Ce travail de thèse porte sur l’étude de deux éléments au cœur d’un système de nanopositionnement et de micromanipulation : a) un capteur interférométrique intégré sur puce ; ses caractéristiques, particularités et potentiels sont étudiés en détails ; b) un élément utilisable en capteur et actionneur : un polymère électro-actif à flexions.L'interféromètre PicoMove est le résultat de l'étroite collaboration entre LISV et l’entreprise TeemPhotonics. Cet interféromètre, qui fonctionne dans le domaine de l'infrarouge moyen (1,55 µm) est basé sur la technologie des guides d'ondes optique lui offrant une plus grande robustesse vis-à-vis de l'environnement extérieur. son architecture est basée sur une structure Michelson-Young modifiée. Des expérimentations ont été mises en œuvre pour caractériser ses performances. Il a été démontré une résolution sub-nanométrique et un très faible niveau de bruit. Une densité spectrale de puissance de 100 fm/√Hz a été atteinte en condition statique.En outre, sa robustesse aux conditions environnementales est démontrée, et ses sources d’erreurs et spécificités métrologiques sont discutées au travers d’une application sur un étage de nanopositionnement, fonctionnant avec un moteur à bobine mobile et un guidage flexible.Le second point de cette thèse concerne l’étude des propriétés électro-mécaniques d'un polymère électro-actif ionique (IEAP) en configuration poutre encastrée. Il est capable de fonctionner en mode actionneur et en mode capteur. Pour la partie actionneur, sa raideur et fréquence propre sont déterminées. Pour la partie capteur, sa bande passante, sa résolution et sa fonction de transfert sont étudiées expérimentalement.Les capacités micrométriques de ce polymère en mode actionneur et en mode capteur sont démontrées et discutées. / This work concerns the study of two elements of a system of nanopositioning and micromanipulation: a) integrated on-chip interferometric sensor; its characteristics, peculiarities and potential are studied in detail; b) an element usable in sensor and actuator mode: an electro-active flexural polymer.The PicoMove interferometer is the result of the collaboration between LISV and the company TeemPhotonics. This interferometer, which operates in the mid-infrared range (1.55 μm), is based on optical guide technology that gives a high degree of robustness to the external environment. Its architecture is based on a modified Michelson-Young structure. Experiments have been implemented to characterize its performance. It has been demonstrated nanometric resolution and very low noise level. A spectral power density of 100 fm/√Hz was reached under static conditions.In addition, its robustness to the environmental conditions is demonstrated, and the metrological specificities are discussed with details about the specific error sources. It is applied to a nanopositioning stage using mobile coil and flexible guidance.The second point of this PhD work concerns the study of electromechanical properties of an ionic electroactive polymer (IEAP) in a flexible cantilever configuration. It is able to operate in actuator mode and in sensor mode. For the actuator part, its stiffness and its natural frequency are studied. For the sensor part, its bandwidth, resolution and transfer function are experimentally studied.The micrometric capabilities of this polymer in actuator and sensor mode are demonstrated and discussed.

Le concept de la récupération d'énergie se rapporte généralement au processus d'utilisation de l'énergie ambiante, qui est converti, principalement (mais pas exclusivement) en énergie électrique pour faire fonctionner des dispositifs électroniques petites et autonomes. Les tendances récentes à la fois dans l'industrie et au domaine de la recherche ont mis l'accent sur les polymères électro-actifs pour la conversion d'énergie électromécanique. Cet intérêt s'explique par de nombreux avantages tels que la productivité élevée, la grande flexibilité, et la facilité de traitement. Le but de ce travail de recherche est d’explorer la potentialité des polymères électro-actifs pour une application de récupération d’énergie mécanique ambiante. Dans la première partie, une synthèse des composites à base de polyuréthane (PU) et de P(VDF-TrFE-CFE) a été réalisée, suivie d’une caractérisation électrique et mécanique de ces polymères et composites afin d’évaluer leurs paramètres intrinsèques. La seconde partie de ce travail de thèse concerne la caractérisation électromécanique de ces polymères. Un modèle analytique électromécanique est mise en place afin de déterminer finement le comportement physique des polymères électrostrictifs ainsi que les variations de leurs paramètres intrinsèques. Ce modèle analytique est validé par une série de tests à travers un banc d’essai. La dernière partie de ce travail consiste à évaluer les performances électromécaniques des polymères électrostrictifs pour la récupération d’énergie mécanique. Deux nouvelles techniques sont testées afin de maximiser la densité d’énergie récupérée. Ainsi qu’une comparaison avec les méthodes classiques a été réalisée. Un excellent potentiel de ces techniques pour la récupération d'énergie a été démontré. Le deuxième point porte sur l’étude de l’efficacité de la conversion électromécanique pour la récupération d’énergie mécanique en utilisant l'analyse spectrale FFT. Il a été montré que cette méthode permet de prévoir le rendement énergétique de nos polymères en accord avec les prédictions théoriques. Le dernier point se focalise sur l’amélioration de cette efficacité de conversion électromécanique en utilisant des électrets de polypropylène cellulaire, afin d’assurer un meilleur rendement énergétique. / The concept of energy harvesting generally relates to the process of using ambient energy, which is converted, primarily (but not exclusively) into electrical energy in order to power small and autonomous electronic devices. Recent trends in both industrial and research fields have focused on electro-active polymers for electromechanical energy conversion. This interest is explained by many advantages such as high productivity, high flexibility, and processability. The purpose of this research work is to explore the potential of electro-active polymers for application of mechanical energy harvesting. At first, a synthesis of the composite based on polyurethane (PU) and P (VDF-TrFE-CFE) was performed, followed by electrical and mechanical characterization of these polymers and composites in order to evaluate their intrinsic parameters. The second part of this thesis concerns electromechanical characterization of these polymers. An electromechanical analytic modeling is detailed in order to determine the physical behavior of electrostrictive polymers and the variations of intrinsic parameters. This modeling is validated by a series of tests using a test bench. The last part of this work consists to evaluate the electromechanical performance of electrostrictive polymers for the mechanical energy harvesting. Two new techniques are tested in order to maximize the density of energy recovered. As well as a comparison against those classic has been performed. Excellent potential of these techniques for energy harvesting has been demonstrated. The second point is about the study of the electromechanical conversion efficiency for scavenging mechanical energy using spectral analysis FFT. It was shown that this method allows predicting the energy efficiency of our polymers, in accordance with the results predicted by the model. The last point focuses on improving the efficiency of electromechanical conversion by using cellular polypropylene electrets to ensure better energy efficiency.