Textile process and textile structures that are suitable for composites are carefully studied and chosen to have weft knitted fabrics. The aim of this research is to knit the carbon and Dyneema® fibres in circular weft knitting to fit contour shapes. Carbon/Dyneema® can also be knitted in warp knitting machines to get properties in multi axial direction. But the fabric was flat and can be used only for 2D shape products which are having less drapabiity. According to previous research, weft knitting is the best suitable for complex preforms. Before knitting these fibres properties were studied in order to avoid the damage to the carbon fibres. The carbon fibres have high bending rigidity, low resistance to friction and are very brittle. A small damage to the carbon fibre in knitting subsequently affect directly on the composite properties. The strongest manmade fibre manufactured till date is Dyneema® and these fibres could be used in composites due to its performance, properties and light weight. But, the Dyneema® fibres are expensive when compared to common polyester, so polyester fibres are used to compare the properties and cost performance ratio. The critical bending of the carbon fibres causes friction between the fibres and also between fibre and machine. This was considered carefully during the knitting of carbon fibres and the idea chosen is mentioned in this thesis. Between the two layers of Dyneema®/polyester, carbon fibres are laid circularly in unidirectional and in un-crimped condition. This makes the carbon yarn to possess good mechanical properties. The 2 layers of Dyneema®/polyester fibres exchange the loops at certain points to increase the inter-laminar strength and decrease the carbon fibre distortion. This structure helps to withstand external load. It is also lighter than the carbon composite with additional properties. This makes much more space in the future for the Dyneema® fibres in the 3D carbon composite manufacturing. The internal carbon fibres are fully covered by the Dyneema® fibres to withstand the external impact load and not to damage the carbon fibres. So the loop length, stitch density, fibre volume fractions are considered before knitting.

Une consommation de fibres alimentaires adéquate semble protéger du risque de développer un diabète de type 2 dont a contrario la prévalence ne cesse de progresser à travers le monde. Parmi les mécanismes d'action pouvant expliquer comment les fibres contribuent à l'homéostasie du glucose et à la sensibilité à l'insuline, l'implication du microbiote intestinal semble aujourd'hui très probable. Cependant il n'est pas toujours aisé de différencier ses effets de ceux pouvant découler d'une réduction de l'indice glycémique voir de ceux induits par des micronutriments parfois associés aux fibres. Les travaux de cette thèse ont permis de confirmer que les fructo-oligosaccharides (FOS), fibres prébiotiques peu visqueuses, peuvent améliorer la sensibilité à l'insuline de différents modèles animaux d'obésité induite par le régime alimentaire. La réduction de la sensibilité à l'insuline induite par le surpoids n'est pas complètement contrebalancée par les FOS mais leurs effets sont visibles même sans perte de poids associée. D'autre part une corrélation directe entre les modifications de la composition et des activités du microbiote intestinale induites par les FOS et le métabolisme de l'hôte a pu être mise en évidence. Au-delà d'une augmentation des bifidobactéries déjà bien documentée, les travaux de cette thèse ont révélé la modulation par les FOS d'autres clusters bactériens plus prépondérants au sein de l'écosystème digestif comme ceux des Clostridium leptum et Clostridium coccoides – Eubacterium rectale. En modulant ces populations, les FOS influencent le métabolisme des acides biliaires et le niveau d'hydroxylation d'acides gras monoinsaturés. / An adequate intake of dietary has proven to protect against the risk to develop type 2 diabetes, for which the prevalence is currently increasing all around the world. Among the different mechanisms that could explain how dietary fibres can contribute to insulin sensitivity and glucose homeostasis, involvement of the gut microbiota seems more than likely. However it is not always possible to differentiate the effects that linked to the microbiota from those induced a reduction of the glycaemic index or those induced by some micronutrients sometimes closely associated to dietary fibres. The experiments conducted during this PhD validate that fructo-oligosaccharides (FOS), poorly viscous prebiotic fibres, can enhance insulin sensitivity if different animal models of diet-induced obesity. Reduction of insulin sensitivity resulting from overweight status is not completely solved by FOS but their effect is not linked to weight loss. Moreover, a direct correlation between the modifications of the composition and activities of the intestinal microbiota triggered by FOS and metabolism of the host has been highlighted. This work reveals that more than a single increase of Bifidobacteria already well documented, FOS can alter other bacterial clusters more predominant within the digestive ecosystem like Clostridium leptum and Clostridium coccoides – Eubacterium rectale. By modulating these populations, FOS will alter the metabolism of biliary acids and the level of monounsaturated fatty acids hydroxylation.

Face à la nécessité de trouver des alternatives aux ressources d’origine fossile et de limiter les impacts environnementaux de l’activité humaine, un important effort de recherche est actuellement en cours pour favoriser et accroître l’utilisation de produits issus de ressources renouvelables, comme les fibres végétales, dans la conception de pièces industrielles. Toutefois, de nombreux verrous scientifiques et technologiques restent encore à lever avant de pouvoir valoriser de façon fiable et durable ces fibres dans un contexte technique exigeant tel que celui du secteur l’automobile. Ainsi, l’amélioration de la qualité de l’interface fibres végétales / matrice polymère est un enjeu de taille car elle constitue une condition permettant de satisfaire les performances mécaniques requises telles que la rigidité, la résistance ou la tenue au choc. Dans ce contexte, l’objectif de la thèse a été le développement de fibres courtes de chanvre à propriétés de surface maitrisées et ciblées. Des solutions de fonctionnalisation de surface applicables par des procédés industrialisables ont été développées dans le but d’incorporer ces fibres dans une matrice polypropylène (PP). Les fibres de chanvre ont ainsi été traitées selon différentes stratégies de fonctionnalisation incluant l’utilisant du polypropylène greffé anhydride maléique (PP-g-MA), d’organosilanes, d’un acide aminé, d’isocyanates et d’un polyuréthane. Deux procédés de traitement à faible impact environnemental ont été comparés : le sprayage direct des fibres par les molécules de fonctionnalisation et l’incorporation de ces molécules par extrusion réactive. Les traitements en extrusion réactive se sont montrés plus efficaces que ceux réalisés par sprayage dans le cas du PP-g-MA. Trois voies de fonctionnalisation se sont avérées pertinentes au regard des propriétés mécaniques visées  : i) l’utilisation de PP-g-MA seul en extrusion réactive ; ii) la fonctionnalisation par sprayage d’un aminosilane ou d’un acide aminé couplée à l’incorporation du PP-g-MA en extrusion réactive. S’appuyant sur le développement de moyens expérimentaux et d’analyses spécifiques, l’étude du comportement au choc des biocomposites a montré que les composites renforcés fibres de chanvre permettent d’absorber d’avantage d’énergie que les composites PP / verre (à taux volumique de renfort identique) pour une longueur de fissuration similaire. Une modélisation par éléments finis du comportement au choc des composites étudiés est également proposée. / Due to the necessity to find alternatives to fossil resources and to reduce the environmental impacts of human activity, a major research effort is currently ongoing in order to develop and increase the use of biobased products from renewable resources, such as natural fibers, in the design of industrial parts. However, many scientific and technological hurdles have yet to be removed so as to promote these products before we can reliably and durably use these fibers in a demanding technical context as in automotive sector. Thus, improving the quality of the interface between natural fibers and polymer matrix is a major challenge, since it constitutes a condition for satisfying the required mechanical performances, such as stiffness, tensile or impact strengths. In this context, the thesis objective was to develop short hemp fibers with controlled and targeted surface properties. Surface-functionalization solutions have been developed, to be used by industrial processes, with the aim of incorporating these fibers in a polypropylene (PP) matrix. Therefore, hemp fibers have been treated according to various functionalization strategies including the use of grafted polypropylene maleic anhydride (PP-g-MA), organosilanes, an amino acid, isocyanates and a polyurethane. Two treatments processes, with low environmental impact, were compared: the direct spraying of functionalization molecules on fibers and reactive extrusion incorporation of these molecules. Reactive extrusion treatments were more efficient than those performed by spraying in the case of PP-g-MA. Three functionalization lanes have been found to be relevant regarding the mechanical properties targeted: i) using PP-g-MA alone in reactive extrusion; ii) spraying-functionalization of an aminosilane or of an amino acid coupled with the incorporation of PP-g-MA into the reactive extrusion. Based on the development of experimental means and specific analyzes, the study of the impact behavior of biocomposites has shown that hemp fiber reinforced composites allow to absorb more energy than PP / glass composites (at identical reinforcing volume rate) for a similar crack length. Also, a finite element modeling of the impact behavior of the studied composites is propounded.

Este trabalho avalia a utilização de fibras e cinzas de bagaço de cana-de-açúcar em compósitos cimentícios extrudados. Visa o estudo da potencialidade do emprego da fibra e cinza do bagaço da cana-de-açúcar na construção civil, o aproveitamento deste produto em matrizes cimentícias representa uma alternativa para diminuição de gastos com locais para deposição do resíduo evitando a degradação do meio ambiente. A cinza de bagaço de cana-de-açúcar apresenta características pozolânicas, além de garantir uma redução do consumo de cimento. Fibras de bagaço de cana-de-açúcar (FBC) foram classificadas por peneiramento, lavadas em água fervente para reduzir o açúcar residual e foi tratado quimicamente com silicato de sódio e sulfato de alumino com finalidade de proteger as fibras contra a agressão do meio alcalino proporcionado pelo cimento, imobilizar a matéria orgânica e reduzir a absorção de água, diminuindo as variações dimensionais e proporcionar melhor qualidade no compósito, tais como durabilidade e evitar o ataque de microorganismo. As cinzas de bagaço de cana-de-açúcar (CBC) foram queimadas com temperatura e tempo controlado para ter um ótimo grau de amorficidade e conseqüentemente maior reatividade. A moagem também foi efetuada a fim de melhorar a reatividade da cinza. Foi realizada uma série de ensaios de caracterização da CBC. A atividade pozolânica foi averiguada por ensaio condutividade elétrica. O desempenho mecânico e físico e na microestrutura dos compósitos de fibrocimento foram avaliados. Os compósitos foram avaliados antes e após ciclos de envelhecimento acelerado. A extrusão foi utilizada na produção de compósitos cimentícios com geometrias diferenciadas e na produção em pequena escala. Os resultados apresentaram que a fervura da FBC reduziu o açúcar residual e o tratamento químico mineralizou as FBC. As CBC apresentaram valores de sílica elevada. Foram produzidos placas com níveis de reforço entre 0,5% e 5,0% de FBC. Compósitos extrudados com 5% de reforço de FBC com 28 dias de cura apresentaram melhores resultados em tenacidade (TE), devido à maior introdução de FBC no compósito, mas não apresentou diferença entre o tratamento químico. Compósitos extrudados com 5% de reforço de FBC tratada após 200 ciclos de envelhecimento apresentaram maior absorção de água (AA) e porosidade aparente (PA). Esse fato se deve a explicado com a maior hidratação do cimento que ocasionou mineralização drástica da FBC e descolagem da fibra na interface fibra e matriz. Compósito extrudado com 5% de FBC tratada com 28 dias e após 200 ciclos com substituição de cimento por 30% de CBC apresentaram diminuição de módulo de ruptura (MOR) e maior absorção de água (AA). A substituição da matriz (agregado) e a maior relação água/cimento da mistura influenciaram neste resultado. Os resultados indicaram que os compósitos extrudados com reforço de fibra de bagaço de cana e 30% de cinza de bagaço de cana, em substituição ao cimento Portland, podem ser utilizados para produzir elementos construtivos. / This study evaluates the use of fibre and ash from sugarcane bagasse in extruded cementitious composites. Aims at studying the potentiality of using fibre and ash from sugarcane bagasse in construction, the use of this product in cementitious matrices represents an alternative to reduce expenses with the waste disposal sites for avoiding environmental degradation. The bagasse ash cane sugar has pozzolanic characteristics and ensures a reduction in cement consumption. Fibres from sugarcane bagasse (FSB) were classified by sieving, washed in boiling water to reduce the residual sugar and has been chemically treated with sodium silicate and aluminum sulphate in order to protect the fibres against the aggression of alkaline provided by the cement, immobilize the organic material and reduce the water absorption, reducing size variations and provide better quality in the composite, such as durability and prevent the attack of microorganisms. The ashes of sugarcane bagasse (ASB) were burned with controlled temperature and time to have a great degree of amorphicity and consequently higher reactivity. The grinding was also performed to improve the reactivity of the ash. We performed a series of tests to characterize the ASB. The pozzolanic activity was determined by electrical conductivity test. The mechanical and physical performance and microstructure of cement composites were evaluated. The composites were evaluated before and after ageing accelerated cycles. Extrusion was used in the production of cementitious composites with different geometries and small scale production. The results showed that boiling FSB reduced the residual sugar and chemically treated to mineralized FSB. The ASB had high amounts of silica. Plates were produced with enhanced levels of between 0.5% and 5.0% of FSB. Composites extruded with 5% of FSB with 28 days of healing showed better results in toughness (TE) due to the increased introduction of FSB in the composite, but no difference between the chemical treatments. Composites extruded with 5% strengthening of FSB treated after 200 ageing accelerated cycles had higher water absorption (AA) and apparent porosity (AP). This fact should be explained with the higher hydration of cement which caused drastic mineralization FSB and off the fibre and fibre-matrix interface. Extruded composite with 5% FBC treated with 28 days and after 200 cycles with replacement of cement by 30% of ASB showed a decrease of modulus of rupture (MOR) and higher water absorption (AA). The substitution matrix (aggregate) and the highest water / cement ratio of the mixture affected this result. The results indicated that the extruded composites reinforced with fibre sugarcane bagasse and 30% ash sugarcane bagasse in Portland cement mortars can be used to produce building elements.

L’utilisation des thermoplastiques renforcés de fibres de verre courtes pour la fabrication de pièces de structure dans l’industrie des transports est croissante pour des applications structurelles en environnements chauds. La conception de telles pièces nécessite le développement d’un outil de dimensionnement en fatigue à hautes températures. La prise en compte de la distribution d’orientation des fibres (DOF), dû au procédé d’injection, hétérogène est essentielle.Ces travaux de thèse, cofinancés par la Direction Générale de l’Armement et la région Poitou-Charentes, proposent une approche complétement intégrée de la simulation du procédé d’injection à la prédiction de durée de vie en fatigue, dans un cadre viscoélastique, de pièces injectées en thermoplastiques renforcés, à 110°C.Différentes étapes jalonnent la structure de l’outil numérique qualifié de « Through Process Modelling » (TPM). A partir de la connaissance de la DOF au sein d’une pièce obtenue par simulation du procédé d’injection, les propriétés effectives anisotropes locales sont estimées par homogénéisation viscoélastique. Les champs mécaniques hétérogènes, associés à différents types/niveaux de chargement et obtenus par simulation éléments finis, sont post-traités pour extraire la grandeur mécanique équivalente en entrée d’un critère de fatigue énergétique fournissant la durée de vie de la pièce pour chacune de ces conditions de chargement.L’identification des paramètres du critère de fatigue, puis la validation de l’ensemble de la méthodologie, s’appuient sur des essais de fatigue en traction uniaxiale à 110°C. Ces essais sont réalisés, en enceinte climatique, sur éprouvettes découpées dans des plaques injectées de PA66GF30 selon différentes orientations par rapport à la direction d’injection, pour 2 rapports de charge (R = 0,1 et R = -1) et à 2Hz.Les prédictions de durées de vie sont très satisfaisantes. L’influence de la qualité de prédiction de la DOF en entrée de la chaîne de calcul sur les résultats est aussi discutée. / The employment of short glass fibres reinforced thermoplastics is increasing in the automotive industry for hot environment applications. The design of components in such conditions and with this type of materials under fatigue loading must be optimized using a fatigue life assessment methodology. The heterogeneous fibres orientation distribution (FOD), due to the injection process should be considered.This work, funded by the Direction Générale de l’Armement et Région Poitou-Charentes, suggests an integrated approach from the injection process simulation to the assessment of the fatigue life at 110°C of injected components in a viscoelastic framework.The methodology here advanced is called “Through Process Modelling” (TPM). From the FOD in the component given by the injection simulation, the anisotropic effective local properties are estimated using viscoelastic homogenisation. The heterogeneous mechanical fields obtained by finite element simulations, for different types/levels of loading, are post-processed in order to get the input equivalent mechanical quantity of an energetic fatigue criterion giving the fatigue life of the component in each of these loading conditions.The identification of the fatigue criterion parameters and the validation of the whole methodology rely on an experimental fatigue database for a PA66GF30. Uniaxial tensile fatigue tests are carried out at 110°C in a climatic chamber, for 2 stress ratios (R = 0,1 and R = -1) and at 2Hz. They are performed for specimens cut out from injected plates with different orientations with respect to the flow direction.The methodology leads to very good predictions. The influence of the prediction of the FOD, input of the calculation chain, on the results is discussed.

Avec les préoccupations environnementales actuelles, la recherche se tourne vers des solutions alternatives à l’utilisation de fibres synthétiques. Les fibres végétales apparaissent comme de bonnes candidates, avec de bonnes propriétés spécifiques. Cependant, leur faible durabilité constitue une problématique majeure, notamment lorsque les composites sont soumis à des sollicitations hygro(hygro)thermiques.L’objectif de cette thèse est donc d’analyser et de comprendre les mécanismes de dégradation au cours de sollicitations hydro-thermo-mécaniques, afin de réaliser un modèle prédictif de la durabilité de ces composites.Pour cela, le procédé de fabrication a été étudié et optimisé afin d’obtenir des composites robustes et répétables. Deux matériaux ont ainsi été fabriqués, différenciés par leurs taux volumiques de fibres, de 37.7 % et 51.1 %.Des campagnes expérimentales avaient pour but la caractérisation du comportement mécanique des matériaux sous différentes sollicitations. Un vieillissement hydrothermique a été étudié via des essais sous chargement monotone et des essais sous chargement cyclique (fatigue) en immersion in situ. Aussi, un vieillissement hygrothermique cyclique a été étudié afin de se rapprocher des conditions de service visées.Ces différentes campagnes expérimentales ont mis en évidence le fait que les composites étudiés présentent une forte chute de propriétés mécaniques en fonction du vieillissement, avec une influence finalement peu significative du taux volumique de fibres sur les propriétés après vieillissement, ce qui permet de questionner l’utilité industrielle d’atteindre ces taux volumiques de fibres.Les propriétés mécaniques élastiques sous chargement monotone après des cycles de sollicitations hygrothermiques sont stables après le premier cycle, ce qui peut être rassurant pour une utilisation de ces matériaux. En revanche, des endommagements semblent s’accumuler jusqu’à environ 4 cycles avant de se stabiliser.Les résultats en fatigue montrent également que la saturation peut améliorer la résistance en fatigue en dessous d’une certaine contrainte maximale appliquée, ce qui est particulièrement intéressant pour l’utilisation industrielle visée.Un modèle a pu être implémenté, intégrant l’évolution des propriétés mécaniques au cours de la diffusion, étudiée sur une surface. Ce modèle a permis non seulement de montrer que le matériau est globalement en compression, ce qui est cohérent avec le gonflement contraint des fibres dans la résine, notamment, mais également de mettre en évidence des développements qui seraient nécessaires afin d’aboutir à un modèle prédictif robuste, dont notamment des couplages forts en intégrant une modification de la diffusion en fonction de l’état de contraintes et de déformations des constituants.De nombreuses perspectives ont été discutées, notamment sur des campagnes expérimentales lors de sollicitations mécaniques multiaxiales ou avec des modes de rupture différents (choc, fluage). De plus, le modèle prédictif n’est pas encore atteint et des développements nécessaires ont été identifiés. / With the current environmental concerns, research turns to alternative solutions to synthetic fibres. Vegetal fibers appears as good candidates, with good mechanical properties. However, their low durability is a major issue, especially when the composites are exposed to hydro(hygro)thermal loadings.The purpore of this thesis is to analyse and understand the degradation mechanisms when hydro-thermo-mechanical loadings are applied, in order to implement a predictive modelisation of the composite durability.The manufacturing process wasstudied and optimised to produce reproducible and strong composites. Two materials were produced. Their only difference is their volumetric fiber contents (37.7 % and 51.1 %).Experimental campaigns were led to characterize the composite mechanical behavior under different loadings. A hydrothermal ageing was studied through monotonic mechanical testing and cyclic mechanical testing (fatigue) with in situ immersion. A hydrothermal ageing was also studied in order to be closer to the aimed service conditions.These differents test campaigns showed an important loss of mechanical properties with the ageing processes. The volumetric fiber contents also showed almost no difference after the hydrothermal ageing. The industrial use of a high fiber content can then be questionned.After the first hygrothermal cycle, the composite mechanical elastic properties were found constant, which is reassuring for an industrial use. However, damages accumulated throughout the first 4 cycles before stabilizing.Fatigue results showed that the saturation can enhance the fatigue resistance below a certain maximal loading, which is very interesting for the aimed industrial use.A surfacic numeric modelisation was implemented with the evolution of the mechanical properties thoughout the diffusion process. This modelisation showed that the composite is mostly in compression, which is expected from the constrained swelling of the fibers within the resin, but also showed some developpement ideas which would be necessary to achieve an accurate predictive modelisation. Among these ideas, strong coupling between the diffusion process and the internal strains/stresses of the components.Numerous perspectives were discussed. Multiaxial loadings or breakage mode with impact or creep tests were mentionned. Moreover, the predictive modelisation that was aimed was not achieved yet, but amelioration axes were identified.

Dans ce travail de thèse on a examiné expérimentalement l’efficacité épuratoire d’un dispositif de filtration, constitué de sable concassé et de nappes de géotextile en fibre de lin, à l’échelle de laboratoire afin d’installer en conditions locales (Agglomération Havraise) un site expérimental en vraie grandeur. Deux types d’essais ont été utilisés : (1) Des essais batch pour quantifier le potentiel de sorption des ions plomb, cuivre et zinc par les étoupes de fibres de lin à partir d'une solution aqueuse. (2) Des essais de filtration de longue durée dans des colonnes en laboratoire remplie de sable concassé avec et sans strates de géotextile en fibres de lin pour étudier l'influence de la présence de géotextiles sur le transfert et la rétention (i) des particules en suspension non polluées (particules de kaolinite) (ii) des métaux lourds solubles dans l'eau (iii) des métaux lourds sous forme particulaire (ions métalliques adsorbés sur les particules de kaolinite en suspension) et métaux lourds et solubles dans l'eau. Les essais de sorption ont montré que l'adsorption des ions métalliques par les fibres de lin est favorable avec une capacité d'adsorption maximale de 9,9 ; 10,7 et 8,4 mg g-1 respectivement pour le cuivre, le plomb et le zinc. Les essais de filtration ont montré que la présence des géotextiles dans le sable influence le transfert des métaux lourds, sous les deux formes soluble et particulaire. La rétention des métaux dans le sable est favorisée et les profils de rétention sont modifiés. De plus, et contrairement aux géotextiles synthétiques, les géotextiles en fibres de lin contribuent eux-mêmes à la rétention d’une fraction non négligeable de polluants métalliques sous forme soluble et particulaire dans leur propre structure. L’efficacité globale de rétention des métaux par le dispositif de filtration est améliorée. Ces résultats sont de bons indicateurs pour envisager l'utilisation de matériaux à base de fibre de lin dans la conception de systèmes de traitement local des eaux de ruissellement et l'élimination de polluants métalliques. / In this thesis work, the purification efficiency of a filtration device, consisting of crushed sand and flax fiber geotextile layers, was investigated experimentally at the laboratory scale in order to install in local conditions (Havre agglomeration) an experimental site in full size. Two types of tests were used: (1) Batch tests to quantify the sorption potential of lead, copper and zinc ions by flax fiber tows from an aqueous solution , (2) Long-term filtration tests in laboratory columns filled with crushed sand with and without flax fiber geotextile layers to study the influence of the presence of geotextiles on the transfer and retention of (i) particles in unpolluted suspension (kaolinite particles) (ii) water-soluble heavy metals (iii) heavy metals in particulate form (metal ions adsorbed on suspended kaolinite particles) and heavy and water-soluble metals. Sorption tests have shown that the adsorption of metal ions by flax fibers is favorable with a maximum adsorption capacity of 9.9; 10.7 and 8.4 mg g-1 respectively for copper, lead and zinc. Filtration tests have shown that the presence of geotextiles in sand influences the transfer of heavy metals, in both soluble and particulate forms. The retention of metals in the sand is favored and the retention profiles are modified. In addition, and unlike synthetic geotextiles, flax fiber geotextiles themselves contribute to the retention of a significant fraction of metal pollutants in soluble and particulate form in their own structure. The overall metal retention efficiency of the filtration device is improved. These results are good indicators for considering the use of flax fiber materials in the design of local stormwater treatment systems and the removal of metal pollutants.

We describe the theory and implementation of a multipole method for calculating the modes of microstructured optical fibers (MOFs). We develop tools for exploiting results obtained through the multipole method, including a discrete Bloch transform. Using the multipole method, we study in detail the physical nature of solid core MOF modes, and establish a distinction between localized defect modes and extended modes. Defect modes, including the fundamental mode, can undergo a localization transition we identify with the mode�s cutoff. We study numerically and theoretically the cutoff of the fundamental and the second mode extensively, and establish a cutoff diagram enabling us to predict with accuracy MOF properties, even for exotic MOF geometries. We study MOF dispersion and loss properties and develop unconventional MOF designs with low losses and ultra-flattened near-zero dispersion on a wide wavelength range. Using the cutoff-diagram we explain properties of these MOF designs.

L'intérêt des verres de chalcogénures est concentré sur deux points : leur transparence dans l'infrarouge et leurs fortes propriétés non linéaires. Les fibres microstructurées (MOF) permettent de guider un signal monomode et/ou d'exacerber les effets non linéaires. L'association de la géométrie microstructurée aux verres de chalcogénures permet d'obtenir des fibres monomodes et/ou des effets non linéaires importants dans l'infrarouge. Les applications potentielles des MOF sont variées. Si on exploite les propriétés de guidage passif, elles peuvent être utilisées pour la fabrication de lasers fibrés, pour la spectrométrie ou encore pour l'interférométrie. Quand on exploite le guidage actif, les applications concernent la régénération de signal, la génération de sources large bande, la tomographie et la métrologie militaires. Le développement d'une méthode de fabrication par moulage des MOF en verres de chalcogénures est expliqué dans cette thèse. Cette méthode permet d'obtenir les pertes optiques les plus basses dans des MOF de chalcogénures. De nombreuses MOF sont fabriquées en As-Se, en Te-As-Se. Des MOF de différentes géométries sont synthétisées afin de couvrir toutes les applications visées. Les MOF sont ensuite testées pour la génération d'automodulation de phase et de diffusion Raman. En outre, une composition fortement non linéaire et qui possède des propriétés physiques favorables au moulage est déterminée par le biais d'un plan d'expérience.

Thèse doctorat : Conception en Bâtiment et Techniques Urbaines : Villeurbanne, INSA : 1997. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 182-193.