Si les drones militaires connaissent un développement important depuis une quinzaine d’année, suivi depuis quelques années par les drones civiles dont les usages ne font que se multiplier, en réalité les drones ont un siècle avec le premier vol d’un avion équipé d’un système de pilotage automatique sur une centaine de kilomètre en 1918. La question des règles d’usage des drones civiles sont en cours de développement malgré leur multiplication pour des usages allant de l’agriculture, à l’observation en passant par la livraison de colis. Ainsi, leur intégration dans l’espace aérien reste un enjeu important, ainsi que les standards de communication avec ces drones dans laquelle s’inscrit cette thèse. Cette thèse vise en effet à étudier et proposer des solutions pour les liens de communications des drones par satellite.L’intégration de ce lien de communication permet d’assurer la fiabilité des communications et particulièrement du lien de Commande et Contrôle partout dans le monde, en s’affranchissant des contraintes d’un réseau terrestre (comme les zones blanches). En raison de la rareté des ressources fréquentielles déjà allouées pour les futurs systèmes intégrant des drones, l’efficacité spectrale devient un paramètre important pour leur déploiement à grande échelle et le contexte spatiale demande l’utilisation d’un système de communication robuste aux non-linéarités. Les Modulations à Phase Continue permettent de répondre à ces problématiques. Cependant, ces dernières sont des modulations non-linéaire à mémoire entraînant une augmentation de la complexité des récepteurs. Du fait de la présence d’un canal multi-trajet (canal aéronautique par satellite), le principal objectif de cette thèse est de proposer des algorithmes d’égalisation (dans le domaine fréquentiel pour réduire leur complexité) et de synchronisation pour CPM adaptés à ce concept tout en essayant de proposer une complexité calculatoire raisonnable. Dans un premier temps, nous avons considéré uniquement des canaux sélectifs en fréquence et avons étudier les différents égaliseurs de la littérature. En étudiant leur similitudes et différences, nous avons pu développer un égaliseur dans le domaine fréquentiel qui proposant les mêmes performances a une complexité moindre. Nous proposons également des méthodes d’estimation canal et une méthode d’estimation conjointe du canal et de la fréquence porteuse. Dans un second temps nous avons montré comment étendre ces méthodes à des canaux sélectifs en temps et fréquence permettant ainsi de conserver une complexité calculatoire raisonnable.

Cette thèse de doctorat porte sur la représentation tridimensionnelle de la phase dans un plan temps-fréquence. L'application aux signaux quasi-stationnaires est effectuée dans ce manuscrit.<br />La transformée de Fourier à court terme d'un signal est réalisée par convolution de ce dernier avec une fenêtre glissante par rapport au temps. Il en résulte une distribution complexe dans un plan temps-fréquence, où un module et une phase peuvent être calculés.<br />Le module de la transformée de Fourier à court terme d'un signal contient des informations fréquentielles, dont la précision est limitée par le principe d'inégalité temps-fréquence d'Heisenberg-Gabor. La phase quant à elle contient des informations de localisation temporelle des fréquences beaucoup plus précises que le module, cependant ces informations sont très difficiles à interpréter de manière directe. Les spectrogrammes de fréquence et de phase constituent une solution intéressante pour pallier cette difficulté mais des limitations existent, notamment en ce qui concerne le choix d'un seuil énergétique d'observation.<br />La formulation continue des spectrogrammes de fréquence et de phase est introduite et étudiée dans ce manuscrit. Celle-ci permet un développement mathématique, pour des signaux dont l'expression analytique est connue, de la phase instantanée. L'analyse de processus quasi stationnaires permet une interprétation du comportement de ces nouvelles représentations et permet ainsi de mettre en évidence certaines de leurs propriétés.<br />En conséquence, un nouveau concept de représentations tridimensionnelles temps-fréquence-phase et temps-fréquence-faibles variations de fréquence est créé. Ces représentations tridimensionnelles sont réalisées par une opération de "mapping" des spectrogrammes de fréquence et de phase sur le module carré de la transformée de Fourier à court terme.<br />Les spectrogrammes de fréquence et de phase tridimensionnels ainsi créés permettent l'observation directe des variations de phase et des faibles variations de fréquence en tenant compte des amplitudes (énergie répartie dans le plan temps-fréquence). L'opération de seuillage n'est donc plus nécessaire ou devient seulement une aide à l'interprétation et non pas une limitation de la représentation.<br />Ces nouvelles représentations se révèlent être des outils performants dans le cadre de l'étude de signaux quasi-stationnaires, comme les signaux musicaux ou les signaux biomédicaux. Elles ouvrent de nouvelles perspectives car elles présentent de manière simple des informations qui nécessitaient auparavant de nombreuses manipulations pour être accessibles.

L'objet de ce mémoire est l'étude d'une nouvelle famille de matériaux pour l'optique non linéaire Ca4TRO(BO3)3 (où TR désigne les lanthanides ou l'yttrium). Les propriétés non linéaires d'ordre 2 pour les composés GdCOB (Ca4GdO(BO3)3) et YCOB (Ca4YO(BO3)3) ont été caractérisées. Elles sont comparables à celles des borates non linéaires commercialisés (BBO, LBO). La croissance par la technique Czochralski de ces matériaux permet leur élaboration sous forme de monocristaux de grandes dimensions (diamètre 50 mm, longueur 100 à 120 mm) et de bonne qualité optique. De plus ces composés sont non hygroscopiques. Des ions lanthanides luminescents (néodyme ou ytterbium) ont été insérés dans ces matrices et des monocristaux ont été élaborés. L'étude des propriétés optiques de ces matériaux a conduit à la mise en évidence de l'effet laser dans l'infrarouge (vers 1060 nm) pour la matrice GdCOB dopée par l'ion Nd3+ ou Yb3+ et pour la matrice YCOB dopée par l'ion Nd3+ aussi bien en pompage par laser saphir dopé au titane qu'en pompage par diode laser. Enfin, nous avons pu combiner les propriétés laser et non linéaires dans ces matériaux afin de réaliser des sources laser continues visibles (bleues et vertes) par utodoublage de fréquence ou autosomme de fréquences. Les performances obtenues alliées à la possibilités de croissance en grandes dimensions ouvrent la voie à la fabrication collective de microlasers

Les représentation temps-fréquence montrent l'évolution spectral d'un signal dans le temps. L'objectif de ces travaux de recherche est de proposer deux principes de segmentation du plan temps-fréquence, cherchant à déterminer quelles sont les zones temps-fréquence présentant un intérêt relatif au signal analysé.<br /><br />La première méthode s'appuie sur une méthode statistique, modélisant le signal analysé par un signal d'intérêt à segmenter perturbé par un bruit blanc gaussien additif de variance inconnue. Le but est de déterminer le support temps-fréquence, ensemble des points sur lesquels l'énergie du signal à segmenter est répartie. Une détection de type Neyman-Pearson à probabilité de fausse alarme fixée permet de détecter les points temps-fréquence contenant du signal, à niveau de bruit connu. L'algorithme proposé est itératif, estimant le niveau de bruit à partir des points non segmentés, ce niveau de bruit servant à détecter de nouveaux points contenant du signal. Un critère basé sur le kurtosis spectral des points non segmentés permet de définir l'arrêt des itérations.<br /><br />La seconde méthode est basée sur le principe de la réallocation du spectrogramme, en tant que source d'information sur le spectrogramme. La réallocation déplace l'énergie du spectrogramme sur le centre de gravité local de l'énergie. Aux frontière d'un motif temps-fréquence, l'énergie sera déplacée vers l'intérieur du motif. Ainsi, les vecteur<br />s de réallocation, décrivant le déplacement de l'énergie du pectrogramme par la réallocation, sont localement parallèles sur la frontière d'un motif. Nous définissons alors un « degré de parallélisme » pour chaque vecteur, égal au nombre de ses vecteurs voisins qui lui sont parallèles. Un algorithme de type suivi de crête, parcourant le plan temps-fréquence en suivant les maximums de ce degré de parallélisme, construit alors un contour entourant le motif temps-fréquence.

Ce mémoire rapporte les premiers résultats d'une expérience visant à développer une horloge optique à atomes de strontium piégés. Ce dispositif réunit les avantages des différentes techniques utilisées jusqu'à présent pour réaliser un étalon de fréquence atomique. La première partie décrit la réalisation de la source d'atomes froids. Un piège magnéto-optique fonctionnant sur la transition 1S0-1P1 à 461nm est chargé à partir d'un jet atomique décéléré par un ralentisseur Zeeman. La source à 461nm est réalisée par somme de fréquence dans un cristal de KTP. Dans la deuxième partie sont détaillées les étapes mises en oeuvre pour effectuer la détection par excitation directe de la transition d'horloge 1S0-3P0 du 87Sr, de 1mHz de largeur de raie théorique. Préalablement à cette observation, une première estimation de la fréquence de la transition d'horloge a été obtenue en mesurant la fréquence absolue de plusieurs résonances optiques plus largement permises.

Ces travaux de recherche portent sur la problématique CEM (Compatibilité Electromagnétique) en électronique de puissance. Cette étude s'intéresse particulièrement à la modélisation HF (haute fréquence) des convertisseurs d'énergie dans le but d'étudier la propagation des perturbations conduites vers le réseau avec ou sans l'utilisation du RSIL (Réseau Stabilisateur d'Impédance de Ligne). Une première partie présente les outils de modélisation des sources de perturbation dans les convertisseurs statiques.La seconde partie est consacrée à la modélisation HF d'un système d'entraînement à vitesse variable. L'onduleur de tension triphasé est représenté par trois générateurs équivalents afin de reconstituer le découpage des tensions de sortie. Un modèle HF du câble blindé de 4 conducteurs tenant compte de la dissymétrie est ensuite proposé. Les résultats de simulation ont été validés par des relevés expérimentaux. La comparaison montre qu'il est possible de modéliser correctement le comportement HF du dispositif jusqu'à 20MHz.Une troisième partie porte sur la propagation des perturbations conduites vers le réseau sans RSIL. Il a fallu pour cela déterminer et modéliser l'impédance du réseau. L'influence du pont redresseur à diodes sur la propagation des perturbations de mode commun a ensuite été étudiée. Les résultats de simulation montrent que l'impact de ces perturbations sur la tension réseau est prépondérant lorsque le pont redresseur est à l'état bloqué. Les résultats expérimentaux ont permis de valider cette étude. Ce travail se termine par une étude préliminaire sur l'association de deux convertisseurs connectés localement à une même source d'énergie

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Les composants passifs électro-acoustiques sont des éléments critiques des architectures RF. Les plus représentés sont les filtres à ondes acoustiques de surface (SAW) ou de volume (BAW), qui permettent le filtrage RF (filtre d’antenne). Pour le filtrage de canal, les solutions SAW sont actuellement en place, bien que des travaux récents aient montré l’intérêt des résonateurs à ondes de Lamb pour ce type d’application. Ces derniers composants présentent l’avantage d’être compatibles avec une technologie de fabrication de filtres BAW réalisés sur membrane suspendue (FBAR), permettant une co-intégration des deux types de composants à moindre coût. Toutefois, le choix technologique de STMicroelectronics et du CEA-Leti s’est porté sur une technologie de résonateurs BAW réalisés sur miroir de Bragg (SMR). Le but de cette thèse est donc de démontrer la possibilité de réaliser des résonateurs reprenant le principe des résonateurs à ondes de Lamb, mais co-intégrables avec des BAW-SMR. Après une présentation de l’état des lieux des composants électromécaniques utilisés dans les architectures RF et des diverses propositions de dispositifs semblables présentes dans la littérature, nous abordons une étude théorique du principe de fonctionnement de ce type de composants, ce qui nous permet d’en cerner les caractéristiques : coefficientsde couplage électromécaniques proches de ceux des résonateurs à ondes de Lamb, mais fonctionnement à des fréquences proches de celles des résonateurs BAW. Nous présentons ensuite les méthodes de dimensionnement employées. Enfin, nous présentons un procédé de réalisation proche de celui des BAWSMR fabriqués au CEA-Leti, mais adapté à nos composants. A l’issue de caractérisations électriques, nous sommes en mesure de présenter les premiers composants de ce type fonctionnels, et une liste d’améliorations possibles. Ces travaux ont permis des publications dans quatre conférences dont trois internationales, un journal, un dépôt de brevet d’invention et deux publications internes au laboratoire commun IEMN-STMicroelectronics. / Passive acoustic devices are enabling elements for RF architectures. Aside from the well known surface acoustic wave (SAW) and bulk acoustic wave (BAW) filters used for RF filtering, Lamb wave devices have recently been seen as an alternative to SAW devices currently used also for intermediate frequency filtering. These resonators are compatible with a membrane-based BAW technology (FBAR) and could thus be co-integrated with them with no additional cost. However, STMicroelectronics and CEALeti have focused their developments around BAW resonators using a Bragg mirror for acoustic isolation (SMR). Therefore, the aim of this work is to demonstrate the possibility of fabricating resonators close to Lamb wave resonators, but technologically compatible with a BAW-SMR technology. After reviewing the applications of electromechanical resonators in RF architectures and the proposals for the kind of resonators we are investigating available in the literature, we start with a theoretical investigation of these devices. This enables us to determine basic characteristics of these resonators: electromechanical coupling factors close to Lamb wave devices, but operation at frequencies close to BAW resonators. Then, we describe the design of demonstrators. Finally, we describe a fabrication process, similar to BAW-SMR fabrication process, which has provided to date the first operating devices using this principle. Electrical characterizations show that the fabricated resonators are functional, and we discuss possible improvements.This work led to publications in four conferences, (three international conferences), a paper, a patent and two internal publications at IEMN-STMicroelectronics common laboratory.

La méiose est un processus fondamental qui conditionne la formation de gamètes et assure la stabilité des génomes tout en générant de la diversité par brassage génétique. La régularité méiotique nécessite la formation de crossing-overs (CO) exclusivement entre chromosomes homologues. Cette condition est plus difficile à remplir chez les espèces allopolyploïdes qui présentent plusieurs jeux de chromosomes toujours susceptibles de recombiner ensemble. Bien que la polyploïdie soit omniprésente chez les plantes, on connait peu de choses sur le déroulement de la méiose chez ces espèces. Au cours de ma thèse, je suis intéressée à l’effet de la polyploïdie sur la formation et sur la fréquence de CO en utilisant le colza (Brassica napus, AACC, 2n=38) comme modèle d’étude. J’ai notamment cherché à comprendre : (1) quel est l’effet du niveau de ploïdie sur la fréquence de crossovers, et (2) l’origine des variations de COs observées chez les plantes allohaploïdes (AC) produites à partir de différentes variétés de colza, en utilisant une palette d’approches cytologiques et cytogénétiques. Mes travaux ont permis de montrer que le niveau de ploïdie induit une augmentation de la fréquence de crossovers, et que cette augmentation est plus importante dans un contexte triploïde que tétraploïde. J’ai ainsi montré que la fréquence de CO augmente progressivement du diploïde (1,6 CO/bivalent) vers le tétraploïde (2 CO/bivalents) et quelle est maximale chez le triploïde (2,8 CO/bivalent). En ce qui concerne la deuxième question, j’ai montré que la différence entre les allohaploïdes de colzas apparaît tardivement au cours de la méiose. Elle semble être liée à une capacité différente à former des CO en fonction de la variété utilisée pour produire ces allohaploïdes et non pas à une différence dans la reconnaissance de l’homologie. Un de mes résultats original est que la protéine HEI10, impliquée dans la voie de formation des CO interférents, présente une dynamique différente entre les deux variétés, que ce soit à l’état euploïde (AACC) qu’allohaploïde (AC).Mes résultats conduisent à s’interroger sur la relation entre (i) la régulation du nombre de CO formés entre chromosomes homologues et (ii) la suppression des CO entre chromosomes non homologues chez les espèces allopolyploïdes. / Meiosis is a fundamental process required to produce gametes, ensure genome stability and generate diversity within species by creating new chromosome/allele combinations. For all these outcomes the exclusive formation of crossovers (CO) between homologous chromosomes is required. This condition is more difficult to fulfil in allopolyploid species that have more than two sets of chromosomes still able to recombine together. Although polyploidy has been particularly prevalent in plants, little is known about meiosis in polyploids. During my thesis I have analyzed the effect of polyploidy on CO formation and frequency, using oilseed rape (Brassica napus, AACC, 2n=38) as model. My work aimed to investigate (i) the effect of ploidy level on the rate of meiotic COs and (ii) the causes for the observed difference in CO rate between allohaploid plants (AC) produced from different B. napus varieties. To address these questions, I have combined a series of cytological, immunocytological and cytogenetical analyses.My work first indicates that polyploidization leads to increase CO frequency. I showed that the number of COs progressively increases from the diploid (1,6 CO/bivalent) to the tetraploid (2 CO/bivalent) and is maximal in the triploid (2,8 CO/bivalent). In the second part, I have shown that the difference of meiotic behaviors between B. napus allohaploids appears at a late stage of meiosis. This difference seems to be due to a difference in the propensity to form CO between the two varieties rather than a difference in the stringency of homology recognition. This difference could be related to the difference in the pattern and/or chronology of HEI10 (a key protein involved in the interfering CO pathway) signals along chromosomes during prophase I in both euploids (AACC) and allohaploids (AC).My results thus puts under the spotlight the link that may exist between (i) the regulation of CO rate between homologous chromosomes and (ii) the suppression of COs between non-homologous chromosomes in polyploid species.

L’objectif de ce travail est d’étudier la relation entre l’efficience énergétique et les modifications du mouvement propulseur lors de tâches d’intensité maximale et sous-maximale. Une analyse descriptive de l’activité monopalme a été préalablement réalisée, permettant de caractériser le profil bioénergétique des monopalmeurs de haut niveau (Etude 1). Ce premier travail montre que l’amplitude des réponses cardiorespiratoires et métaboliques est significativement moins importante chez des monopalmeurs réalisant une épreuve maximale in situ comparativement à un exercice réalisé surergocycle. Ces différences d’adaptations physiologiques aigues à l’exercice maximal entre les deux épreuves suggèrent une influence de la position spécifique du corps et de la faible masse musculaire recrutée en monopalme.L’étude 2 s’est intéressée à l’influence de la fréquence d’ondulation (FO comme paramètre du mouvement) sur le coût énergétique (CE) et les réponses métaboliques au cours d’épreuves de nage de durée constante et d’intensité sous-maximale. Les résultats mettent en évidence que le choix d’une fréquence d’ondulation élevée (> FO librement choisie, FOLC) en comparaison à un intervalle de basses fréquences induit une optimisation du CE, pouvant se traduire par une réduction des résistances hydrodynamiques à l’avancement. L’étude 3 s’est intéressée à l’effet de la fréquence d’ondulation sur l’évolution des indicateurs de l’efficience énergétique (CE et composante lente de la consommation d’oxygène, VO2CL ) au cours d’un temps limite (Tlim) effectué à intensité maximale. La sélection d’une fréquence basse et élevée (exprimée en % de la FOLC) est associée à une altération du Tlim alors qu’une amélioration de la performance est observée lors de la condition FOLC. L’absence de différences significatives des valeurs de CE et de VO2CL entre les conditions suggère que la performance est plus dépendante de la manipulation du mouvement que des réponses physiologiques induites. Des études ultérieures sont nécessaires pour identifier les mécanismes internes et externes (e.g. activité musculaire et/ou contrôle moteur) qui peuvent potentiellement affecter laperformance en monopalme de surface. / The purpose of the present work was to examine the relationship between the metabolic efficiency and the modifications of the propeller movement during various tasks conducted at maximal and submaximal intensities. A descriptive analysis of the monofin-swiming activity was firstly performed, allowing to characterize the physiological profile of high-level monofin-swimmers (Study 1). This first work shows that the amplitude of the cardiorespiratory and metabolic responses to maximal monofin-swimming is significantly less important than that induced during cycling test. These differences in acute physiological adaptations to maximal exercise between the maximal tests suggest an influence of the specific position ofthe body and the low muscular mass recruited in monofin. The goal of the study 2 was investigate the influence of the kick frequency (KF as movement parameter) on the energy cost (Ec) and the metabolic responses during submaximal swimming sessions of constant duration. The findings highlight that the choice of a high KF ( > freely chosen KF, FCKF) as compared to an interval of low KF, results in an optimization of Ec parameter, possibly by the reduction of active drag.The aim of the study 3 was to focus in the effect of the KF on the indicators of the metabolic efficiency (Ec and slow component of the oxygen consumption , VO2SC ) during a time limit (Tlim) conducted at maximal intensity. The selection of a low and high KF (expressed in % of the FCKF) is associated with an alteration of Tlim whereas an improvement of the performance is observed during the FCKF condition. The lack of significant differences of Ec and VO2SC between the conditions suggests that the performance is more dependent on the manipulation of the movement than induced physiological responses. Further studies are necessary to identify the internal and external mechanisms (e.g. muscular activity and/or motor control)