Le fort niveau de bruit (plus de 100dBA) présent dans une cabine d'hélicoptère est très inconfortable pour l'équipage et les passagers. Le niveau de bruit en cabine est aujourd'hui un critère de vente primordial pour les constructeurs aéronautiques. Bien souvent, et sur la flotte des aéronefs existants, il n'est pas possible de remédier de façon passive aux problèmes de bruit. Dans le cas étudié de l'hélicoptère, les vibrations du support du rotor principal sont contrôlées activement à l'aide d'un ensemble d'actionneurs à empilements piézocéramiques. En effet, c'est l'énergie vibratoire du toit qui est ensuite transmise sous forme d'énergie acoustique en cabine, et donc en bruit inconfortable pour les passagers. Cette énergie vibratoire se propage de la transmission au toit par les supports de transmission. Un actionneur de contrôle à empilement a été développé et validé à cet effet. Cet actionneur se doit d'être à la fois résistant aux efforts de traction subis par la structure en vol et facilement intégrable à la structure existante, tout en remplissant complètement sa fonction dans un système de contrôle actif. Plusieurs modélisations ont été effectuées pour développer cet actionneur, puis validées expérimentalement. La théorie d'un empilement de céramiques piézoélectriques a été étudiée afin d'aboutir à la conception d'un actionneur à empilement précontraignable et vissable sur une structure à contrôler. Le comportement de l'actionneur développé a été étudié dans le cas où il est vissé sur une poutre simple de section rectangulaire pour des cas de flexion et d'extension. Un modèle analytique simplifié de la poutre surmontée de l'actionneur a été developpé puis confronté à un modèle par éléments finis qui prend en compte la géométrie exacte de l'actionneur et utilise une analogie thermoélectrique pour la représentation des potentiels électriques appliqués à l'actionneur. Pour la flexion, ces deux modèles ont été par la suite comparés à des résultats expérimentaux obtenus par vibrométrie laser, et ont permis de les valider. Une optimisation de certains paramètres de l'actionneur a permis de montrer qu'il est possible de tirer les meilleures performances de l'actionneur en respectant certaines conditions. Une simulation de contrôle actif optimal a également été faite pour l'actionneur à empilement en comparaison d'un actionneur collé employé précédemment. L'action passive de l'actionneur à empilement s'est vu que peu influençable sur la structure à contrôler. Un système de quatre actionneurs a finalement été positionné sur le modèle par éléments finis du support réel de la transmission de l'hélicoptère. Une simulation de contrôle optimal a également été possible et a permis de mettre en avant une méthode par superposition des résultats pour contourner les limitations du logiciel d'éléments finis.

La nouvelle suspension des motoneiges Ski-Doo de l'entreprise Bombardier Produits Récréatifs (BRP), la R-motion, présente un amortisst~ur passif dimensionné pour un type spécifique de motoneige. L'objectif est maintenant de concevoir un amortisseur ajustable couvrant la vaste plage de fonctionnement de trois amortisseurs présents sur différents modèles de motoneiges et ainsi permettre à BRP d'avoir un seul amortisseur pour la famille de suspensions R-motion. Pour comprendre les phénomènes internes à l'origine de la force d'amortissement, la modélisation d'un amortisseur de référence a été effectuée en intégrant un nouveau modèle de déflexion de cales dans le modèle d'amortisseur de Talbott. Des essais expérimentaux effectués sur des empilements de cales de l'amortisseur de référenoe ont permis de corréler le modèle développé aux résultats expérimentaux. Par la suite, cette connaissance a été utilisée, pour simuler le comportement d'un prototype d'amortisseur ayant deux valves ajustables fournissant une plage d'amortissement en compression et une autre en détente. Une deuxième phase expérimentale a alors été réalisée. Elle a servi à valider l'architecture en série utilisée pour placer les valves dans le prototype, puis elle a permis de trouver la meilleure configuration de valves ajustables en compression et en détente pour répondre au cahier des charges.

Depuis 1965, la loi de Moore, loi de doublement du nombre de transistors dans une puce tous les deux ans, n’a jamais été contredite. II faut attendre septembre 2007 pour que son inventeur lui-même, Gordon Moore, ne la considère plus valide et estime sa fin dans les dix à quinze ans à venir. Le problème des limites physiques de la technologie CMOS actuelle est alors aujourd’hui posé : jusqu’où la miniaturisation peut-elle continuer? Combien d'atomes faut-il pour faire un transistor fonctionnel ? Y a-t-il d'autres matériaux que les semiconducteurs qui permettraient d'aller au delà des limites physiques, ou encore d'autres moyens de coder l'information de façon plus efficace? La technologie des transistors à un électron (SET, Single Electron Transistor) est une des solutions possible et semble très prometteuse. Bien souvent cantonné à un fonctionnement bien en dessous de la température ambiante, les premiers SETs métalliques démontrant un caractère typique de blocage de Coulomb à des températures dépassant 130 °C sont une des premières réussites du projet "SEDIMOS" ici à l'Université de Sherbrooke. Véritable couteau-suisse, le SET présente des caractéristiques électriques qui vont au delà de la technologie CMOS actuelle tout en pouvant copier cette dernière sans grande difficulté. Dans un circuit, il faut cependant lui adressé [i.e. adresser] certains problèmes tel [i.e. tels] qu’un faible courant de commande, un faible gain en tension et un délai important. Mais tous ces aléas peuvent être cependant contournés ou réduits par une conception adaptée de ces circuits. Cependant, il existe une difficulté à fabriquer de multiples SETs ayant des caractéristiques électriques similaires. En outre, les circuits peuvent exiger des SETs avec un haut niveau de performance. Souhaitant repousser les limites actuelles de la logique SET, le but de cette maîtrise est de réaliser un inverseur SET développant principalement les deux caractéristiques critiques mentionnées dans le paragraphe précédent. Sous un travail à température ambiante, voir supérieur, l'inverseur devra développer un gain en tension supérieur à l'unité. Les SET métalliques présentés dans ce travail sont fabriqués sur un substrat de silicium oxydé par oxydation sèche. Le procédé de fabrication utilisé est cependant compatible avec l'unité de fabrication finale du CMOS, Back End of Line (BEOL). Un coût réduit, un faible bilan thermique, et une amélioration de la densité d'intégration dans le cadre d'une production de masse de circuits hautement intégrés rendent ce procédé de fabrication très attrayant. L'objectif principal de cette maîtrise peut être divisé en 3 parties : (1) L'étude des paramètres électriques tels que les tension, gain, capacité d'attaque et puissance du circuit inverseur SET, (2) l'amélioration des performances de la logique SET grâce à la modification des paramètres physiques des SETs et de l'architecture de leurs circuits et (3) la présentation des résultats de mesures électriques.

Dans cet ouvrage nous étudions les phases du gaz d'électrons bidimensionnel dans la tricouche de graphène en empilement ABC . En partant du modèle des liaisons fortes et en faisant l'approximation du continuum autour des vallées K + , K- , nous obtenons un modèle effectif à deux bandes qui permet de décrire la physique de basse énergie des électrons en champ magnétique dans cette structure. Ce modèle contient trois orbitales dégénérées dans le niveau de Landau N = O. Ce dernier est donc 12N [straight phi] , fois dégénérés en incluant les degrés de liberté de spin et de vallée. En ajoutant l'interaction de Coulomb au système et en considérant seulement les remplissages v = -5, -4, -4, 5 afin d'avoir un système à trois niveaux, nous étudions le diagramme de phase du gaz d'électrons en fonction d'un biais électrique entre les couches externes. Nous trouvons une phase d'onde de densité de charge bidimensionnelle ( ODC2D ) comme état fondamental du système. Cette ODC2D se nomme cristal dans ce mémoire et nous dérivons ses propriétés de transports et ses modes collectifs. Nous discutons également du caractère topologique de ce cristal. Notre étude englobe aussi les phases liquides avec ou sans cohérence orbitale. Nous concluons notre mémoire par l'étude de quelques signatures expérimentales des phases du gaz d'électrons dans la tricouche. [symboles non conformes]

Les multicouches de graphène en empilement rhomboédrique sont considérés comme une phase prometteuse du carbone. Cela est due à la particularité de cette phase de pouvoir exhiber des états à forte corrélation électronique comme le magnétisme ou la supraconductivité à haute température critique. Ce qui est due, a son tour, à l’occurrence d’un état de surface avec une dispersion d’énergie électroniques quasi-nulle à proximité du niveau de Fermi. Malgré que le graphite Bernal soit la forme la plus stable du graphite, des échantillons a trois et quatre couches de graphène en empilement rhomboédrique ont pu être synthétisés. Plus récemment, des flocons d’épaisseur dépassant les 17 couches ont été isolés et provisoirement attribués à des séquences d’empilement rhomboédrique. Cette attribution à été faite via des expériences de spectroscopie Raman sous champ magnétique, bien que l’empreinte Raman des multicouche de graphène en empilement rhomboédrique est actuellement inconnue. Même le cas simple du spectre Raman résonnant à deux phonons (le pic 2D) du graphite Bernal n’est pas totalement compris. Dans ce travail de thèse, nous fournissons une description ab-initio complète du pic Raman 2D dans les systèmes de graphène à trois et quatre couches pour tous les empilements possibles, ainsi que pour le graphite Bernal, rhomboédrique et une alternance de graphite Bernal et rhomboédrique. / Multi-layer graphene with rhombohedral ABC stacking is considered as a promising carbon phase possibly displaying correlated states like magnetism or high-T c superconductivity due to the occurrence of an ultraflat electronic surface band at the Fermi level. Despite Bernal graphite being the most stable form of graphite, three and four layers graphene samples with rhombohedral stacking can be synthesized. Recently, flakes of thickness up to 17 layers were tentatively attributed ABC sequences although the Raman fingerprint of rhombohedral multilayer graphene is currently unknown and the 2D two-phonon resonant Raman spectrum of Bernal graphite not completely theoretically understood. Here we provide a complete first principles description of the 2D Raman peak in three and four layer graphene for all possible stackings, as well as for bulk Bernal, rhombohedral and an alternation of Bernal and rhombohedral graphite, that can be seen as a periodic sequence of ABA and ABC trilayers. Calculations for several laser energies are performed and we give practical prescriptions are proposed to identify long range sequences of ABC multi-layer graphene flakes.

Les études de physique conduites à l'echelle du TEV, comme la recherche du boson de Higgs et de nouvelles particules, par exemple dans le cadre du modèle de super-symétrie, ou encore les études du quark top, succitent un interêt croissant maintenant que cette échelle est accessible. Dans ces analyses, il est souvent nécessaire d'identifier les jets issues de quark b de ceux provenant de quarks légers, de gluons ou d'autres types de bruit de fond. Par exemple, dans le cadre de la recherche du boson de Higgs leger, le Higgs est attendu de se désintégrer principalement en bb^_ les études de canaux impliquant la e e b; e production de quark top ont souvent des jets de quarks b dans leurs état finaux et du fait de la désintégration dominante du quark top en bW ; dans beaucoup d'analyse, les processus impliquant un quark top sont un bruit de fond et l'identification des jets de b fournie un excellent moyen, appelé b-jet veto, de les rejeter. Cette identification des jets de b est appellé b-tagging. Les études effectuées dans l'expérience ATLAS sur les performances du b-tagging, sa mise en route et son optimisation, sont présentées et developées dans cette thèse. / Physics studies at the TeV scale, such as searches for Higgs and new particles, for example from super-symmetry, as well as top quark studies are drawing special interest in experimental particle physics now that this scale is reachable. In these analyses, it is often necessary to identify jets from b quark out of jets from light quarks or gluons and other backgrounds. For exam- ple, in the low mass Higgs boson search, the Higgs is expected to dominantly decays into bb^_, studies involving top quark production have always b-jets in b; their final states due to dominant top decay into bW; for many analysis, top processes are a background and the b jets identification provides an excellent method to reject them using a so-called b jet veto. This b jets identification is called b-tagging. The studies done, within the ATLAS experiment, on the b-tagging performances, its commissioning and optimization, are presented and developed in this thesis.

Nous présentons dans ce mémoire une étude sur l'influence de la texture de la couche organique sur le transport des porteurs. Pour mesurer la mobilité des porteurs, deux techniques ont été mises en place : le temps de vol et la réalisation de transistors à effet de champ. La première partie de ce mémoire est consacrée au fluorène. La synthèse d'un copolymère fluorène-fluorénone a permis d'améliorer l'empilement p-p, et donc la formation d'excimères. Cela nous a permis de comprendre l'origine du décalage vers le jaune de la luminescence du fluorène, mais aussi d'obtenir un nouveau composé présentant de très bonnes propriétés de luminescence dans le jaune. Une analogie avec les poly(alkylthiophènes) nous a permis de comprendre les limitations du transport dans les polymères de la famille du fluorène. Nous avons finalement étudié la relation texture-transport dans deux familles dérivées du thiophène : des copolymères thiophène-bipyridine et des fractions solubles de gels de polythiophène.

Dans ce travail, nous nous sommes intéressés à l'étude asymptotique d'objets combinatoires aléatoires. Deux thèmes ont particulièrement retenu notre attention : les cartes planaires aléatoires et les modèles combinatoires liés à la théorie des fragmentations. La théorie mathématique des cartes planaires aléatoires est née à l'aube de notre millénaire avec les travaux pionniers de Benjamini & Schramm, Angel & Schramm et Chassaing & Schaeffer. Elle a ensuite beaucoup progressé, mais à l'heure où ces lignes sont écrites, de nombreux problèmes fondamentaux restent ouverts. Résumons en quelques mots clés nos principales contributions dans le domaine : l'introduction et l'étude du cactus brownien (avec J.F. Le Gall et G. Miermont), l'étude de la quadrangulation infinie uniforme vue de l'infini (avec L. Ménard et G. Miermont), ainsi que des travaux plus théoriques sur les graphes aléatoires stationnaires d'une part et les graphes empilables dans $\R^d$ d'autre part (avec I. Benjamini). La théorie des fragmentations est beaucoup plus ancienne et remonte à des travaux de Kolmogorov (1941) et de Filippov (1961). Elle est maintenant bien développée (voir par exemple l'excellent livre de J. Bertoin), et nous ne nous sommes pas focalisés sur cette théorie mais plutôt sur ses applications à des modèles combinatoires. Elle s'avère en effet très utile pour étudier différents modèles de triangulations récursives du disque (travail effectué avec J.F. Le Gall) et les recherches partielles dans les quadtrees (travail effectué avec A. Joseph).

Dans ce travail, nous nous sommes intéressés à l'étude asymptotique d'objets combinatoires aléatoires. Deux thèmes ont particulièrement retenu notre attention : les cartes planaires aléatoires et les modèles combinatoires liés à la théorie des fragmentations. La théorie mathématique des cartes planaires aléatoires est née à l'aube de notre millénaire avec les travaux pionniers de Benjamini & Schramm, Angel & Schramm et Chassaing & Schaeffer. Elle a ensuite beaucoup progressé, mais à l'heure où ces lignes sont écrites, de nombreux problèmes fondamentaux restent ouverts. Résumons en quelques mots clés nos principales contributions dans le domaine : l'introduction et l'étude du cactus brownien (avec J.F. Le Gall et G. Miermont), l'étude de la quadrangulation infinie uniforme vue de l'infini (avec L. Ménard et G. Miermont), ainsi que des travaux plus théoriques sur les graphes aléatoires stationnaires d'une part et les graphes empilables dans $\R^d$ d'autre part (avec I. Benjamini). La théorie des fragmentations est beaucoup plus ancienne et remonte à des travaux de Kolmogorov (1941) et de Filippov (1961). Elle est maintenant bien développée (voir par exemple l'excellent livre de J. Bertoin), et nous ne nous sommes pas focalisés sur cette théorie mais plutôt sur ses applications à des modèles combinatoires. Elle s'avère en effet très utile pour étudier différents modèles de triangulations récursives du disque (travail effectué avec J.F. Le Gall) et les recherches partielles dans les quadtrees (travail effectué avec A. Joseph). / The subject of this thesis is the asymptotic study of large random combinatorial objects. This is obviously very broad, and we focused particularly on two themes: random planar maps and their limits, and combinatorial models that are in a way linked to fragmentation theory. The mathematical theory of random planar maps is quite young and was triggered by works of Benjamini & Schramm, Angel & Schramm and Chassaing & Schaeffer. This fascinating field is still growing and fundamental problems remain unsolved. We present some new results in both the scaling limit and local limit theories by introducing and studying the Brownian Cactus (with J.F. Le Gall and G. Miermont), giving a new view point, a view from infinity, at the Uniform Infinite Planar Quadrangulation (UIPQ) and bringing more theoretical contributions on stationary random graphs and sphere packable graphs (with I. Benjamini). Fragmentation theory is much older and can be tracked back to Kolmogorov and Filippov. Our goal was not to give a new abstract contribution to this well-developed theory (see the beautiful book of J. Bertoin) but rather to apply it to random combinatorial objects. Indeed, fragmentation theory turned out to be useful in the study of the so-called random recursive triangulations of the disk (joint work with J.F. Le Gall) and partial match queries in random quadtrees (joint work with A. Joseph).

Ce mémoire de thèse synthétise trois années de recherches dédiées à l'étude numérique et théorique de la compression à haute densité de poudres métalliques. Des diérentes phases qu'intègrent la métallurgie des poudres, la phase de compression à froid de la poudre est l'une des phases les plus sensibles de ce procédé de fabrication, car elle influence les propriétés mécaniques de la pièce finale. Il est donc nécessaire de mettre en place une approche numérique qui permet de contrôler et d'optimiser la compression de poudre jusqu'à de fortes valeurs de compacité (compacité supérieure à 0:9). Pour cela, nous proposons de reproduire par la méthode des éléments discrets le comportement de la poudre observé expérimentalement sous diérents types de chargement. A ce jour, les simulations via cette méthode sont limitées à une valeur de compacité ne dépassant pas 0:85. Pour dépasser ces limitations, nous présentons un modèle de contact implémenté dans un code éléments discrets libre (Yade). Ce nouveau modèle de contact est développé sur la base de la loi de contact normal qui intègre le terme de densité locale des particules dans son expression, afin de prendre en compte l'incompressibilité des grains se produisant à des valeurs de compacité supérieures à 0:85. Dans le but de procéder à des simulations plus réalistes, un nouvel algorithme géométrique de génération d'empilements de sphères polydisperses est développé. Ce nouvel outil numérique est capable de générer très rapidement de grands assemblages de sphères en contact tout en contrôlant diérents paramètres comme la distribution de la compacité, la taille minimale et maximale des sphères. Avec le modèle de contact capable de reproduire l'interaction entre les grains et la création d'un algorithme pouvant générer des assemblages de sphères similaires à un tas de poudres, nous procédons à des simulations de compression isostatique et en matrice pour diérents types de poudres (cuivre, aluminium, fer). Les résultats obtenus sont directement comparés à ceux issus des simulations éléments finis multi-particules et de l'expérience. Ces comparaisons permettent ainsi de valider et de tester la robustesse du modèle de contact développé. Pour finir, nous investiguons sur la base de nos divers développements validés, l'évolution d'une poudre d'aluminium avec un gradient de compacité au cours d'une compression en matrice.