Des structures phononiques ou cristaux phononiques constitués de réseaux ordonnés de tubes en acier favorisent l'existence de bandes interdites et de bandes passantes. Les premières sont des domaines fréquentiels où une onde incidente ne peut traverser de telles structures. En introduisant de légères variations sur le positionnement des tubes, il est possible d'élargir considérablement les bandes interdites. En faisant varier l'épaisseur des tubes dans un cristal phononique à symétrie carrée, l'effet d'une onde plane incidente parallèlement à la direction de variation est de créer de fines bandes passantes dans la bande interdite obtenue initialement lorsque les tubes ont même épaisseur. Si l'on envoie l'onde incidence perpendiculairement à la direction de variation de l'épaisseur des tubes, on crée des lentilles acoustiques convergentes ou divergentes déviant les faisceaux acoustiques. Enfin, lorsque dans un cristal composé de tubes en polyéthylène on insère une allée de tubes en acier en forme de virages, les simulations numériques montrent qu'une onde acoustique peut être guidée aux fréquences correspondant aux bandes passantes du cristal phononique entièrement en acier.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Le principal objectif de ce travail est d'étudier les propriétés multi-longueurs d'onde d'un échantillon de galaxies pour mieux comprendre leur formation et leur évolution. J'ai utilisé les observations du Herschel en complément de données multi-longueurs d'onde dans le champ. J'ai réalisé une extraction des sources ponctuelles. Des catalogues de sources ont été générés en utilisant la méthode de l'ajustement de PSF. J'ai utilisé des catalogues SPIRE pour rechercher des candidats de galaxies SMG subissant les effets d'une lentille gravitationnelle. J'ai identifié 6 sources dans la liste principale et 55 sources dans une liste supplémentaire. En utilisant des ajustements de SEDs, j'ai ensuite estimé la distribution de redshifts de ces sources, et avons ensuite mené une analyse pour contraindre les propriétés des poussières. J'ai trouvé qu'il est très probable que ces sources soient des systèmes lensés. Mentionnons que parmi nos candidates, j'ai découvert une source rouge unique dont la SED en infrarouge lointain croît et qui semble être une galaxie sub-mm (SMG) fortement lensée à haut redshift. Ce genre de sources est rare et la plupart sont découvertes par hasard. J'ai soumis des propositions photométriques et spectroscopiques pour mesurer le redshift de cette source, en utilisant des observations continues avec IRAM-Nika2, NOEMA et SMA et des observations spectroscopiques avec le télescope de 30m de l'IRAM, NOEMA et GEMINI-nord. Les observations ont permis de mesurer le redshift de la lentille et de la galaxie lensée. Une autre observation sera exécutée avant la fin de l'année. Les résultats sont très prometteurs mais j'ai encore besoin de plus de données. / The main aim of this work is to study the multi-wavelength properties of a sample of galaxies to better understand their formation and evolution. I used the new observations from GALEX and \textit{Herschel} in combination with multi-wavelength data available in the field. I made point source catalogs extracted from the observations of GALEX, and \textit{Herschel} SPIRE and PACS bands using the method of the PSF fitting. Then I used Monte Carlo simulations to quantify the quality of the photometry process and the catalogs.Then I used SPIRE catalogs to search for candidate gravitationally lensed SMGs at high redshift. I identified 6 sources sources in a main list, and 55 sources in a supplementary list. Using SED fitting, performed with CIGALE code, I estimated the redshift distributions of these sources, and constrained their dust properties. I found that, it is very likely that we have gravitationally lensing systems. It should be mentioned that within our candidates we have discovered a unique red source with a rising Far-IR SED, which appears to be a strongly lensed submillimeter galaxies at z~5.2. This kind of sources are quite rare on the sky and are serendipitously discovered. I proposed some followup photometric and spectroscopy observation to measure the redshift of this sources, using for instance continuum observations with IRAM-Nika2, NOEMA, and SMA, and spectroscopic observation with IRAM 30m telescope, NOEMA, and GEMINI-North. The GEMINI-North observations succeeded in measuring the redshifts of the lens and of the lensed galaxy. One more will be executed at the end of this year. The results is quite promising, but more data are needed.

Les cristaux phononiques et métamatériaux acoustiques sont des matériaux structurés artificiels qui fournissent un moyen prometteur pour manipuler les ondes acoustiques avec de nombreuses applications potentielles nouvelles. Après une introduction à l'état de l'art, le chapitre 2 propose des multicouches actives à base de structures piézoélectriques résonnantes. Leur transmission et leurs propriétés effectives peuvent être contrôlées activement en changeant les conditions électriques. Le chapitre 3 développe des méthodes d'homogénéisation pour une plaque de cristal phononique et montre pour la première fois la possibilité de contrôler simultanément la propagation de toutes les ondes fondamentales de Lamb. La méthode est appliquée à la conception de lentilles à gradient d'indice. Le chapitre 4 propose un nouveau type de cristal phononique en plaque à base de piliers creux qui met en évidence de nouveaux modes fortement localisés, tels que les modes de galerie, aussi bien dans le gap de Bragg que dans un gap à basse fréquence. Ces modes peuvent être activement accordés en remplissant les parties creuses des piliers avec un liquide dont on contrôle la hauteur ou la température. Le chapitre 5 propose une métasurface acoustique comportant un pilier unique ou une ligne de piliers déposés sur une plaque. Ces piliers ont des modes de résonance dipolaires et monopolaires qui sont très sensibles aux paramètres géométriques des piliers. Nous étudions en détail l'amplitude et la phase des ondes émises lorsqu'une onde incidente est diffusée par les piliers et montrons qu'elles peuvent être décrites comme des ondes émises par les piliers résonnants comme sources d'ondes acoustiques. / Phononic crystals and acoustic metamaterials are artificial structured materials which provide a promising way to manipulate acoustic/elastic waves with many novel potential applications. After an introduction to the state of the art, the 2nd chapter designs actively controlled multilayers with piezoelectric resonant structures. The corresponding transmission and effective properties can be tuned by changing the electric boundary conditions of the piezoelectric materials. The 3rd chapter develops homogenization methods for phononic crystal plates and demonstrates for the first time the possibility of controlling simultaneously all the fundamental Lamb waves. The full control method developed here is applied to the design of various gradient index lenses that can exhibit several functionalities such as wave focusing or wave beaming. The 4th chapter designs a new type of phononic crystal/metamaterial plate with hollow pillars that exhibits several new localized modes, such as whispering-gallery modes, inside both Bragg and low frequency band gaps. These modes can be actively tuned by filling the hollow parts with a liquid for which the height or the temperature is controlled. The 5th chapter proposes acoustic metasurface consisting of a single pillar or one line of pillars deposited on a thin plate. Local resonances of dipolar and monopolar symmetries can be characterized which are very sensitive to the pillar’s geometric parameters. We study the amplitude and phase of the waves resulting from the scattering of an incident wave by the pillars and show that they can be described as dipolar or monopolar waves emitted by the pillar resonators as acoustic sources.

Dans le modèle cosmologique actuel, l'univers est composé de 70% d'énergie noire et de 30% de matière noire, toutes deux de nature inconnue. Ce travail de thèse se focalise sur cette deuxième composante sombre. Au moyen de l'optique gravitationnelle, je conduis une étude de la distribution de matière noire dans les structures cosmiques. Cette technique permet de sonder le contenu en masse de l'univers indépendemment de sa nature ou de son état dynamique. Elle fournit ainsi un diagnostic sur les structures aux petites échelles non-linéaires.<br /><br />Je compare la distribution de matière sombre déduite du cisaillement faible à celle de la lumière des galaxies dans le superamas de galaxies MS0302+17 par une analyse de la corrélation masse-lumière. Le contraste de la première se déduit de celui de la seconde par une relation de biais linéaire et un rapport M/L ~ 300 constant. Les cartes de masse et de lumière montrent une remarquable similitude morphologique révélant ainsi la structuration type « cosmic-web ». Je présente les premiers résultats d'un relevé d'amas de galaxies avec le cisaillement faible qui seront comparés aux données XMM-LSS.<br /><br />De plus, une analyse détaillée (strong+weak lensing) de l'amas de galaxies MS2137-23 montre que le profil de masse est compatible avec le modèle NFW issu des simulations numériques. Une étude des régions centrales utilise aussi la dynamique des étoiles dans la galaxie cD.

Les amas de galaxies constituent un des outils majeurs de la cosmologie moderne. Une mesure de l'abondance de ces objets permet de caractériser les propriétés cosmologiques de l'Univers et l'analyse de leurs différentes propriétés physiques telles que la masse, la température ou la luminosité X du gaz intra-amas permet quant à elle de contraindre les modèles de formation et d'évolution de ces objets. Dans les deux cas, la grandeur fondamentale est la masse de l'amas de galaxies. Etre capable de les estimer de la manière la plus efficace et la plus précise possible est donc une nécessité. Le travail présenté ici s'inscrit dans cette optique : l'étude d'un échantillon représentatif d'amas de galaxies avec des masses déduites de deux analyses totalement différentes afin d'en augmenter la fiabilité. Cette thèse met l'accent sur la méthode qui utilise les effets de lentilles gravitationnelles prédits par la théorie de la Relativité Générale. L'analyse d'images optiques grand champ des amas a constitué la plus grande partie de ce travail : sélection des galaxies lentillées, estimation de leur forme, mesure du signal de cisaillement gravitationnel et reconstruction de la masse. Chaque étape du processus s'accompagne d'erreurs et de limitations qui ont été mises en lumière, en particulier celles attribuées à la distance importante de l'échantillon d'amas. L'étude de celui-ci du point de vue statistique a permis de caractériser ce qu'on appelle les lois d'échelle. Ces relations entre les différentes grandeurs des amas permettent d'étudier les modèles de formation des structures et constituent l'outil nécessaire à une utilisation des amas comme contrainte cosmologique. Leur étalonnage nécessite donc une estimation robuste des masses. Celles déduites de l'analyse des effets de lentilles gravitationnelles ont ainsi été comparées avec les résultats de la seconde méthode basée sur l'émission X du gaz intra-amas. Pour 7 des 11 amas de l'échantillon, les masses estimées sont compatibles ce qui augmente leur crédibilité. Pour les autres cas, les différences observées mettent en lumière les limitations intrinsèques à chaque méthode, en particulier les effets de projection et l'état dynamique de l'amas. Les résultats obtenus sur la calibration des lois d'échelles sont quant à eux en bon accord avec une grande partie des autres travaux du même type, notamment sur des amas plus proches. En particulier, la présence de processus physiques non gravitationnels est mise en évidence, à la fois sur les propriétés du gaz et celles de la population des galaxies de l'amas.

L'analyse du cisaillement cosmologique est aujourd'hui un puissant moyen d'étude des propriétés du spectre de la matière noire. On a aussi montré que l'approche tomographique permet de contraindre l'équation d'état de l'énergie sombre. Aujourd'hui, des relevés de galaxies de plus en plus vastes et profonds permettent d'analyser le cisaillement et de contraindre les paramètres cosmologiques avec une précision encore jamais atteinte.<br />Parallèlement, il est nécessaire d'affiner les méthodes d'extraction du signal tout en contrôlant le biais qui pourrait conduire à une interprétation erronée.<br />Le sujet de cette thèse s'inscrit dans ce contexte scientifique.<br />On y décrit la méthode d'extraction du signal, ensuite appliquée aux données des relevés CFHTLS Wide et Deep. Les résultats de l'analyse montrent le potentiel prometteur de cette génération de relevés. D'autres aspects liés à l'interprétation du signal mesuré et aux différents types de biais susceptibles de l'affecter sont abordés.

Sont résumées dans cette Hdr, les travaux de recherche auquels a contribué O. Lafond entre 1997 et 2008. Les thématiques abordées concernent : -Les technologies multicouches et les antennes imprimées en millimétriques -les circuits millimétriques actifs -les lentilles à gradient d'indice et leurs sources associées - les antennes reconfigurables en millimétrique

Le concept de l'optique de transformation qui permet de contrôler le trajet des ondes électromagnétiques à volonté en appliquant une variation spatiale judicieusement définie dans les paramètres constitutifs, est exploré pour concevoir des nouveaux types d'antennes et de dispositifs micro-ondes. Dans une première partie, basée sur la transformation de coordonnées, un dispositif d'illusion capable de modifier l'apparence d'une émission électromagnétique et de la délocaliser, est validé par le biais de simulations numériques. Un dispositif de transition de guide d'ondes, permettant d'assurer une transmission quasi totale entre deux guides d'ondes de sections transversales différentes est également conçu et validé expérimentalement par l'utilisation des résonateurs à métamatériaux. Dans une seconde partie, la transformation de l'espace basée sur l'équation de Laplace est étudiée pour concevoir des lentilles pour les applications antennaires. Une lentille de focalisation capable de restaurer les émissions en phase d'un réseau conforme d'éléments rayonnants et une lentille à dépointage qui permet de dévier la direction du faisceau rayonné d'une antenne sont conçues. Des prototypes fabriqués à partir d'un matériau isotrope tout-diélectrique grâce à la technologie d'impression en trois dimensions (3D) permettent de valider expérimentalement la fonctionnalité des lentilles sur une large bande de fréquence. / The concept of transformation optics which can control electromagnetic waves at will by applying a judiciously defined spatial variation in the constitutive parameters is explored to design novel type antennas and microwave devices. In a first part, based on coordinate transformation, an illusion device able to modify the appearance of an electromagnetic emission and then delocalize it is validated through numerical simulations. A waveguide tapering device allowing to assure quasi-total transmission between two waveguides of different cross-sections is also designed and validated experimentally through the use of metamaterial resonators. In a second part, space transformation based on Laplace's equation is studied to design lenses for antenna applications. A beam focusing lens able to restore in-phase emissions from a conformal array of radiators and a beam steering lens that allows deflecting the radiated bema of an antenna are designed. Prototypes fabricated by an all-dielectric isotropic material through three-dimensional (3D) polyjet printing technology allow to experimentally validate the functionality of the lenses on a wide frequency range.

Les systèmes hétérogènes issus de sources végétales tendent à être valorisés pour une utilisation comme ingrédients « naturels », communément appelés *clean label*, dans les produits alimentaires ; dans ce contexte, il est nécessaire de comprendre leur structure en lien avec leur fonctionnalité. Les purées de légumineuses ont un potentiel innovant : en plus de leur haute valeur nutritionnelle, elles diffèrent des ingrédients à base de légumineuses par les traitements de cuisson et broyage appliqués lors de leur préparation. Comme démontré dans des fruits et légumes, les purées sont des matrices complexes, composées d'une pulpe dispersée dans un sérum, et chacune des phases impacte les propriétés rhéologiques de la purée. Cependant, à ce jour très peu de travaux ont porté sur les purées de légumineuses dans une optique d'utilisation comme ingrédient alimentaire. Dans cette thèse, un modèle de purée à base de lentilles rouges a été développé pour comprendre les facteurs structuraux déterminant leurs propriétés rhéologiques, et ensuite étudier l'impact de l'incorporation de ces purées dans une application de type sauce mayonnaise en remplacement de l'huile. Les deux premiers volets de la thèse ont consisté à étudier la purée sur la base des particules cellulaires composant la pulpe d'une part, et de la phase sérum d'autre part. En premier lieu, la purée a été fractionnée pour séparer la pulpe sur la base de la taille des particules, et obtenir ainsi quatre fractions représentant respectivement : 1) des fragments cellulaires, 2) des cellules isolées, 3) des amas cellulaires et 4) une fraction mixte. Les travaux ont démontré l'implication des propriétés morphologiques des particules et de la localisation de l'amidon sur les propriétés rhéologiques des fractions. Les cellules isolées et les amas cellulaires, de taille importante et aux parois cellulaires faiblement brisées, étaient constitués d'amidon intracellulaire, contribuant à l'élasticité élevée du réseau. Les fragments, agrégés dans une matrice extracellulaire riche en amidon, permettaient plutôt de maintenir la stabilité face à la sédimentation lors de la dilution. Le rôle des particules sur les propriétés rhéologiques de la purée a donc été mis en lumière dans un premier temps, et le deuxième volet du projet s'est concentré sur l'impact de la mobilité de l'eau des purées et de la composition du sérum sur l'évolution de leurs propriétés rhéologiques et texturales. Pour ce faire, des purées à différentes teneurs en solides (15 à 25% p/p) et valeurs de pH (4.0 et 6.5) ont été réalisées, et entreposées jusqu'à 4 jours pour étudier l'effet de l'entreposage également. Une organisation structurale extracellulaire, impliquant la formation d'un réseau de protéines et d'amidon sous l'effet combiné du pH et du temps d'entreposage, a été proposé. À pH acide et lors d'un entreposage prolongé, la formation d'agrégats protéiques en combinaison avec la rétrogradation de l'amidon accentueraient le resserrement du réseau, générant une perte d'eau par synérèse et l'augmentation de fermeté des purées. Ces résultats ont donc démontré que la pulpe et le sérum de la purée contribuaient de manière complémentaire à ses propriétés rhéologiques, la pulpe étant composée de différentes particules cellulaires générant un système viscoélastique renforcé par le réseau extracellulaire, lui-même modulé par la composition du sérum. Les deux volets suivants consistaient à développer une application alimentaire concrète, soit une sauce mayonnaise allégée, dans laquelle les purées étaient utilisées comme substitut de l'huile à des fins de stabilisation techno-fonctionnelle. D'abord, les purées de lentilles rouges aux mêmes teneurs en solides qu'étudiées précédemment (15 à 25% p/p) ont été incorporées dans les sauces mayonnaises pour réduire la teneur en huile de 80% p/p (témoin) à 60, 40 et 20% p/p. Les purées ont démontré un effet stabilisateur sur les mayonnaises, en donnant lieu à des propriétés rhéologiques variables selon la teneur en huile. L'étude a révélé la transition entre un renforcement du réseau de gouttelettes d'huile entassées par la purée à 60% p/p d'huile, jusqu'à la formation d'un réseau élastique issu des particules de purées à 20% p/p d'huile, en passant par une étape intermédiaire transitionnelle provoquant une perte d'élasticité à 40% p/p. L'augmentation de la quantité de purée dans la mayonnaise (réduction d'huile) ainsi que l'augmentation de la teneur en solides totaux de la purée ont contribué à renforcer le réseau, probablement par effet stérique lié aux particules générant une augmentation des interactions extracellulaires. Dans la dernière partie de la thèse, les propriétés sensorielles des sauces mayonnaises, aux teneurs en huile préalablement étudiées, ont été analysées selon une méthode sensorielle de type « *Sorted Napping/Ultra Flash Profiling* » en utilisant trois types de purées de légumineuses (lentilles rouges, lentilles noires et pois jaune) comme substituts de l'huile. A travers l'expertise culinaire de chefs cuisiniers, les différences sensorielles des mayonnaises ont révélé un effet de la teneur en huile, en distinguant principalement les mayonnaises sur la base de leur texture et de leur acidité. L'utilisation de différents types de légumineuses a démontré que chacune conférait des propriétés sensorielles spécifiques selon la teneur en huile, élargissant ainsi le potentiel d'utilisation des purées dans des sauces. Ainsi, ce projet de thèse constitue une preuve de concept systématique de l'utilisation de nouveaux ingrédients complexes, nutritionnels et peu transformés, tels que des purées de légumineuses, pour pallier les défis fonctionnels rencontrés lors de l'enrichissement nutritionnel de produits alimentaires. La compréhension des mécanismes impliqués permet ainsi d'expliquer ensuite la fonctionnalité de ces ingrédients afin de les valoriser pleinement dans différents produits. / Heterogeneous systems derived from plant-based raw materials are valued for their use as clean label ingredients in food products. In this context, understanding their structure in relation to their functionality is crucial. Pulse purees hold innovative potential as they originate from a high-nutritional-value source, differing from legume-based ingredients due to the processing methods (cooking and grinding) used for their preparation. As demonstrated based on fruits and vegetables, purees are complex matrices composed of a pulp phase dispersed in serum, and each phase influences the rheological properties of the puree. However, very few studies have explored the potential of using pulse purees as food ingredients. In this thesis, a puree model based on red lentils was developed to understand the structural factors that determine its rheological properties. It was followed by the study of the puree addition impact into a mayonnaise sauce as a fat replacer. The first two parts of the thesis focused on studying the puree based on cellular particles composing the pulp on one hand, and serum phase on the other hand. First, the puree was fractionated to separate the pulp based on the particle size, resulting in fractions of: 1) cell fragments, 2) single cells, 3) cell clusters, and 4) a mixed fraction. The work demonstrated the involvement of particle morphological properties and starch localization on the rheological properties of the fractions. Single cells and cell clusters of large size and made of weakly disrupted cell walls contained intracellular starch and contributed to the high elasticity of the network. Cell fragments, aggregated in a starch-rich extracellular matrix, helped to maintain the network stability by limiting sedimentation upon dilution. The role of particles on the rheological properties of the puree was thus highlighted, and the second part of the project focused on the impact of water mobility in the puree and the serum composition on the evolution of their rheological and textural properties. To achieve this, purees with different total solid contents (15 to 25%) and pH values (4.0 and 6.5) were prepared and stored for up to 4 days to study the effect of storage time as well. An extracellular structural organization involving the formation of a specific network of starch and protein under the combined effects of pH and storage time was proposed. At acidic pH and extended storage, the formation of protein aggregates combined with starch retrogradation would tighten the network, leading to water loss through syneresis and increased firmness of the purees. These results demonstrated that the particles and the serum phase contributed in a complementary way to the purees rheological properties, the pulp being composed of various cellular particles generating a significant viscoelastic system reinforced by the extracellular network, modulated itself by the serum composition. The last two parts of the project aimed to develop a food application, a light mayonnaise sauce, in which purees were used as an oil substitute for techno-functional stabilization. Red lentil purees with the same solid contents as previously studied (15 to 25%) were incorporated into mayonnaise sauces to reduce the oil content from 80% (control) to 60, 40, and 20%. The purees demonstrated a stabilizing effect on mayonnaises, resulting in variable rheological properties depending on the oil content. A structural transition was suggested, from the reinforcement of the close-packed oil droplets network by puree components at 60% oil to the formation of an elastic network based on puree particles at 20% oil, while an intermediate transitional stage caused an elasticity drop at 40%. The increase of puree content in mayonnaises (oil reduction) and of puree solid contents both contributed to strengthen the network by steric hindrance from the puree particles, increasing extracellular interactions. In the final part of the thesis, the sensory properties of mayonnaise sauces made with the previously studied oil contents were analyzed using a « *Sorted Napping/Ultra Flash Profiling* » sensory method using three types of pulse purees (red lentils, black lentils, and yellow peas) as oil substitutes. Through the culinary expertise of chefs, sensory differences in mayonnaises revealed a main effect of the oil content, distinguishing the sauces based mainly on their texture and acidity. Each type of puree conferred specific sensory properties based on the mayonnaise oil content, thereby expanding their potential as fat replacers. Thus, this thesis project constitutes a systematic proof of concept for the use of novel, complex, nutritive and minimally processed ingredients such as pulse purees, to address the functional challenges encountered during the nutritional enrichment of food products. Understanding the mechanisms clarifies the role of these ingredients' functionality, enabling their upcoming valorization in various products.