Les convertisseurs de puissance structurés autour de puces de puissance (IGBT, MOSFET, diodes, ...) sont de plus en plus sollicités dans les systèmes de transport, du ferroviaire à l'aéronautique, en passant par l'automobile. Dans toutes ces applications, la fiabilité des composants constitue encore un point critique. C'est notamment le cas dans la chaîne de traction de véhicules électriques (VE) et hybrides (VH, où les puces sont souvent exposées à de fortes contraintes électriques, thermiques et mécaniques pouvant conduire à la défaillance. Dans ce contexte, l'amélioration des connaissances sur les effets des dégradations des composants semi-conducteurs de puissance et leurs assemblages dus au stress électrothermiques et thermomécaniques est incontournable. En particulier sur la puce semi-conductrice elle-même, siège d'interactions physiques importantes, et en son voisinage immédiat. Les objectifs de la thèse sont de mettre en lumière les stress électro-thermiques et mécaniques dans les puces et leurs effets sur la puce et son voisinage immédiat et à évaluer les effets de dégradations à l'aide de modèles distribués. Les travaux comportent ainsi deux volets. Un volet expérimental original visant la caractérisation électrothermique de puce de puissance (IGBT et diode) sur la base de micro-sections. La piste suivie par cette approche devrait permettre de rendre possible la caractérisation d'un certain nombre de grandeurs physiques (thermiques, électriques et mécaniques) sur les tranches sectionnées des puces sous polarisation (en statique, voire en dynamique) et ainsi contribuer à l'amélioration des connaissances de leur comportement. Ainsi, des cartographies de distributions verticales de température de puce IGBT et diode et de contraintes mécaniques sont présentées. C'est à notre connaissance une voie originale qui devrait permettre de d’ouvrir un large champ d'investigation dans le domaine de la puissance.Le second volet est théorique et consiste à mettre en place un modèle électrothermique distribué de puce IGBT. Cette modélisation comme nous l'envisageons implique de coupler dans un unique environnement (Simplorer) une composante thermique et une composant électrique. Le développement choisi passe par l'utilisation de modèle physique d'IGBT tels que celui de Hefner. Ce modèle est ensuite appliqué pour étudier le rôle et les effets du vieillissement de la métallisation de puce lors de régimes électriques extrêmes répétitifs tels que les courts-circuits. Un aspect original du travail est la démonstration par analyse numérique du mode de défaillance par latch-up dynamique à l'instant de la commande d'ouverture du courant de court-circuit. Ce phénomène bien qu'ayant été observé lors de vieillissement d'IGBT par répétition de courts-circuits n'avait à notre connaissance pas encore été simulé. La modélisation distribuée de la puce et la simulation du phénomène nous a ainsi permis de vérifier certaines hypothèses. / Power modules, organized around power chips (IGBT, MOSFET, diodes, …), are increasingly needed for transportations systems such a rail, aeronautics and automobile. In all these application, power devices reliability is still a critical point. This is particularly the case in the powertrain of hybrid or electric vehicle in which power chips are often subjected to very high electrical and thermal stress levels such as hybrid or electric vehicle, power devices are subjected to very high electrical, thermal and mechanical stress levels which may affect their reliability.Thus, the ability to analyze the coupled phenomena and to accurately predict degradation mechanisms in power semiconductors and their effects due to electro-thermal and thermo-mechanical stress is essential. Especially on the semiconductor chip where significant physical interactions occur and its immediate vicinity. The aim of this work is to highlight the electro-mechanical and thermal stress and their effects on the semiconductor chip and its immediate vicinity, by evaluating the effects of damage using distributed models. This work consists of two parts :An original experimental approach concerning the elctro-thermal characterization of cross section power chips (IGBT and diodes). In this approach, it is exposed for the first time, an original way to characterize vertical thermal distributions inside high power silicon devices under forward bias. Thus, the vertical mapping of temperature and mechanical stress of IGBT and diode chip are presented. The impact of this work that is opens a wide field of investigations in high power semiconductor devices. The second part is theoretical and aims to implementing a distributed electro-thermal model of IGBT chip.The modeling strategy consists on a discretization of the power semiconductor chip in macro-cells with a distributed electro-thermal behavior over the chip area. In case of the IGBT devices each macro-cell is governed by the Hefner model and electrically linked by their terminals. Temperature variable used in these macro-cells are obtained by a nodal 3D-RC thermal model. This allows the distributed electro-thermal problem to be solved homogeneously and simultaneously by a circuit solver such as Simplorer. The aim of this model is to allow the accurate analysis of some effects ine the electrical and thermal coupling over the chip. Especially, this model should allow explaining some effects such as the contacts position over the die metallization and the ageing of the emitter metallization of the chip. In a first step, the model is used to clarify how the current and the temperature map are distributed over the chip according to the relative positions between cells and wire bond contacts on the top-metal during short-circuit operation. In a second step, we will show how dynamic latch-up failures may occur when trying to turn-off a short circuit process.

Les demandes du marché sont toujours plus exigeantes dans le domaine de la micro- électronique. Les besoins en termes de fréquence de fonctionnement (> 10GHz) des dispositifs ainsi qu'en termes de puissance délivrée (> 1W/mm) sont en constante augmentation. De ce fait, on commence à atteindre les limites du matériau silicium. Ceci présente une grande opportunité pour les matériaux III-V, en particulier ceux à base de nitrure de gallium (GaN) qui offrent un très grand gap (3.4 eV) et une très bonne mobilité grâce au 2DEG (1500-2000 cm[indice supérieur 2]/V.s) [Touati, 2007]. Bien que ce soient les composants actifs (transistors) qui définissent les performances d'un circuit, les composants passifs doivent être correctement étudiés afin de ne pas nuire au reste du circuit. Le matériau de base étant fixé : le GaN, il est ici question de développer le procédé de fabrication des dits composants passifs. L'objectif est donc ici de déterminer et d'adapter les procédés de fabrication permettant d'obtenir des composants passifs fonctionnant à hautes fréquences (30-300GHz) dans l'optique de réaliser des circuits MMIC (Monolithic Microwave Integrated Circuit). La durée d'une seule maîtrise ne permettant pas d'étudier une technologie de fabrication dans son ensemble, nous nous focaliserons sur une série restreinte d'étapes de fabrication. Les dites étapes seront la fabrication et la caractérisation de résistances à base de NiCr (Nickel-Chrome), l'étude de la gravure de diélectriques (SiO2, Si3N4) ainsi que la réalisation et la caractérisation de capacités et d'inductances. Pour ce qui est des résultats attendus, la littérature montre qu'on est déjà capables de fabriquer des composants passifs fonctionnant au moins jusqu'à 40GHz. On peut noter par exemple, des capacités MIM (Métal Isolant Métal) allant de 0,5 à 10 pF, des inductances spirales allant de 0,25 à 12 nH, des résistances de plusieurs centaines d'Ohms ou encore des lignes de transmissions de différentes longueurs (quelques micromètres jusqu'à quelques millimètres) [Martin, 2007; Richard, 2009].

Les environnements logiciels distribués sont de plus en plus complexes et difficiles à administrer car ils sont composés d'applications patrimoniales avec des interfaces d'administration spécifiques. De plus, les tâches d'administration menées par un humain sont sujettes à erreur et à un manque de réactivité. Ceci est particulièrement visible sur les architectures moyennement ou grandement distribuées. Pour résoudre ce problème, nous étudions la conception et l'implantation d'un système d'administration autonome. Le principe est d'encapsuler un morceau de logiciel patrimonial dans un composant puis d'administrer l'architecture patrimoniale comme une architecture à composant. Cependant, nous avons observé que les interfaces d'un modèle à composant sont de trop bas niveau et difficiles à utiliser. Nous introduisons donc des formalismes de haut niveau pour spécifier le déploiement et les politiques de reconfiguration. Cette thèse décrit ces contributions qui sont intégrées dans un prototype de système autonome baptisé TUNe.

Les composants logiciels sont des entités logicielles réutilisables promettant une réduction des coûts liés au développement, à la maintenance et à l'évolution d'un logiciel. Actuellement, de nombreuses propositions se réclament du mode de développement par assemblage de composants logiciels. Malgré un vocabulaire parfois commun (composant, port, interface, service, connexion, connecteur), ces propositions sont disparates de par leurs origines, leurs objectifs, leurs concepts ou encore leurs mécanismes. De plus, elles restent difficiles à utiliser en pratique par manque de véritables langages de programmation sémantiquement fondés et concrètement utilisables. Devant tant de profusion, nous nous intéressons, dans cette thèse, aux problématiques suivantes: qu'est-ce qu'un langage à composants? Quels sont les avantages de ces langages? Comment réaliser un langage à composants?<br />Cette thèse propose donc Scl, un langage de programmation à composants permettant de mettre en pratique réellement la programmation par composants (PPC). De par sa conception, Scl se veut être un langage : (i) minimal dans le sens où toutes les abstractions et tous les mécanismes qui lui sont intégrés répondent à un besoin identifié ; (ii) simple car ses abstractions et ses mécanismes sont de haut niveau ; (iii) détaillé car nous avons abordé un ensemble de questions souvent oubliées dans les autres propositions comme l'auto-référence, le passage d'arguments ou le statut des composants de base (collections, entiers, etc) dans un monde unifié ; (iv) dédié à la PPC, car prenant en compte les deux préoccupations que nous jugeons majeures en PPC et qui sous-tendent toute l'étude: le découplage et la non-anticipation. <br />Le coeur de Scl repose principalement sur les concepts de composant, de port, de service, de connecteur et de « code glue » ainsi que sur les mécanismes de liaison de ports et d'invocation de service. La séparation des préoccupations au niveau du code occupe une part importante de l'étude qui établit un lien entre la programmation par composants et la programmation par aspects (PPA). Scl propose dans ce cadre une amélioration des approches dites « symétriques » de la PPA, via une unification des concepts d'aspect et de composant et via un ensemble de différents types de liaisons de ports qui permettent d'utiliser un même composant de façon standard ou de façon transversale. Scl intègre aussi un mécanisme général permettant d'établir des connexions entre composants basées sur les changements d'états de leurs propriétés sans que leurs programmeurs n'aient à écrire une ligne de code spécifique à cet effet. Deux prototypes de Scl sont également présentés, le premier et le plus abouti est écrit en Smalltalk et le second en Ruby.

La virulence de Bordetella pertussis, agent de la coqueluche, est liée à un arsenal de facteurs de virulence dont l’expression est régulée par le système à deux composants BvgAS. BvgA est le régulateur de réponse et BvgS le capteur du système, qui possède 3 domaines putatifs de perception de signaux. Il s’agit de 2 domaines périplasmiques « Venus FlyTrap » (VFT), reliés par un segment transmembranaire à un domaine PAS (Per-ARNT-Sim) cytoplasmique qui fait la jonction avec l’histidine-kinase. Les signaux perçus par ces domaines capteurs sont inconnus, mais une température de 37°C est suffisante pour maintenir le système actif en laboratoire. Cette activité peut être modulée négativement par des composés chimiques, comme le MgSO4 ou le nicotinate, qui à concentrations suffisantes entraînent le passage de la bactérie en phase avirulente.Nous nous sommes intéressés aux domaines VFT de BvgS. Ces domaines, ubiquitaires, sont composés de 2 lobes reliés par une charnière délimitant une cavité qui permet la fixation d’un ligand spécifique stabilisant le VFT sous une forme fermée.Les domaines VFT de BvgS ont pu être cristallisés et s’organisent en un dimère entrelacé définissant de larges interfaces entre les 4 VFTs. Les VFT2 sont fermés sans ligand et les VFT1 ouverts, et la fermeture artificielle de ces domaines par des ponts disulfure a montré qu’il s’agit de la conformation active de BvgS. L’importance des interfaces entre les domaines VFT pour la fonction de BvgS a été démontrée par mutagenèse dirigée. Un signal positif proviendrait du périplasme pour être transmis à travers la membrane par les interfaces entre les VFT et intégré via un couplage fonctionnel en trans entre ces domaines et les hélices pré-membranaires, dites H19.Ces hélices se prolongeraient à travers la membrane et dans le cytoplasme jusqu’au domaine PAS. Les domaines PAS sont ubiquitaires, avec une structure fortement conservée en feuillet  à 5 brins recouvert d’hélices  délimitant une cavité. Ils sont impliqués dans diverses fonctions biologiques, selon leur capacité de liaison d’un ligand. Certains domaines PAS fonctionneraient sans ligand et pourraient servir d’adaptateurs ou d’amplificateurs de signal.Nous avons pu mettre en évidence la capacité de dimérisation de PASBvg, confirmant la nature dimérique du capteur BvgS. Des substitutions de résidus de la cavité de PASBvg indiqueraient que l’intégrité de la cavité de PASBvg est nécessaire au passage de signaux positifs et négatifs provenant du périplasme. La fixation de ligand dans la cavité n’a pu être démontrée mais n’est pas exclue. D’autre part, certains résidus sont nécessaires au couplage du domaine PAS avec ses hélices flanquantes pour la transmission de signal. La perte de ces interactions déstabilise significativement PASBvg et rend BvgS inactif.Un message positif proviendrait du périplasme et serait maintenu par le domaine PAS, dans une conformation rigide, permettant aussi la transmission des signaux modulateurs. / Virulence of Bordetella pertussis, the whooping cough agent, is due to a plethora of virulence factors which expression is regulated by the two-component system BvgAS. BvgA is a classical response regulator and BvgS the sensor. BvgS contains 3 putative sensor domains, 2 periplasmic Venus FlyTrap (VFT), linked through a transmembrane segment to a cytoplasmic PAS domain preceding the histidine-kinase. Signals perceived by those sensor domains are still unknown, but a 37°C temperature is sufficient to maintain the system active under laboratory conditions. This activity can be down-modulated by chemical compounds, such as MgSO4 or nicotinate, which at sufficient concentration allows the bacteria to switch to avirulent phase.We investigated the role of BvgS VFT domains. VFTs are ubiquitous domains composed of 2 lobes linked by a hinge hence forming a cleft where a specific ligand can bind and stabilize the VFT in its closed conformation.BvgS VFT domains were crystalized and form an intricate dimer defining large interfaces between the 4 VFTs. VFT2s are closed without a ligand and VFT1s are opened, artificial closure of these domains via a disulfide bond indicates that this is the active conformation of BvgS. The role of the interfaces was probed by site-directed mutagenesis. A positive signal might originate from the periplasm to be transmitted through the membrane by the interfaces and integrated by a functional coupling between the VFT2s and the helices preceding the membrane, H19.These helices should be continued through the membrane and the cytoplasm to the PAS domain. Pas domains are ubiquitous with a highly conserved structure, a 5 stranded sheet surrounded by  helices defining a cavity. Pas domains are involved in a wide variety of physiological processes, depending on their ability to bind a ligand. Some PAS might function without a ligand and could then be signal adaptors or amplifiers.We demonstrated PASBvg was dimeric, confirming the dimeric nature of BvgS. Cavity residues were substituted indicating that integrity of the cavity is necessary to maintain activity and modulation capacity coming from the periplasmic moiety. Ligand binding wasn’t demonstrated but couldn’t be excluded. Some residues are needed for the correct coupling of the PAS domain to its flanking helices and hence signal transmission. Loss of these connections generates a strong destabilization of PASBvg and turns BvgS inactive.A positive signal might come from the periplasmic moiety and shoul be maintaines by the PAS domain, which is in a rigid conformation also allowing the transmission of negative signals.

L'ingénierie des logiciels à base de composants, produisant du logiciel en assemblant des composants sur « étagère » et « prêts-a-l’usage », promet la réduction des coûts au cours du développement, la maintenance et l'évolution d'un logiciel. La période récente a vu la production d'un ensemble très important de nouveaux résultats dans ce domaine. Comme le terme «composant» a un sens assez général, cet ensemble englobe de nombreuses recherches ayant des objectifs différents et offrant divers types d'abstractions et mécanismes. Cependant, une idée générale communément admise consiste a modéliser les logiciels avec des composants organisés en architectures, puis générer du code a partir de ces descriptions abstraites. Ceci est une bonne idée, mais la question qui se pose consiste a savoir quel langage est le meilleur candidat pour le code généré. Dans la pratique actuelle, la phase de conception se déroule dans le monde des composants alors que la phase de programmation se produit dans le monde des objets. Il semble aussi que les langages et technologies utilisés dans le développement a base de composants ne sont que partiellement à base de composants.Notre première revendication consiste à dire qu'il est important d'utiliser les langages à composants pour écrire du code exécutable, simplement parce que les artefacts à base de composants d'origine (comme, les besoins ou les architectures) ne disparaissent pas au moment de l'exécution, rendant les programmes plus compréhensibles et réversibles. En faisant cela, il est alors possible d'imaginer que la conception (modélisation) et la programmation peuvent être effectuées au même niveau conceptuel et pourquoi pas en utilisant le même langage. Généralement, les objets sont presque toujours choisis pour implémenter les conceptions à base de composants. Par ailleurs, il est vrai que c'est sans surprise les objets qui sont utilisés pour implémenter des conceptions à base de composants ; un objet étant certainement l'entité exécutable la plus proche d'un composant tel que c'est compris aujourd'hui. Par contre, ils sont proches mais il ne sont pas exactement les mêmes. Notre deuxième revendication est qu'il est possible d'atteindre des langages de programmation par composants en apportant des modifications souples aux langages à objets.Suivant ces idées, nous présentons dans cette thèse un exemple d'un nouveau langage pur de modélisation et de programmation par composants, nommé Compo intégrant d'une manière simple et uniforme, les concepts de base pour la description et l'implémentation des composants et des architectures à composants: composants, ports, services et connexions, et les mécanismes nécessaires suivants: l'instanciation, l'invocation de service, la composition et la substitution. Nous soutenons également que la description des composants, leurs architectures (structures) et leurs services (comportement) gagneraient (comme le font les descriptions d'objets) à utiliser des descriptions différentielles qui se basent sur un mécanisme d'héritage. En conséquence, nous proposons une spécification et une implémentation d'un système d'héritage en prenant en compte une politique de spécialisation covariante et un mécanisme de substitution dédié. Nous affirmons enfin que faire un tel langage totalement réflexif ouvrira une nouvelle alternative intéressante (dans le contexte des composants) pour n'importe quel genre de modèle ou de programme de vérification ou de transformation d'architecture. Nous revisitons quelques solutions standards pour obtenir une réification à composants originale pour construire un méta-modèle exécutable conçu sur l'idée du «tout est un composant». Une implémentation complète du prototype du langage Compo a été réalisée et est décrite dans cette thèse. / Component-based Software Engineering (CBSE), to produce software by connecting of the shelf ready-to-use components, promises costs reduction during the development, the maintenance and the evolution of a software.The recent period has seen the production of a very important set of new results in this field.As the term "component" is very general, it encompasses many researches having different objectives and offering various kind of abstractions and mechanisms.However one main overall accepted idea is to model software with components organized into architectures and to generate code from such abstract descriptions.This is a good idea but the question arise to know which languages are good candidate for the generated code.In the current practice the design phase happens in the component world and the programming phase occurs in the object-oriented world.It appears that languages and technologies used to achieve component-based development are only partially component-based.Our first claim is that to use component-based languages to write the executable code is primarily important just because the original component-based designs (eg requirements, architectures) do not vanish at run-time, making programs more understandable and reversible. By doing this, it is then possible to imagine that design (modeling) and programming can be done at the same conceptual level and why not using the same language.Usually, objects are most always chosen to implements component-based designs.It is true that an object is certainly the existing executable thing the closest to a component as they are understood today; close but not exactly the same.Our second claim is then that it is possible to achieve component-programming languages by smoothly modifying object-oriented ones.Following these ideas, we present in this thesis an example of a new pure component-based programming and modeling language, named Compo incorporating, in a simple and uniform way, core concepts and mechanisms necessary for the description and implementation of components and of component-based architectures: component, port, service, connection and the following mechanisms: instantiation, service invocation, composition and substitution.We also claim that describing components, their architectures (structures) and their services (behavior) would benefit (as objects descriptions do) from an inheritance-based differential description.In consequence we propose a specification and implementation of an inheritance system taking requirements into account on a covariant specialization policy base and with a corresponding dedicated substitution mechanism.We finally claim that making such a language fully reflective will open an interesting new alternative (in the component's context) for any king of model or program checking or transformation.We revisit some standard solutions to achieve an original component-oriented reification of concepts to build up an executable meta-model designed on the idea of "everything is a component".A complete prototype implementation of the Compo language has been achieved and is described in this thesis.

La maîtrise de la température des composants à forte dissipation, notamment dans les systèmes électroniques nomades, constitue un verrou à leurs développements. Que ce soit pour l'électronique de puissance ou les calculateurs, les densités de puissance requièrent l'utilisation de systèmes de refroidissement de plus en plus performants, en particulier dans le cas des microprocesseurs qui associent miniaturisation et augmentation des fréquences d'horloge. Les conséquences sont multiples, limitation des performances, augmentation de la consommation et du taux de défaillance. C'est dans ce contexte que le projet CANOPEE, réunissant un consortium de partenaire industriel et académique, propose de développer et démontrer les avantages d'une solution technologique active récemment brevetée et appelée OnduloTrans. Elle consiste en un dispositif échangeur-pompe, permettant à la fois d'obtenir un excellent transfert thermique et d'assurer le pompage du fluide caloporteur. OnduloTrans est une solution active de refroidissement basée sur la déformation dynamique d'une paroi d'un canal. Le dispositif est fixé directement à l'aplomb du composant à refroidir. Le canal est déformé suivant une onde progressive pour créer un pompage péristaltique. L'intensification des transferts est obtenue lorsque les variations dynamiques des dimensions du canal viennent perturber la couche limite à l'interface conduction/convection. Le travail de la thèse consiste à concevoir et développer une solution d'actionnement intégrée permettant de mouvoir la paroi souple. Il s'accompagnera d'essais concrets témoignant des performances thermiques de cette solution. L'actionnement mis en oeuvre doit respecter les contraintes hydrauliques et thermiques de l'application embarquée visée, tout particulièrement le faible encombrement et une consommation électrique minimale. La difficulté réside dans les critères antagonistes que sont la production d'une onde progressive de grande amplitude dans un milieu aux dimensions centimétriques. Le manuscrit s'articule en trois parties. Dans un premier temps les solutions d'actionnement envisageables seront explorées. Pour ce faire, la solution OnduloTrans est d'abord décrite. Un état de l'art des solutions de conversion électromécanique, puis des micropompes péristaltiques est entrepris. Les phénomènes hydrauliques propres au micropompage péristaltique sont abordés pour cerner la problématique du développement de l'actionnement. Ensuite les deux chapitres suivants détaillent l'étude de deux solutions piézoélectriques distinctes. Une première solution piézoélectrique à onde discrète est développée dans le second chapitre. Elle consiste en une répartition d'actionneurs flextensionnels le long de la paroi souple. Une méthodologie de prédimensionnement basée sur des modèles mécaniques simples est présentée. L'onde progressive créée étant très particulière, une méthode analytique de calcul du débit, validée par simulations numériques, permet d'étudier l'influence de la commande des actionneurs. Un prototype est finalement réalisé avec l'aide des partenaires. De nombreux essais sont ensuite réalisés afin de valider les différentes hypothèses et déterminer les premières performances hydrauliques et thermiques du dispositif. Le troisième chapitre aborde une solution à onde progressive continue et actionnement intégré à la membrane. Le but est ici de prouver le concept de pompage péristaltique par flexion contrôlée d'une plaque intégrant une couche piézoélectrique. Un modèle de dimensionnement 1D constitué de tronçons piézoélectriques répartis à la surface est tout d'abord présenté. La répartition des segments piézoélectriques fait ensuite l'objet d'une étude paramétrique afin de définir judicieusement leur disposition, ceci en vue de maximiser le débit théorique. Cette étude paramétrique est finalement couplée à une optimisation des commandes électriques, évaluée par les résultats d'un prototype.

Ce travail porte sur la conception et la réalisation de photodiodes UTC en GaInAs/InP pour la détection de fortes puissances optiques jusqu'à 20 GHz. La solution choisie est une photodiode à éclairage par la face arrière compatible avec un report flip-chip sur des lignes hyperfréquences. La première partie de cette étude consacrée à l'optimisation simultanée de la bande passante et de la responsivité a mis en avant l'importance de la conception de l'absorbant et du collecteur. En particulier, l'introduction d'un champ électrique statique dans l'absorbant grâce à un graduel de dopage est essentielle pour atteindre simultanément une responsivité élevée (0,8 A/W à l,55 µm) et une large bande passante = 20 GHz sous fort photocourant). Dans un second temps, l'analyse des mécanismes de saturation a permis de dégager les principaux axes d'optimisation sous forte puissance: la réduction de la dépolarisation de la jonction, l'atténuation des effets de charge d'espace et l'amélioration de la dissipation thermique. Ainsi, une nouvelle structure de collecteur à dopage non uniforme est proposée. Elle permet de repousser les limites de saturation de la photodiode et permet d'atteindre des courants = 100 mA à 20 GHz, au meilleur niveau de l'état de l'art. Enfin, une étude théorique et expérimentale de la linéarité des photodiodes UTC de puissance est présentée. Les photodiodes développées montrent une excellente linéarité atteignant des points d'interception d'ordre 3 (IP3) de 35 dBm à 20 GHz faisant de ces composants de très bons candidats pour les liaisons optiques/hyperfréquences à large dynamique. / This work focuses on the design and fabrication of GaInAs/InP Uni-Traveling-Carrier (UTC) Photodiodes (PDs) for high optical power detection up to 20 GHz. The selected solution consists of a back-side ilIuminated PD compatible with flip-chip mounting on microwave transmission lines. The first section of this study is dedicated to the optimisation of both bandwidth and responsivity, simultaneously. It demonstrates how important the design of absorption and collection layers is. ln particular, the introduction of a static electric field in the absorption layer, owing to a graduaI doping, is essential to achieve, simultaneously, a high responsivity (0.8 A/W at 1.55 µm) and a large bandwidth (= 20 GHz under high photocurrent). Secondly, the saturation mechanisms in a UTC structure are analysed. Reducing the junction bias variation, mitigating the space charge effects and enhancing the heat power dissipation are demonstrated to be the main axes for design optimization under high power. Therefore, a new design of a non-uniformly doped collector is proposed. It reduces saturation limitations and leads to state-of-the-art saturation current =100 mA at 20 GHz. FinaIly, a theoretical and experimental study of high power UTC-PDs linearity is presented. The developed PDs show a high linearity and achieve third order intercept points (IP3) op to 35 dBm at 20 GHz, which makes them good candidates for analog photonic links that need a high dynamic range.

Ce mémoire s'inscrit dans le domaine de l'ingénierie des méthodes et plus spécialement dans celui de l'ingénierie des méthodes situationnelles. Il propose une technique de construction de méthodes, dite d'Extension, permettant d'adapter une méthode d'analyse existante aux besoins spécifiques du projet en cours. L'approche proposée met en œuvre les trois points suivants : Une technique de représentation de la connaissance sous forme de patrons décrits par différents langages de description et de manipulation. Une technique d'organisation des patrons à l'aide de cartes d'extension facilitant le guidage lors de la réutilisation de patrons. Ces cartes sont des modèles de processus exécutables permettant d'étendre une méthode orientée objet à un domaine d'application spécifique. Elles permettent de gérer la cohérence de la méthode en prenant en compte les contraintes de précédence associées à chaque patron d'extension. Une technique de conception à l'aide de méta-patrons génériques permettant de faciliter le travail de l'ingénieur de méthodes lors de la conception d'une carte d'extension. Ces méta-patrons ont été générés suite à l'inventaire de toutes les stratégies possibles pouvant se trouver sur une carte d'extension et toute la connaissance relative à chacune d'entre elles est encapsulée dans un méta-patron spécifique. Cette approche permet donc d'offrir à l'ingénieur de méthodes un processus de guidage, tant au niveau de l'exécution des patrons d'extension (carte) qu'au niveau de leur conception (méta-patron).

De nombreux outils ont été développés pour faire évoluer au cours du temps une application et/ou sa plate-forme d'exécution en fonction de l'apparition de nouveaux besoins. Dans le cadre de Java, ils se présentent souvent sous la forme de nouveaux compilateurs manipulant un langage Java enrichi, de chargeurs de classes évolués qui modifient le code compilé de l'application afin d'ajouter à celle-ci de nouvelles propriétés, ou encore de machines virtuelles spécialisées. Cependant ces différents outils sont diffcilement combinables entre eux et/ou réutilisables en dehors de leur contexte. C'est pourquoi nous proposons, dans le cadre de Java, une machine virtuelle ouverte et entièrement écrite en Java pour conserver la portabilité, capable d'évoluer au cours du temps. Elle dispose d'une architecture à composants qui s'inspire le plus fidèlement possible de la spécification de Sun Microsystems. Un composant de Corosol est une abstraction des unités fonctionnelles d'une machine virtuelle (comme le chargeur de classes ou les fils d'exécution), mais aussi des unités de stockage (comme le tas ou la pile d'exécution) et de tous les mécanismes internes liés à l'exécution (comme la résolution dynamique de méthodes). L'architecture de Corosol est décrite par des interfaces, qui spécifient les services des composants mais aussi comment ils s'intègrent dans Corosol et communiquent entre eux. Une implantation par défaut est fournie pour chaque composant. L'implantation de chaque composant peut être choisie avant le démarrage de Corosol par simple paramétrage. Cependant, l'originalité principale de notre machine virtuelle est une puissante interface d'introspection. Elle permet d'une part à l'application de consulter à tout instant les caractéristiques de sa plate-forme d'exécution afin de pouvoir s'y adapter. D'autre part, elle autorise l'application qui s'exécute à créer des composants pour la machine virtuelle à partir d'objets qui lui sont propres, et à changer les composants existants par les nouveaux, à n'importe quel moment. Notre travail a principalement consisté à définir et implanter cette interface d'introspection.