du LEL ainsi que la caractérisation des propriétés de leur lumière sont des sujets intrinsèquement excitants, ayant des connexions directes avec de nombreux aspects fondamentaux de la physique. / Single-pass free-electron lasers (FELs) are currently the most promising facilities for providing light pulses with high energies (µJ to mJ) at femtosecond time scales (1 fs = 10⁻¹⁵s) and with ultrashort wavelengths (nanometer resolution i.e., down to extreme-ultraviolet and X-ray spectral regions). Extreme-ultraviolet FELs are still quite young so that many questions remain open. Those addressed within this manuscript concern the so-called seeded configuration, where an external coherent source (the “seed") initiates the process. In particular, we focus in this thesis on the transverse and longitudinal characteristics of the light, its coherence, the properties of the temporal phase and the direct correlations between the seed and the FEL emission. With regard to FELs, high-order harmonics of femtosecond laser pulses generated in noble gases (HHG technique) exhibit both competitive and complementary features. Competitive, because the produced pulses have similar assets as the ones provided by an FEL. Complementary, because the generated harmonics can be used as a seed or, in combination with FEL light, to perform multi-beam experiments. Even though less powerful pulses are produced by a HHG source, its implementation requires a significantly smaller effort. The efficiency of harmonic conversion, the tunability and spatial quality of the generated beam, and how these parameters depend on the driving laser are the issues discussed within this manuscript. The general will of the scientific community to perform novel experiments requires deep studies and optimization of FEL and HHG sources. In particular, on the seeded FEL facility FERMI@Elettra of Trieste, the induction of chirp in the radiation has led to remarkable results. Among others, a method of generation of split pulses with different wavelengths has been construed and developed. Such a possibility paves the way for the use of seeded FEL facilities as stand-alone sources for two-colour pump-probe setups. More generally, the study of phenomena involved in the FEL and HHG processes, together with the characterization of the light properties, are intrinsically exciting matters that have direct connections with fundamental aspects of physics. / Laser na proste elektrone (LPE, ang. free-electron laser - FEL) z enojnim prehodom je trenutno najbolj obetaven vir femtosekundnih (1 fs = 10⁻¹⁵ s) svetlobnih pulzov z visoko energijo (μJ do mJ) in ultra kratko valovno dolžino (nanometrska ločljivost, t.j., vse do spektralnega območja ekstremne ultravijolične in rentgenske svetlobe). LPE-ji, ki delujejo na področju ekstremne ultravijolične svetlobe, so razmeroma novi svetlobni viri, kar pomeni, da so glede njihovega delovanja odprta še mnoga vprašanja. V pričujočem doktorskem delu smo se ukvarjali predvsem z dvostopenjsko konfiguracijo, pri kateri LPE ojači zunanje (koherentno) elektromagnetno valovanje (seed). Osredotočili smo se na transverzalne in longitudinalne lastnosti proizvedene svetlobe, koherenco, lastnosti časovne faze ter na direktne korelacije med zunanjim virom (seed) in sevanjem LPE-ja. Poleg LPE-jev so v vzponu tudi svetlobni viri, ki temeljijo na generaciji visokih harmonikov (GVH, ang. high-order harmonic generation - HHG) v žlahtnih plinih. Ti svetlobni viri so zaradi podobnih lastnosti pulzov konkurenčni LPE-jem, po drugi strani pa predstavljajo komplementarne izvore svetlobe, ker jih je mogoče uporabiti v dvostopenjski LPE konfiguraciji kot vir zunanjega elektromagnetnega valovanja (seed) ali v kombinaciji z LPE-jem v eksperimentih z dvema ali več žarki. Kljub temu, da so ti svetlobni viri šibkejši v primerjavi z LPE-ji, je njihova izvedba bistveno lažja. V dizertaciji obravnavamo izkoristek harmonične pretvorbe virov, ki temeljijo na principu GVH, nastavljivost in prostorsko kakovost žarkov, ter odvisnost omenjenih parametrov od gonilnega laserja. Zaradi vse večje težnje po novih eksperimentih na vseh znanstvenih področjih sta ključna zelo natančno poznavanje delovanja in optimizacija LPE-jev in virov, ki temeljijo na GVH. Med bolj pomembne dosežke na LPE-ju FERMI@Elettra v Trstu spadajo možnost spreminjanja trenutne frekvence proizvedene svetlobe (ang. chirp) na podlagi katere je bila razvita metoda za generacijo razdeljenih pulzov z različnimi valovnimi dolžinami. S pomočjo te metode bo možno dvostopenjske LPE-je uporabljati kot samostojne vire svetlobe za poskuse v t.i. načinu « pump-probe ». V dizertaciji so predstavljene študije pojavov, ki so prisotni pri generaciji svetlobe v LPE-jih ter virih, ki temeljijo na GVH. Ti pojavi so, skupaj z metodami karakterizacije proizvedene svetlobe, tesno povezani s temeljnimi principi v fiziki.

Le travail présenté dans cette thèse repose sur l'expertise du groupe VeCSEL du l'Institut d'Électronique de Sud (IES) dans la conception, la réalisation et l'étude des VeCSEL dans le proche et le moyen infrarouge. Avant de s'engager dans le travail présenté ici, les VeCSELs développés au sein de notre laboratoire concernaient l'habituel fonctionnement monofréquence avec un faisceau TEM00, mais repoussé à forte puissance et à haute cohérence. L'objectif de cette thèse est d'aller au delà de cet état conventionnel, et explore d'autres états cohérents du photon, inhabituels dans le domaine de l'émission laser. Ces nouveaux états concernent aussi bien l'aspect transverse (spatial) que longitudinal (temporel) de l'onde. Plus particulièrement, l'émission laser de haute cohérence et de forte puissance sur les modes d'ordre supérieur Laguerre-Gauss dégénérés et non-dégénérés (vortex optiques), et les lasers large bande cohérents appelé aussi «~laser sans mode~». / The work presented in this thesis is based on the expertise of the VECSEL group of the Institut d'Électronique de Sud (IES) in the design, implementation and study of VECSEL in the near and mid infrared. Before engaging in the work presented here, the VeCSELs developed in our laboratory involved the usual single-frequency operation with a TEM 00 beam, but pushed to high power and high coherence. The objective of this thesis is to go beyond this conventional state and to explore other coherent states of the photon, unusual in the field of laser emission. These new states apply to both the transverse appearance (spatial) and longitudinal (time) of the wave. More specifically, the laser emission of high power and high coherence on the Laguerre-Gauss higher order modes degenerate and non-degenerate (optical vortex), and the wide band coherent lasers also called "modeless lasers".