Ce travail porte sur l'élaboration et la caractérisation des systèmes à base de polymères biocompatibles en présence de solvants isotropes et anisotropes. La caractérisation de ces réseaux de polymères acryliques et méthacryliques, obtenus par photopolymérisation radicalaire, a été effectuée par gonflement en masse dans des solvants isotropes (l’eau) et anisotropes (des cristaux liquides de type cyanobiphényl). La cinétique de gonflement dans l’eau a été suivie en fonction du taux de réticulation et du pH. Le gonflement des réseaux polymères dans certains cristaux liquides a été étudié en fonction de la température à l’aide d’un microscope optique et une platine chauffante. Le taux de gonflement ne dépasse pas les 5% à cause des fortes interactions entre le polymère et le cristal liquide.Ces matériaux présentent un intérêt particulier dans le domaine des dispositifs électro-optiques. Une étude détaillée du comportement électro-optique a été effectuée pour des films polymères-cristaux liquides élaborés par la méthode de séparation de phases induite par rayonnement ultraviolet (UV). Certains systèmes binaires présentent des phénomènes de relaxation conduisant à l’obtention d’un effet de mémoire optique après la coupure du champ électrique.La caractérisation des structures synthétisées a été effectuée à travers l’utilisation de techniques expérimentales performantes telles que la spectroscopie Infra-rouge à Transformée de Fourier (FTIR), la résonance magnétique nucléaire (RMN), la microscopie optique à lumière polarisée (MOP), la microscopie électronique à balayage (MEB), la Chromatographie d’Exclusion Stérique (SEC) et l’analyse enthalpique différentielle (AED). / This study focuses on the development and characterization of systems based on biocompatible polymers in the presence of isotropic and anisotropic solvents. The characterization of these networks of acrylic and methacrylic polymers obtained by radical photopolymerization was carried out by swelling experiments in an isotropic environment (water) and in anisotropic solvents (using cyanobiphenyls as liquid crystals). The kinetics of swelling in water was followed by the rate of crosslinking and pH. The swelling of polymer networks in some liquid crystals has been studied as a function of temperature using an optical microscope and a heating stage. The swelling ratio did not exceed 5% because of strong interactions between the polymer and liquid crystal.These materials are of particular interest in the field of electro-optical devices. A detailed study of electro-optical properties has been performed for polymer-liquid crystal films, prepared by the method of phase separation induced by ultraviolet (UV) radiation. Some binary systems exhibit relaxation phenomena leading to optical memory effects after stopping the electric field. The characterization of synthesized structures was performed through the use of powerful experimental techniques such as Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy, Nuclear Magnetic Resonance (NMR), Polarized Optical Microscopy (MOP), Scanning Electron Microscopy (SEM), Size Exclusion Chromatography (SEC) and Differential Scanning Calorimetry (DSC).

Un état quantique de lumière est caractérisé par la statistique de son nombre de photons. Lorsque qu'un champ électromagnétique se propage dans un milieu, ses statistiques peuvent être modifiées, notamment en présence de phénomènes cohérents. Cette thèse s'intéresse expérimentalement et théoriquement à la propagation d'états quantiques de lumière dans une vapeur d'hélium métastable à température ambiante. Dans un premier temps, on étudie la propagation de lumière en présence d'oscillations cohérentes de populations ultrafines et montre qu'elles permettent de stocker efficacement une quadrature spécifique d'un champ lumineux. Néanmoins, ce protocole ne permet pas de stocker les deux quadratures d'un mode du champ électromagnétique, et les conditions de propagation dans le milieu dégradent leurs propriétés statistiques, empêchant son utilisation pour des applications quantiques. Ce travail montre ensuite qu'il est possible de générer des états comprimés à deux modes dans ce même système, par mélange à 4 ondes. Les états fortement comprimés (9 dB) peuvent être générés en exploitant les fortes non-linéarités induites par piégeage cohérent de population via une transition optique, ainsi que par la proximité d'une autre transition optique voisine. Enfin, une dernière partie s'intéresse au transfert de bruit par effet Faraday entre les fluctuations de spin atomique du milieu et les fluctuations de polarisation d'un champ lumineux. L'étude de ces fluctuations par spectroscopie de bruit de spin a mis en évidence des comportements originaux qui pourraient par la suite être utilisés dans d'autres milieux. / A quantum state of light is characterized by its statistics of number of photons. These statistics can change in the presence of coherent phenomena. This PhD focuses both experimentally and theoretically on the propagation of quantum states within a room temperature vapor of metastable helium. First, we show that ultranarrow coherent population oscillations allow to efficiently store a specific quadrature of a light wave. Nevertheless, this protocol cannot be use to store the two quadratures of a light field. Indeed, the propagation conditions deteriorates its statistical properties, forbidding its use for quantum application. Secondly, we show that it is possible to generate twomode squeezed states of light in that system. High amplification can be achieved (9 dB), exploiting the strong nonlinearities enabled by coherent population trapping of a transition, and because of the energy level structure. Finally, we study atomic spin noise transfer to light polarization noise via Faraday effect. These fluctuations, probed by spin noise spectroscopy, show original behaviors that may be useful in another systems.

Ce mémoire est consacre a l'étude des propriétés optiques de molécules organiques encagées dans des matrices solides synthétisées par procede sol-gel. Nous montrons que de tels matériaux peuvent avoir des applications dans les domaines des lasers solides accordables et de l'optique non linéaire. Le procède sol-gel permet de transformer par polymérisation inorganique une solution réactionnelle appelée sol, en un gel solide poreux, appele xerogel. Le sol initial peut être dope avec des molécules organiques qui seront, après gélification, encagées dans les pores de la matrice solide hote. Ce procède étant très riche en possibilités de synthèse, nous avons pu étudier des xerogels de natures très diverses. Nous avons pu constater qu'une même molécule organique présente des comportements très différents suivant le type de matrice hote qu'elle dope. La nature des interactions entre les matrices solides hotes et les molécules organiques dopantes (rhodamines et triphénylméthanes) et leurs conséquences sur les propriétés de ces dernières ont été étudiées. Nous avons pu mettre en évidence deux paramètres de synthèse extrêmement importants quant a leurs conséquences sur le comportement des molécules encagées: d'une part la proportion d'eau présente dans le sol, et d'autre part, la nature de l'environnement initial du ou des atomes (ex: sio#2). C'est grâce a de nombreuses mesures d'optique linéaire et a leur interprétation que nous avons pu mieux comprendre la structure physico-chimique des xerogels dopes dont certains aspects ont, de surcroît, pu être modélises. Nous avons interprète en termes de viscosité apparente des résultats d'analyses temporelles de saturation d'absorption dans des xerogels dopes avec du vert de malachite. En ce qui concerne les applications, les travaux que nous avons effectues indiquent qu'il est possible de choisir le type de la matrice solide afin d'y retrouver les propriétés connues des molécules organiques en phase liquide. Des lasers solides accordables ont ainsi pu être développes. A l'inverse, il est également possible, en choisissant d'autres types de matrice, de synthétiser des matériaux aux propriétés originales. Nous avons ainsi réalise des xerogels dopes que nous avons dénommes optogels (optically active xerogels). Ces optogels constituent des mémoires optiques dont le comportement a été interprète en termes d'effet Kerr a mémoire