Les interactions entre les électrons et les photons sont au cœur des recherches liées à l'information quantique, nées en particulier d'échanges croissants entre deux domaines de la physique : l'opto-électronique, qui s'intéresse aux dispositifs d'émission, de détection et de conversion de lumière à base de matériaux semiconducteurs, et l'optique quantique, historiquement centrée sur l'étude des interactions entre atome et rayonnement électromagnétique. Dans ce mémoire, nous explorons les configurations originales de couplage entre les excitations électroniques (les excitons) et les modes photoniques façonnés au sein de nanostructures semiconductrices. Ces travaux ont été développés sur les matériaux semiconducteurs " à grand gap ", GaN et ZnO, dont les excitons sont robustes jusqu'à température ambiante et les propriétés quantiques d'interaction avec la lumière sont les plus fortes parmi les matériaux semiconducteurs. Le premier chapitre est consacrée à l'étude de l'exciton confiné dans une boîte quantique unique GaN. Dans le second chapitre, nous discuterons l'insertion de telles boîtes quantiques dans des cavités photoniques destinées à réaliser des nanolasers à boîtes quantiques. Enfin, dans le troisième chapitre consacré aux microcavités planaires à base de ZnO, nous montrons comment les polaritons, particules hybrides exciton-photon, forment à forte densité des condensats de Bose (des états macroscopiques cohérents) appelés lasers à polaritons, jusqu'à température ambiante. Les perspectives de développement d'optique quantique en cavité dans ces nouveaux systèmes sont enfin présentées.

Cette thèse est consacrée à la conception et à l'amélioration de composants pixelisés bidimensionnels compatibles avec des technologies de fabrication à bas cout sortant du champ de réalisation des optiques traditionnelles. Comme ces composants introduisent des phénomènes de diffraction, notre but est de quantifier et de réduire ces effets afin d'améliorer la qualité des images qu'ils formeront par rapport aux géométries périodiques habituelles. Pour cela, nous cassons la périodicité des centres des cellules des modulateurs spatiaux de lumière (SLM) classiques ce qui permet de mieux répartir angulairement l'énergie diffractée en dehors de l'image directe souhaitée. Ce résultat est toutefois obtenu au prix d'une dégradation de cette dernière, dégradation que nous évaluons par son rapport de Strehl. Nous introduisons une adaptation aux SLM de la notion de structure de Voronoi et nous montrons leur supériorité par rapport aux SLM classiques : ils sont donc à privilégier pour la réalisation de composants actifs. Nous déterminons des cas optimaux pour lesquels les pics de diffraction dus aux parois et à la pixellisation, c'est-à-dire à l'approximation de la fonction de phase à implémenter sur le SLM par une fonction constante par morceaux, sont remplacés par un pur halo de diffraction. Les prototypes réalisés permettent de valider les résultats obtenus et de montrer la faisabilité technique du procédé de remplissage retenu malgré certaines limites que nous mettons en évidence. Enfin, nous élargissons le potentiel des composants pixelisés à des applications autres que l'ophtalmique en montrant qu'ils peuvent améliorer les performances d'un objectif photographique.

En raison de l’incompatibilité des méthodes chromatiques architecturales promues en Iran dans les deux phases récentes de modernisation avec les conditions du milieu géographique et culturel, nous nous interrogeons sur la spécificité du sens de la couleur et de son rôle dans la spatialité persane. La couleur peut-elle être encore considérée comme un facteur structurant dans une situation où la ville affronte une forte tendance à l’uniformisation de son cadre bâti ? Si nous avons focalisé nos analyses à partir d’Ispahan d’un point de vue historique et théorique, c’est dans la mesure où l’urbanisme traditionnel comme les transformations contemporaines de cette ville permettent d’opérer une coupe épaisse et transversale dans l’ensemble de la société persane et iranienne. Si le point de départ de notre travail a d’abord consisté à analyser le sens et les valeurs des rapports entre couleur(s) et espaces, architectural et urbain, contemporains persans, après plusieurs années de recherche, notre point d’arrivée - et notre thèse principale - consiste à dire que les effets optiques et tactiles ou haptiques des couleurs dans l’espace architectural et urbain dépendent fondamentalement de l’interprétation donnée à la profondeur. Qu’entendre en effet par ce concept, complexe, et ses mises en œuvre urbanistiques dans le contexte de la culture persane ? C’est dans cette logique que nous essayons de projeter un nouveau regard vis-à-vis de la troisième dimension et de son expression par l’usage des couleurs à la fois dans la conception des habitats modernes à Ispahan mais aussi dans les projets d’aménagement urbain actuel de cette ville. / Because of the discordancy between the chromatic architectural strategies put forward in Iran during two of its most recent phases of modernization and Iran’s broader geographic and cultural context, I have set out to question the specificity of the sense of colour and its role in Persian spatiality. Can colour still be considered a structural factor in a city faced with the current trend towards uniform built environments? If I have focused my analysis on Ispahan from a historical and theoretical point of view, it is because traditional urban planning as well as the contemporary transformations of the city encompass a significantly broad and transversal sample of the entire Persian and Iranian society. If the point of departure of my work has been to analyse the sense and value of the relationships between contemporary Persian colour(s) and architectural and urban spaces, my point of arrival, and main thesis after many years of research, consists in saying that the optic and haptic effects of colour in architectural and urban spaces depend fundamentally on the interpretation that is given to depth. How can we understand this complex concept and its urban development usage in a Persian cultural context? It is following this logic that I will try to develop a new perspective on the third dimension and its expression by means of the use of colour, within both the understanding of Ispahan’s inhabitants, and the city’s actual urban development projects.

La lumière transcende son entité qui est de « rendre les objets visibles ». Mais quelle est cette expérience artistique et quelles sont les intentions du réalisateur désirant communiquer sa subjectivité ? Quelle est cette lumière qui peut rendre visible l'invisible quand selon Carl Theodor Dreyer :Il s’agit, pour le metteur en scène de faire partager aux spectateurs ses propres expériences artistiques ou intérieures. L’abstraction lui offre une chance de le faire puisque, grâce à elle, il remplace la vérité objective par sa propre interprétation subjective. Mais si l’abstraction doit faire son entrée sur l’écran, il nous faut commencer à : chercher de nouveaux principes de création. Je soulignerai que je ne pense ici qu’à l’image.1Communiquer ses propres émotions est envisageable par l'abstraction selon le réalisateur danois, car l'abstraction permet de transcender l'objectivité.A quelles conditions la lumière et ses déclinaisons peuvent-elles induire une abstraction de l'image ? Comment se traduit l'abstraction ? Quels sont les signifiés d'une plastique lumineuse abstraite ?Cette recherche analyse l'ambiance lumineuse de « Stalker», « Europa» , « Trois couleurs bleu» et « L'homme sans passé », quatre films d'Europe du nord regroupés autour des mêmes thématiques. Les réalisateurs Andreï Tarkovski, Lars Von Trier, Krzysztof Kieślowski, Aki Kaurismäki influencés par Carl Theodor Dreyer, s'associent de toute évidence à sa problématique.Cette thèse démontre que l'abstraction de l'image est possible par sa plastique lumineuse susceptible d' exprimer une virtualité, une dissonance, un magnétisme, un enfermement. Elle interroge les directeurs photo et les réalisateurs du corpus sur les sensations éprouvées par l'esthétique lumineuse. Elle révèle enfin que, de multiples temps hétérogènes travaillant la lumière sont à l'origine de l'abstraction de l'image. 1 DREYER Carl Th, Réflexions sur mon métier, réédition Cahiers du Cinéma, 1997, Paris, p 105 / Lighting transcends it's entity which is to "Render objects visible". But what is the artistic experience and what are the intentions of a director who desires to communicate his subjectivity? What is this light that can render the invisible visible when according to Carl Theodor Dreyer :For the director, it's about the ability to share to the spectators one's own artistic experiences or interior feelings. Through abstraction it is possible to realize this because it replaces the truthful objective by it's own subjective interpretation. However, if the abstraction has to present itself on the screen, we must start to search for new principles of creation. I will emphasize that I am referring here only to the image*.To communicate one's own emotions is possible through abstraction according to the Danish director, because abstraction allows to transcend objectivity.To what conditions may lighting and it's inflections induce an abstraction of the image? How may one translate such an abstraction? What are the signifiers of an abstract lighting?This research analyze the tonality of the lighting of "Stalker", "Europa", "Three colors : Blue" and "The man without a past". Four films from northern Europe that are grouped around similar themes. The directors Andreï Tarkovski, Lars Von Trier, Krzysztof Kieślowski, Aki Kaurismäki, influenced by Carl Theodor Dreyer, are connected without a doubt to his vision. This thesis is set to demonstrate how the abstraction of an image is possible through a certain plasticity of lighting effects which is susceptible to express a virtuality, a dissonance, a magnetism and an enclosing. This paper interrogates directors of photography and the directors of the corpus on the demonstrated feelings generated by the aesthetics of lighting. Finally it brings to the surface multiple heterogeneous times working light that are behind of the abstraction of image.    *DREYER Carl Th, Réflexions sur mon métier, réédition Cahiers du Cinéma, 1997, Paris, p 105

Ce travail met en œuvre un processus d'effacement de la figuration par la lumière, mais également par l'utilisation du blanc en tant que matière. La forme devient fantomatique, apparaît en filigrane, et disparaît aux confins de la représentation. Cette recherche se déploie à travers une installation plastique qui invite le spectateur à une lecture visuelle en épaisseur. Il s'agit de mettre en lumière par diffraction quelques figures prélevées dans l'Apocalypse de Saint Jean. J'ai ainsi imaginé de prendre appui sur ce texte fondateur. Tel le parergon Derridien, il lui a servi de cadre et de cartouche pour définir à la fois un lieu et proposer le chemin qui mène au dévoilement. C'est au dessin effacé par le geste peint et qui retourne à la blancheur, que j'ai confié cette mission, pour traduire la fragilité de la condition humaine. La représentation qui se retire laisse l'incertain de la vision d'imprimer dans un point par point. A l'horizon de cette quête, née de la lecture du texte et de son écriture plastique, se révèle enfin un visage. Un visage d'humanité alternant entre les dualités multiples de l'existence. Ce travail est un chemin vers l'effacement, vers le retrait. Il se veut un en deçà qui rencontre un au-delà. / This work sets up a fading process in figuration with the use of light but also white as matter. Form becomes phantasmal appears as filigree and disappears in the confines of representation. This research is deployed via a plastic art installation which invites the spectator to experience an in-depth interpretation. Figures taken from the Apocalypse of Saint John are illuminated by diffraction. I thus used this mythical text as a support for the project like Jacques Derrida's parergon, where he used it as a framework and cartouche to define both a place and a pathway which leads to a revelation. It is the blotted out painted drawing reverting to whiteness, which serves this purpose in order to interpret the fragility of human condition. The representation which fades reveals an uncertain vision expressed in a point by point. The end result of this quest born from a reading of the scripture and the artist's gesture is ultimately, a face -a face expressing humanity, alternating between the multiple dualities of existence. This work is a pathway towards the fading withdrawal of an image. It aims to be this side which encounters the beyond.

Cette thèse porte sur l'étude de la transmission par diffusion multiple de deux photons intriqués à travers un milieu désordonné. Ce travail théorique fait intervenir deux branches de la physique qui sont l'optique quantique et la physique ondulatoire en milieu aléatoire.Dans le premier chapitre, nous donnons les outils théoriques d'optique quantique nécessaires à la compréhension du travail exposé. Après une présentation de la quantification de la lumière dans un milieu ouvert, nous introduisons les principaux états quantiques de la lumière qui sont utilisés dans cette thèse. Dans un second temps, nous présentons la plus importante propriété des états quantiques étudiés, l'intrication quantique. Après une introduction générale, le concept d'intrication entre particules indistinguables est discuté.Étant donné le caractère aléatoire du milieu dans lequel la lumière se propage, les observables physiques considérées dans cette thèse doivent être étudiées statistiquement. De ce fait, le second chapitre présente une approche statistique de la diffusion de la lumière en milieu aléatoire. Nous considérons dans un premier temps une description microscopique de la diffusion multiple basée sur le formalisme de la fonction de Green. Par la suite, nous nous intéressons à une description macroscopique faisant intervenir la matrice aléatoire de diffusion.Dans le troisième chapitre, nous étudions la figure de tavelures à deux photons qui apparaît dans les mesures de coïncidences. Nous commençons par introduire les principales propriétés de l'état à deux photons considéré et discutons ensuite la cohérence de cet état de la lumière. Par la suite, nous présentons une analyse détaillée de la figure de tavelures obtenue par transmission d'un état à deux photons possédant un spectre fréquentiel large à travers un milieu désordonné. Nous discutons de la possibilité ou non d'observer dans les mesures de coïncidences des signatures du caractère non-classique de la lumière. Finalement, nous calculons la visibilité des figures de tavelures à un et deux photons et montrons comment l'intrication initiale modifie cette visibilité.Pour terminer, nous développons une nouvelle approche théorique permettant de quantifier la quantité moyenne d'intrication de l'état diffusé à travers un milieu aléatoire. En utilisant la théorie des matrices aléatoires, nous dérivons la décomposition de Schmidt de l'état diffusé qui possède une certaine quantité d'intrication. Nous montrons comment la statistique du milieu désordonné influence la densité des valeurs propres de Schmidt et quantifions l'intrication transmise grâce différentes mesures d'intrication telles que l'entropie de von Neumann des valeurs propres de Schmidt et le nombre de Schmidt. / This thesis deals with the transmission by multiple scattering of high-dimensional bipartite entangled states of light through a random medium. This theoretical work merges two branches of physics, quantum optics and wave physics in random media.In the first chapter, we provide the basic toolbox of quantum optics required to understand further work. After a presentation of the quantization of light in an open medium, we introduce the main quantum states of light that are studied in the thesis. Then, we present the most important properties of quantum states, the quantum entanglement. After a general introduction, the still debated concept of entanglement between indistinguishable particles is presented and discussed.Because of the randomness of the medium in which the light propagates, the observables considered in this thesis have to be treated statistically. Hence, the second chapter presents a statistical approach to the multiple scattering of light. We first consider a microscopic description of the multiple scattering based on the so-called Green's function formalism and then turn to a macroscopic description which uses the random S-matrix formalism.In the third chapter, we study the two-photon speckle patterns appearing in coincidence measurements. We first introduce the main properties of the two-photon state that we consider and discuss the coherence of the two-photon light. Then, a detailed analysis of the two-photon speckle pattern obtained with a broadband two-photon state incident on a disordered medium is given. We discuss whether or not signatures of non-classical light can be seen in coincidence measurements. Finally, we calculate the visibility of the one- and two-photon speckle patterns and show how the entanglement present in the incident state affects these visibilities.Finally, we develop a new theoretical approach to quantify the average amount of entanglement in the scattered state. Using the random matrix theory, we derive the Schmidt decomposition of the scattered entangled state. We show how the statistics of the disorder impacts on the density of the Schmidt eigenvalues and quantify the entanglement through several measures of entanglement like the von Neumann entropy of Schmidt eigenvalues and the Schmidt number.

La rétine contient une horloge endogène régulant différentes fonctions rythmiques et participe à la synchronisation de l'horloge centrale du SCN au temps géophysique. Cette synchronisation met en jeu les bâtonnets, les cônes et les cellules à melanopsine. Contrairement au SCN, le rôle des photorécepteurs dans la réponse à la lumière de l'horloge rétinienne est controversé. Nos travaux et ceux d'autres équipes soutiennent un rôle de la melanopsine alors que 2 études récentes suggèrent que seule la neuropsine est impliquée. Mon projet vise à disséquer le rôle des différents photorécepteurs par des approches in vitro/ex vivo chez des souris sauvages, Per2Luc et/ou déficientes en photorécepteurs. Des lumières monochromatiques ciblant différents photorécepteurs ont été appliquées à des explants rétiniens en culture de souris Per2Luc ou déficientes en melanopsine, cônes MW ou bâtonnets. Nos résultats montrent un rôle des bâtonnets dans le décalage de phase de l'horloge rétinienne par la lumière dans le spectre visible et une contribution additionnelle des cônes SW et/ou de la neuropsine dans l'UV. L'horloge rétinienne étant composée de plusieurs horloges et afin de déterminer leur réponse à la lumière, l'induction photique des gènes Per1-Per2 et C-Fos a été analysée dans les couches rétiniennes isolées chez des souris sauvages et déficientes en photorécepteurs. Chez les souris sans melanopsine ou cônes MW, l'induction de Per1-Per2 est abolie dans toutes les couches, suggérant un rôle de ces photorécepteurs. En résumé, nos résultats indiquent un rôle différentiel des photorécepteurs en fonction de la réponse mesurée (décalage de phase de PER2::Luc et induction des gènes de l'horloge par la lumière) / The mammalian retina contains an endogenous pacemaker regulating retinal physiology and participate to the sybchronization of the temporal phase of the central clock of the SCN to environmental time. This entrainment process involves rods, cones and melanopsin-containing retinal ganglion cells. In contrast with the SCN, the role of these photoreceptors in the light response of the retinal clock is still controversial. While recent studies suggest that none of them is involved in light response of the retinal clock, others support a role for melanopsin. My project aims to dissect the role of these different photoreceptors in wild-type, Per2Luc and/or photoreceptor-deficient mice using in vitro/ex vivo approaches. Monochromatic lights targeting different photoreceptors were applied to retinal explants of Per2Luc or melanopsin-, MW cones- or rods-deficient mice. Our results demonstrate that rods are required for the light-induced phase shift of the retinal clock in the visible spectrum and suggest an additional contribution of SW cones and/or neuropsin in the UV. As the retinal clock is composed of several clocks and in order to determine their response to light, the photic induction of Per1-Per2 and C-Fos genes was analyzed in isolated retinal layers from wild-type and photoreceptor-deficient mice. In mice without melanopsin or MW cones, Per1-Per2 induction by light is abolished in all layers, suggesting a role for these photoreceptors. In summary, our results propose a differential contribution of the retinal photoreceptors as a function of the response recorded (phase shift of PER2::Luc or induction of clock genes by light)

La fracture des matériaux, omniprésente aussi bien en science des matériaux qu’en géologie, implique souvent des événements soudains et imprévisibles, sans précurseurs détectables macroscopiquement. Une compréhension approfondie des mécanismes microscopiques conduisant in fine à la rupture est requise, mais les expériences restent rares. La détection de la dynamique microscopique dans les échantillons cisaillés est expérimentalement très difficile, car elle nécessite de combiner sensibilité mécanique, qualité optique et exigences strictes sur l’encombrement. Dans ce travail, nous présentons l'une des premières tentatives réussies de mesure des précurseurs microscopiques de fracture dans des matériaux mous modèles, grâce à des mesures de la plasticité microscopique à l'aide d'un nouvel instrument, couplant une cellule de cisaillement à contrainte contrôlée à un appareil de diffusion de lumière statique et dynamique (DLS) à petits angles. Dans un premier temps, nous montrons théoriquement, numériquement et expérimentalement comment la DLS, une technique très puissante difficile à utiliser pour un échantillon sous cisaillement, peut être utilisée comme outil de mesure de la dynamique microscopique dans les systèmes mous sous cisaillement. Pour un solide parfait et un fluide visqueux simple, le champ de déplacement résultant d'une déformation de cisaillement est purement affine. Nous montrons comment les déplacements affines et non affines, qui sont présents dans de nombreuses situations d’intérêt (matériaux élastiquement hétérogènes ou en raison de réarrangements plastiques) peuvent être évalués séparément par DLS et discutons de l'effet des non-idéalités dans des expériences typiques.Ce travail est centré sur un gel colloïdal fractal modèle, dont nous caractérisons la rhéologie linéaire en loi de puissance. Nous montrons que celle-ci est décrite par un modèle phénoménologique Fractional Maxwell (FMM), et discutons la relation possible entre FMM et la structure microscopique du gel.Sous une contrainte de cisaillement constante (expérience de fluage), le gel colloïdal présente une déformation rapide élastique suivie d'un fluage lent en loi de puissance, puis, après plusieurs heures par une accélération du taux de cisaillement, entraînant la rupture retardée du gel. Nos expériences montrent que le premier régime en loi de puissance, bien décrit par la viscoélasticité linéaire, correspond à l'échelle microscopique à une dynamique partiellement nonaffine, mais entièrement réversible. Lorsque la viscoélasticité dévie de la linéarité, une accélération nette, localisée dans le temps de la dynamique non-affine, est observée. Ces réarrangements rapides précèdent la fracture macroscopique du gel de plusieurs heures: ce sont des précurseurs dynamiques de la fracture qui permettent de prédire l’évolution du gel bien avant toute mesure rhéologique.Pour obtenir une image plus complète de la fracture, nous étudions l'apparition de l'irréversibilité lors d’une perturbation cyclique répétée plusieurs fois (expérience de fatigue). En suivant l'évolution stroboscopique du système en fonction de la déformation cumulée, on constate que, au-delà du régime linéaire, le taux de relaxation augmente brusquement, signature de plasticité. Si la contrainte appliquée est suffisamment grande, le gel à long terme montre une rupture retardée, en analogie avec celle observée en fluage. Les différences et similitudes entre les deux mécanismes de fracture sont discutées.Enfin, la généralité des résultats obtenus sur les gels colloïdaux est vérifiée en étudiant comme second système modèle un verre colloïdal, dont la mise en écoulement sous contrainte oscillante est un processus progressif, pour lequel deux modes de relaxation contribuent à la dynamique observée. Les analogies qualitatives trouvées avec des systèmes similaires (par ex. des émulsions concentrées) suggèrent qu'une image unifiée pourrait être obtenue, motivant des recherches futures. / Material failure is ubiquitous, with implications from geology to everyday life and material science. It often involves sudden, unpredictable events, with little or no macroscopically detectable precursors. A deeper understanding of the microscopic mechanisms eventually leading to failure is clearly required, but experiments remain scarce. The detection of microscopic dynamics in samples under shear is experimentally very challenging, because it requires to combine the highest mechanical sensitivity to strict requirements on the geometry of the whole setup and on the quality of the optical interfaces. In this work we present one of the first successful attempts to measure microscopic failure precursors in model soft solids. Here, microscopic plasticity under shear is observed using a novel setup, coupling a custom-made stress controlled shear cell to small angle static and dynamic light scattering (DLS).DLS is a very powerful technique, but its application to materials under shear is not trivial. In a first step we show a theoretical, numerical and experimental investigation of how DLS may be used as a tool to measure the microscopic dynamics in soft systems under shear. In ideal solids and simple viscous fluids, the displacement field resulting from an applied shear deformation is purely affine. Additional non-affine displacements arise in many situations of great interest, for example in elastically heterogeneous materials or due to plastic rearrangements. We show how affine and non-affine displacements can be separately resolved by DLS, and discuss the effect of several non-idealities in typical experiments.As a model system, this work mainly focuses on a fractal colloidal gel. We thoroughly characterize the linear power-law rheology of the gel, we show that it is very accurately described by the phenomenological Fractional Maxwell (FM) model, and we discuss the possible relationship between the FM model and the microscopic structure of the gel.Under a constant shear stress (creep experiment), the colloidal gel exhibits a fast, elastic deformation followed by a slow sublinear power-law creep, which is eventually interrupted after several hours by an upturn in the shear rate, leading to the delayed failure of the material. Our experiments show that the first power-law regime, nicely described by linear viscoelasticity, corresponds at the microscopic scale to partially nonaffine, yet fully reversible dynamics. Upon deviation from the linear viscoelasticity, a sharp acceleration, localized in time of the nonaffine dynamics is observed. These faster rearrangements precede the macroscopic failure of the gel by thousands of seconds: they thus are dynamic precursors of failure that allow one to predict the fate of the gel well before any rheological measurement.To obtain a more comprehensive picture of material failure, we next address the onset of irreversibility under a cyclic perturbation repeated many times (fatigue experiment). By following the stroboscopic evolution of the system as a function of the cumulated deformation, we observe that as soon as the shear amplitude is increased beyond the linear regime the relaxation rate increases abruptly, indicating that irreversible plasticity is at play. If a large enough stress amplitude is applied, the system on the long run displays delayed fatigue failure, with reminiscences of the one observed in creep. Differences and similarities between the two failure mechanisms are discussed.Finally, the generality of the results obtained on colloidal gels is checked by investigating as second model system a soft colloidal glass. In this case, our experiments indicate that oscillatory yielding is a gradual process, where two relaxation modes contribute to the observed dynamics. Qualitative analogies found with similar systems (e.g. concentrated emulsions) suggest that a general picture might be obtained with our study, which motivates ongoing and future investigations.

L’agrivoltaïque, combinaison de panneaux photovoltaïques et d’une culture sur le même sol, a été proposé en 1982 comme solution au conflit d’usage des sols. Lancé en 2010 à Montpellier, le concept associant panneaux fixes et diverses cultures a fait la preuve d’une productivité combinée de la parcelle améliorée grâce, notamment, à l’acclimatation de la culture à l’ombre. Dans cette thèse, les panneaux fixes ont été échangés par des panneaux orientables au cours de la journée. L’objectif était d’optimiser l’orientation des panneaux pour maximiser la productivité combinée de la parcelle sans pénaliser la culture. Pour cela, la croissance et le développement de laitues ont été analysés en conditions contrôlées et en plein champ sous différentes modalités d’ombrage par panneaux fixes ou mobiles. Les panneaux mobiles ont permis d’améliorer la productivité combinée de la parcelle par rapport à des panneaux fixes, avec un maintien de la production agricole dans certaines conditions. Une approche écophysiologique basée sur le développement de la plante, sa capacité à intercepter et convertir le rayonnement en biomasse, a révélé que les modalités d’ombrage avaient peu d’impact sur la mise en place de la surface foliaire malgré des différences de biomasse accumulée en rapport avec le rayonnement transmis à la plante. Des modifications du développement foliaire ont conduit à une meilleure utilisation du rayonnement transmis lorsque celui-ci était réduit. Ce travail a débouché sur une modélisation de l’impact de l’orientation des panneaux sur la biomasse des laitues permettant d’optimiser le pilotage des panneaux en fonction du scénario climatique et des objectifs de productions. / Agrivoltaic systems, combining solar panels and crops on the same land were proposed in the early 1980’s as a solution to solve land use conflict. Introduced in 2010 in Montpellier, the concept has proven itself associating fixed panels to multiple food crops. Total land productivity was improved, thanks to plant acclimation to shade. In this thesis, fixed panels were replaced with mobile panels, adjustable along the day. The aim of this work was to optimize solar panel orientations to maximise total land productivity without threatening the crop culture. Growth and development of lettuces were analysed in controlled conditions and in the field under several shading conditions by fixed or mobile panels. Total land productivity was improved with mobile panels in comparison with fixed panels, maintaining lettuce yield under certain conditions. Through an ecophysiological approach based on plant development and its ability to intercept and convert light into biomass, the different shading conditions were shown to have a small impact in the plant leaf area dynamic despite large differences in accumulated dry mass associated with transmitted radiation at the plant level. This was due to differences in leaf development resulted in higher use of the transmitted radiation when it was reduced. This study proposed a modelling approach of the incidence of panel orientations on lettuce dry mass at harvest. The model allows an optimisation of solar panels controlling as a function of climate scenario and crop and electricity production objectives.

Les milieux diffusants épais et absorbant sont présents dans un grand nombre de domaine : peintures, jets,crèmes et produits cosmétiques, tissus biologiques, etc. L’étude in situ et non invasive de tels milieux est de la plus haute importance car l’enjeu est de pouvoir mesurer les propriétés physiques à l’intérieur même du système sans le perturber. L’utilisation d’un laser femtoseconde permet de sonder ces milieux en profondeur tout en effectuant des mesures de temps de vol des photons. L’objectif de cette thèse est de modéliser l’interaction entre une impulsion femtoseconde et un milieu à la fois diffusant et absorbant.L’effet principal des processus d’absorption est d’accélérer le temps de vol des photons. En effet, plus un photon reste longtemps dans le milieu, plus il aura de chance d’être absorbé. Les processus d’absorption ont en effet la propriété de « tuer » les trajectoires les plus longues, qui correspondent aux retards les plus conséquents. Une étude fine des signatures temporelles peut donc renseigner quant à la taille des particules, au coefficient d’absorption du liant, des particules ou d’autres paramètres microphysiques du milieu. Une partie conséquente du travail de thèse a consisté à étendre les modèles de diffusion temporelle au cas d'un milieu absorbant. Nous avons enfin réalisé plusieurs applications numériques à l’aide d’un code de Monte-Carlo modélisant la diffusion multiple temporelle dans un milieu absorbant. Deux cas particuliers exhibant une modification des signatures temporelles très sensibles à l’absorption ont été étudiés et illustrés de cas concret. Tout d’abord, nous montrons qu’une très faible absorption dans de grosses particules se répercute sur la signature temporelle en diffusion avant. Une application pour la détermination de la température d’alumine dans un jet de propulseur est envisagée. Ensuite, l’absorption du liant réduit les temps de vol en rétrodiffusion. Une mise en évidence expérimentale de ce phénomène ainsi qu’une comparaison avec nos modèles sont présentées. / Thick scattering and absorbing media are present in a great variety of domain such as paints, jets,cosmetics, biological tissues, etc. In situ and non invasive studies of such media are very importan tbecause the issue is to measure physical properties inside the medium without perturbations. The use of a femtosecond laser can both probe these media in depth and make photons time of flight measurement.The aim of this thesis is to model interaction between a femtosecond pulse and a scattering and absorbing medium. The main effect of absorption is to increase the time of flight of photons. Indeed, the absorption processes have the property to “kill” the longer trajectory, which corresponds to more important delays.An extended study of temporal profiles can give information about the size of the particles, the absorption coefficients of the surrounding medium and of particles or other microphysical properties of the medium.A substantial part of the thesis consists in extension of temporal scattering models to the case of absorbing medium. We have finally realized several numerical applications with the help of a Monte-Carlo code,which simulates temporal multiple scattering processes in an absorbing medium. Two particular cases exhibit a neat modification of the temporal profile with absorption. We have studied and illustrated them with practical cases. First, we show that small absorption in large particles modifies the temporal profile inforward scattering. Application such as temperature determination of alumina particles in a rocket jet is considered. Then, absorption in the surrounding medium decreases the time of flight of backscattering temporal profile. An experimental illustration of this phenomenon and a comparison with our models are presented.