La compréhension des mécanismes de corrosion du fer à très long terme en milieu anoxique intéresse le domaine du stockage des déchets radioactifs à haute activité. En France, il est prévu de mettre en place un dispositif de stockage comprenant une matrice vitreuse enveloppée dans un conteneur en acier inoxydable, lui-même dans un surconteneur en acier doux en formation géologique profonde. Le dispositif devrait être imperméable dans cet environnement anoxique pendant plusieurs millénaires. Afin de prévoir les mécanismes d’altération des matériaux ferreux à très long terme, un axe de recherche s’est développé autour de l’étude d’analogues archéologiques de corrosion. Dans cette étude, les mécanismes de corrosion sont appréhendés à partir d’un corpus de clous âgés de 400 ans provenant du site de Glinet, choisi comme site de référence. Le premier axe de ce travail a consisté à caractériser finement le système de corrosion métal / produits de corrosion / milieu, en combinant des techniques multiéchelles. Les premiers résultats montrent que les échantillons ont été corrodés en milieu anoxique dans de l’eau riche en carbonate. De plus, le couplage de la microdiffraction des rayons X, de la microspectroscopie Raman et de la spectroscopie dispersive en énergie a mis en évidence trois types de faciès composés de carbonate de fer, sidérite et chukanovite, et de magnétite. Selon l’agencement de ces phases, la résistance électronique des produits de corrosion varie d’un pôle isolant à un pôle très conducteur. Dans le second axe de cette étude, des expériences de remise en corrosion en milieu synthétique représentatif du milieu d’enfouissement ont été menées. Dans un premier temps, des mesures de chronoampérométrie ont montré que la réaction de réduction de l’eau à la surface du métal est négligeable. Par ailleurs, un marquage de la réaction au cuivre et au deutérium a permis d’identifier respectivement les sites de consommation des électrons localisées en zone externe de la couche et les sites de précipitation des phases néoformées en zone interne proche de l’interface méta l/ produits de corrosion. L’ensemble de ces résultats a conduit à proposer des mécanismes de corrosion du fer à très long terme en milieu anoxique. L’un s’appuie sur la présence d’une couche non poreuse nanométrique formée à l’interface méta l/ produits de corrosion. L’autre suppose la formation d’un gel sur quelques micromètres de la zone interne de la couche de produits de corrosion. Cette étude sur les analogues archéologiques a permis de proposer des données concernant les mécanismes de corrosion des alliages ferreux à très long terme. Celles-ci devront être intégrées dans les modélisations du comportement des matériaux ferreux enfouis / Understanding the long term corrosion mechanisms of iron in an anoxic environment is essential in the field of the radioactive waste storage. In France, it is planned to store high level nuclear wastes in a multibarrier system containing a glassy matrix surrounded by a stainless steel container, embedded in a low-carbon steel overcontainer. This system would be placed in a deep geological repository, which would impose anoxic conditions. As it must be efficient for a period of several thousands of years, one should understand the alteration mechanisms that are expected to occur in such a long time. To this purpose, a specific approach is developed on ferrous archaeological analogues with thick corrosion layer formed in natural conditions. In this study, the corrosion mechanisms have been assessed by examining nails aged of 400 years coming from the archaeological site of Glinet, selected as a reference site. The first point was a fine characterisation of the entire corrosion system metal / corrosion products / medium, through the use of coupled multiscale analytical tools. The first results showed that the samples were corroded in an anoxic calco-carbonated environment. Moreover, the coupling of X-ray microdiffraction, Raman microspectroscopy and dispersive energy spectroscopy has enabled to identify three corrosion systems composed of iron carbonates, siderite and chukanovite, and magnetite. Depending on the phase’s layout in the system, the electronic resistance of the corrosion layers has been established, from resistive to conductive. In a second stage, recorroding experiments in laboratory were performed. Firstly, the electrochemical behaviour of the corrosion system has shown that water reduction at the metallic interface is negligible. Furthermore, reaction tracing with copper and deuterium has allowed identifying the electron consumptions sites mainly localised on the external part, and the precipitation sites on the internal part of the corrosion layer. From the obtained results, long term corrosion mechanisms in anoxic media have been proposed. One is based on the occurrence of a nanometric non porous layer located at the metallic interface. The other one is based on a gel-like phase’s formation. This study has enabled to propose new data on the corrosion processes occurring in anoxic media; these last must be integrated in the behaviour models of buried ferrous materials

L’utilisation de petits champs dans les techniques de radiothérapie a considérablement augmenté, en particulier dans les traitements stéréotaxiques et les grands champs uniformes ou non uniformes qui sont composés de petits champs tels que la radiothérapie à modulation d’intensité (IMRT) ou la radiothérapie par microfaisceaux. Pour ces champs d’irradiation, les erreurs dosimétriques ont augmenté par rapport aux faisceaux conventionnels. La raison principale en est qu’il n’existe pas de protocole dosimétrique standard. Dans le cas de la MRT, un protocole dédié a été développé sur la base d’une mesure de faisceau large avec une chambre d’ionisation PinPoint combinée à la multiplication avec un OF pour prédire la dose dans le pic. Ce protocole est pratique en ce sens qu’il permet de surmonter le manque de résolution spatiale du détecteur et de toute façon d’aller de l’avant avec les procédures pré-cliniques en permettant le calcul de la dose pic. La dose dans la vallée est ensuite récupérée à l’aide du PVDR, également basé sur des calculs MC.Au cours de la dernière décennie, des détecteurs à haute résolution spatiale permettant des mesures à l’échelle du micron sont devenus disponibles. Parmi eux, le détecteur de microdiamants PTW, les films HDV2 combinés avec le système de lecture approprié et le FNTD. Les mesures effectuées sur la ligne de lumière biomédical ID 17 avec ces trois dosimètres ont mis en évidence des divergences entre les valeurs simulées MC de OF et PVDR et les données expérimentales qui traitent d’un problème concernant la validité du protocole de dosimétrie actuel. En outre, il a été souligné que les valeurs OF et PVDR différent entre les différents codes MC, ce qui représente un problème lorsque ces valeurs sont associé au protocole de dosimétrie. Obtenir des valeurs fiables d’OF et de PVDR pour les mesures expérimentales et numériques représente le défi de ce travail.Dans ce travail, les écarts entre les simulations MC et les données mesurées sont attribués à un manque de détails dans les simulations MC et au fait que les caractéristiques spécifiques du détecteur peuvent influencer la mesure. Une série de simulations MC est mise au point pour quantifier chacun de ces effets. Le principal inconvénient d'une telle étude est le temps de simulation, de sorte que des astuces sont utilisées pour accélérer le calcul et néanmoins garder les résultats aussi précis que possible. / The use of small fields in radiotherapy techniques has increased substantially, in particular in stereotactic treatments and large uniform or nonuniform fields that are composed of small fields such as for intensity modulated radiation therapy (IMRT) or Microbeam Radiation Therapy. For these irradiation fields, dosimetric errors have increased compared to conventional beams. The main reason for this is that no standard dosimetric protocol exists. In the case of MRT, a dedicated protocol has been developed based on a broad beam measurement with a PinPoint chamber combined with the multiplication with an OF to predict the peak dose. This protocol is handy in the sense that it allows to overcome the lack of spatial resolution of the detector and anyway move forward with pre-clinical procedures by enabling the calculation of the peak dose. The valley dose is then retrieved using the PVDR also based on MC calculations.Over the last decade, detectors with high spatial resolution allowing measurements at the micron scale became available. Among them, the PTW microDiamond detector, HDV2 films combined with the appropriate read-out system and FNTD. Measurements performed at the ID 17 biomedical beamline with these three dosimeters highlighted discrepancies between the MC simulated values of OF and PVDR and experimental data which addresses an issue regarding the validity of the current dosimetry protocol. Moreover, it has been highlighted that OF and PVDR values differ between the different MC codes which represents a problem when associated with the dosimetry protocol. Obtaining reliable values of OF and PVDR for both experimental and numerical measurement represents the challenge of this work.In this work, the discrepancies between the MC simulations and measured datas are assigned to a lack of details in the MC simulations and to the fact that detector specific characteristics can influence the measurement. A series of MC simulation is developed to quantify each of these effects. The major drawback of such study is the simulation time, so tricks are used to speed up the calculation and nevertheless keep the results as accurate as possible.

This thesis demonstrates the relevance of bystander effect mechanisms after exposure to two Synchrotron modalities – Microbeam Radiation Therapy and Pencilbeam – that are currently at the preclinical stage but aim to treat brain tumours. We elucidate the relationship between the hyper-radiosensitivity phenomenon and radiation-induced bystander effects by studying the dose response of three glioma cell lines. The relevance of these low-dose effects for both Synchrotron modalities is because the tissue exposed to low valley-doses is predicted to be where hyper-radiosensitivity and bystander effects might be expected to predominate. In vivo experiments were conducted in the European Synchrotron radiation Facility in Grenoble, France and also in the University of Freiburg’s Hospital in Freiburg, Germany. Experiments conducted in vitro were performed at McMaster University. The most relevant results of this thesis revealed that the low-dose hyper-radiosensitivity phenomenon can coexist with radiation-induced bystander effects and evidence points towards bystander signalling mechanisms as the primary cause of cell killing during hyper-radiosensitivity. Bystander and abscopal effects can occur in rats and even in immune-compromised nude mice after exposure to Synchrotron Microbeam Radiation and Pencilbeam. Bystander effects can be communicated from irradiated rats to healthy unirradiated cage mate rats and the presence of a tumour modulates both the bystander and abscopal responses. The γ-H2AX biomarker can successfully be used for the detection of DNA damage in the brain of rodents after Synchrotron Radiation. In conclusion, this thesis considerably expands the understanding of the role of bystander effects in cells lines, tissues, and animals exposed to Synchrotron radiation. It is suggested that further exploration of the role of bystander effects and hyper-radiosensitivity during Synchrotron treatments could identify new targets leading to better tumour control. / Thesis / Doctor of Science (PhD)

La radiothérapie par microfaisceaux (MRT) synchrotron est une méthode de radiothérapie alternative pour les tumeurs cérébrales, qui présente l'avantage unique de pouvoir déposer de très hautes doses d'irradiation (plusieurs 100aines de Gy) au niveau de la masse tumorale. En effet, le fractionnement spatial des rayons X en microfaisceaux parallèles de quelques dizaines de micromètres s'est montré efficace dans le traitement des tumeurs cérébrales du rongeur tout en préservant le tissu cérébral péritumoral. Pour autant, son mode d'action sur le plan biologique n'est qu'en partie connu. Si l'effet différentiel de cette irradiation sur les vaisseaux sains et tumoraux a pu être démontré ces dernières années, il ne peut expliquer à lui seul l'efficacité de la MRT. Dans ce travail, nous avons établi une description de la réponse transcriptomique précoce des tissus sains et tumoraux (gliosarcome 9L) à la MRT et les fonctions biologiques et voies de signalisation associées. Ces résultats constituent une base de données interrogeable à partir d'hypothèses précises. Cette base a ainsi permis d'identifier des transcrits impliqués dans la réponse de la tumeur à la MRT et dont l'inhibition n'interfèrerait pas avec la réparation des tissus sains : nous avons proposé 3 cibles potentielles qui permettraient d'augmenter l'index thérapeutique de la MRT. (i) L'inhibition radio-induite d'un groupe de 13 gènes (Plk1, Cdc20, Ccnb1, Pttg1, Bub1, Dlgap5, Cenpf, Kif20a, Traf4af1, Depdc1b, Mxd3, Cenpe et Cenpf), participerait au contrôle tumoral précoce après MRT par la perturbation de la division cellulaire et pourrait être amplifié pour prolonger l'inhibition de la croissance tumorale. (ii) La mise à profit de l'activation du promoteur de Clecsf6 au sein des tumeurs irradiées permettrait la surexpression locale, via les monocytes modifiés et infiltrés, de protéine d'intérêt thérapeutique. (iii) Areg (codant pour l'Amphiréguline) est surexprimé au sein du tissu tumoral après MRT et son implication connue dans la chimio/radiorésistance nous conduit à considérer que son inhibition pourrait être une stratégie de renforcement des effets de la MRT. Par ailleurs, nous avons montré que la MRT engendrait de meilleurs résultats sur le contrôle tumoral et la survie animale qu'une irradiation synchrotron en champ plein (avec une dose équivalente à la vallée MRT). Cependant, aucune différence transcriptomique ne pouvant soutenir cet effet n'a pu être mis en évidence. / Synchrotron Microbeam Radiation Therapy (MRT) is a novel form of radiosurgery of brain tumors which allows high dose deposition (few hundreds of Gy) in pathologic tissues. The spatial fractionation of the incident beam into arrays of near-parallel microbeams has shown efficiency on brain tumors implanted in rodents while sparing normal tissues. The preferential effects observed on tumor vessels could not entirely explain the efficiency of MRT and other biological mechanisms might be involved in tumor control. In this work, we described the early whole transcriptomic responses of normal and tumoral (9L gliosarcoma) tissues to MRT and the associated biofunctions and pathways. This provides a questionable data base which can be used by the whole MRT community. This base allows to identify transcripts involved in tumor response to MRT and which inhibition would have no consequence in healthy tissue repair. We identified 3 relevant targets which might increase the therapeutic index of MRT. (i) The radio-induced inhibition of a cluster of 13 genes (Plk1, Cdc20, Ccnb1, Pttg1, Bub1, Dlgap5, Cenpf, Kif20a, Traf4af1, Depdc1b, Mxd3, Cenpe and Cenpf) may be involved in tumor control after MRT through the deregulation of cell division and could be amplified to continue the tumor growth inhibition. (ii) We might benefit from the activation of the Clecsf6 promoter in irradiated tumors by delivering, via modified and injected monocytes, some therapeutic proteins. (iii) Finally, Areg (encoding for Amphiregulin) is overexpressed in tumors after MRT and its involvement described in chimio/radioresistance enable to consider that its inhibition might help in tumor control after irradiation. We also showed that MRT induces a greater tumor control and survival rates compared with similar broad beam irradiations but no differences in transcriptomic responses have been highlighted.

La compréhension des mécanismes de la corrosion atmosphérique sous abri à très long terme des alliages ferreux concerne plusieurs applications. D'une part, l'emploi massif du fer dans l'architecture médiévale pose, notamment, la question de l'évolution à long terme de ce matériau dans ces conditions. D'autre part, la période d'entreposage, lors du processus de traitement des déchets nucléaires, pointe le besoin d'une modélisation sur plusieurs centaines d'années du comportement des aciers doux, matériau envisagé pour les sur-containers. Une approche commune a été développée pour ces deux problématiques et appliquée sur le chaînage de renfort métallique de la cathédrale d'Amiens (XVe siècle). La corrosion atmosphérique sous abri à long terme est contrôlée par un cycle d'humidification à séchage, durant lequel la couche oxydée joue un rôle. Le premier axe de travail a donc consisté à caractériser finement le système de corrosion, à l'aide d'un croisement de techniques, depuis l'échelle macroscopique jusqu'à l'échelle nanométrique. L'accent a été en particulier mis sur les techniques d'analyse structurale micro-focalisées (μ-Raman, μ-DRX et μ-XAS), qui permettent de déterminer la nature des phases présentes, leur localisation et leurs proportions. Le système de corrosion est composé du milieu environnant, de la couche de produits de corrosion et du substrat métallique. Les couches de produits de corrosion sont constituées d'une matrice de goethite nanocristallisée, contenant de faibles quantités de lépidocrocite et d'akaganéite, ces deux phases étant principalement situées en couche externe. De plus, des marbrures plus claires sont observées au sein de la matrice. Parfois composées de maghémite, ces marbrures sont principalement constituées de ferrihydrite/feroxyhite et peuvent être connectées, ou non, au substrat métallique. Dans le second axe de travail, des expériences spécifiques ont été conduites pour tester certaines hypothèses de mécanismes liées au cycle humidification-séchage. En ce sens, les sites de réduction de l'oxygène ont été localisés en milieu insaturé et plusieurs cas ont été mis en évidence, fonction de la morphologie de la couche corrodée. Par ailleurs, des expériences en cellule électrochimique couplée avec des techniques d'analyse structurale ont permis de suivre in situ la réduction de composés de référence modèles. Ce couplage a montré l'influence du mode de réduction et du pH du milieu sur la nature de la ou des phases formées. L'ensemble de ces résultats a conduit à proposer un ensemble de mécanismes pour la corrosion atmosphérique sous abri du fer à très long terme, incluant la morphologie des couches de produits de corrosion et les propriétés des phases en présence. Ces différentes hypothèses ont été intégrées dans une proposition de méthode de diagnostic de la stabilité des systèmes ferreux anciens, mais elles permettent également de discuter les modélisations existantes de la corrosion atmosphérique. / Understanding the mechanisms of indoor atmospheric corrosion in iron alloys is of primary importance in several fields, including for the conservation of Middle Ages monuments or the long term storage of nuclear waste. In this research, a double approach was developed, combining fine characterisation of corrosion systems and design of experiments to answers specific questions related to mechanisms understanding. Iron indoor atmospheric corrosion was investigated on samples coming from the reinforcing chain of the Amiens cathedral (15th century). In the first stage, the corrosion system has been extensively characterised from the macroscopic to the nanometric scale. In particular, structural micro-analysis (μ-Raman, μXRD, μXAS) has been used to locate, identify and quantify the oxidised phases. Rust layers are composed of a matrix of nanometric goethite, with low quantities of lepidocrocite and akaganeite mostly located in the extern part of the corrosion system. In addition, clear marblings are dispersed in the matrix, which are sometimes connected with the metal core. Although these may contain maghemite, these marblings are generally made of ferrihydrite/feroxyhite phases. In the second stage, specific experiments have been carried out in an unsaturated marked medium to locate oxygen reduction sites in the rust layers. Several cases were evidenced, depending on the rust layer morphology. In addition, reduction processes of model phases have been studied in situ, using an electrochemical cell coupled with structural characterisation techniques. This combination highlighted the influence of reduction mode and pH on the type of reduced phase formed. From the obtained results, several mechanisms are proposed to explain the long term indoor atmospheric corrosion of iron, including rust layers morphology and phases properties. The different hypotheses have been integrated in a proposed method to diagnosis ancient ferrous systems stability. These hypotheses also provide a discussion ground for existing modelling of atmospheric corrosion.

La Thérapie par MicroFaisceaux (MRT) et la Thérapie Stéréotaxique par Rayonnement Synchrotron (SSRT) sont des techniques innovantes de radiothérapie expérimentale développées actuellement à l'ESRF. L'utilisation de modèles tumoraux différents pour chaque technique limite leur comparaison. <br />En MRT, sur rats porteurs de tumeur 9L, la médiane de survie des rats contrôle est doublée (de 20 jours à 40 jours) lors d'irradiation avec un espacement de 200 µm entre les microfaisceaux voire triplée (67 jours) à 100 µm d'espacement (mais provoquant alors d'importantes lésions du tissu sain). L'influence importante du collimateur multifentes, a également été démontrée. La combinaison de diverses drogues avec la technique de MRT a été testée. Des résultats prometteurs (médiane de survie de 40 jours et 30% de survivants à long terme) sont obtenus en injectant du gadolinium en intracérébral avant une irradiation MRT en faisceaux croisés à 460 Gy. De plus, l'irradiation MRT de tumeurs à stade plus précoce permet de quadrupler la médiane de survie (79 jours) et d'obtenir 30% de survivants à long terme. La mise en place d'un ciblage de la tumeur par imagerie avant l'irradiation et l'utilisation d'un collimateur adapté permettront d'améliorer encore ces résultats. Les différences entre les deux modèles tumoraux utilisés en MRT (modèle 9L) et en SSRT (modèle F98) étant importantes des expériences comparatives MRT/SSRT ont été réalisées sur ces deux modèles. Les résultats obtenus montrent une efficacité proche des 2 techniques sur le modèle F98 et une meilleure efficacité de la MRT sur le modèle 9L. Ces résultats pourront permettre d'orienter le type tumoral adapté à chaque technique.

Microbeam radiation therapy (MRT) is an experimental form of radiation treatment which causes less damage to normal tissue in comparison with customary broad-beam radiation treatment. In this method the synchrotron generated X-ray beam is passed through a multislit collimator and applied to the tumor in the form of an array of planar microbeams. MRT dosimetry is an extremely challenging task and no current detector can provide the required wide dynamic rang and high spatial resolution. In this thesis, fluorophosphate (FP) and fluoroaluminate (FA) glass plates doped with trivalent samarium (Sm3+) are characterized towards developing a potential X-ray detector suitable for MRT dosimetry. The detection is based on the difference in the photoluminescence signatures of Sm3+ ions and Sm2+ ions; the latter are formed under X-ray irradiation. This valency conversion is accompanied by the formation of defects including hole centers (HCs) and electron centers (ECs) in the glass structure which absorb light in the UV and visible regions (induced absorbance). Both FP and FA glasses show promising dynamic range for MRT and may be used as a linear sensor up to ~150 Gy and as a nonlinear sensor up to ∼2400 Gy, where saturation is reached. X-ray induced defects saturate at the same dose. The optimum doping concentration is in the 0.001˗ 0.2 at.% range. Doping with higher concentrations will decrease the conversion efficiency. The glass plates also show a very promising spatial resolution (as high as a few microns) for recording the dose profile of microbeams which is readout using a confocal fluorescence microscopy technique. These plates are restorable as well and the response is reproducible. The effects of previous X-ray exposure including samarium valency conversion as well as induced absorbance may be erased by annealing at temperatures exceeding the glass transition temperature Tg while annealing at TA < Tg enhances the response. This enhancement is explained by a thermally stimulated relaxation of host glass ionic matrix surrounding X-ray induced Sm2+ ions. Optical erasure is another practical means to erase the recorded data. Nearly complete Sm2+ to Sm3+ reconversion (erasure) is achieved by intense optical illumination at 405 nm. While, existing X-ray induced bands would be only partially erased. Electron spin resonance (ESR) and optical absorbance spectroscopy are used to investigate the nature of X-ray induced defects and their correlation with Sm valency conversion. A model based on competition between defect center formation and the Sm3+ ⇆ Sm2+ conversion successfully explains the different processes occurring in the glass matrix under X-ray irradiation.

No description available.

Microbeam radiotherapy (MRT), an experimental high-dose rate concept with spatial fractionation at the micrometre range, has shown a high therapeutic potential as well as good preservation of normal tissue function in pre-clinical studies. We investigated the suitability of MRT as a simultaneously integrated boost (SIB) in conventional whole-brain irradiation (WBRT). A 174 Gy MRT SIB was administered with an array of quasi-parallel, 50 m wide microbeams spaced at a centre-to-centre distance of 400 m either on the first or last day of a 5 4 Gy radiotherapy schedule in healthy adult C57 BL/6J mice and in F98 glioma cell cultures. The animals were observed for signs of intracranial pressure and focal neurologic signs. Colony counts were conducted in F98 glioma cell cultures. No signs of acute adverse effects were observed in any of the irradiated animals within 3 days after the last irradiation fraction. The tumoricidal effect on F98 cell in vitro was higher when the MRT boost was delivered on the first day of the irradiation course, as opposed to the last day. Therefore, the MRT SIB should be integrated into a clinical radiotherapy schedule as early as possible.

Les microphones à électret dédiés à l'électronique grand public et les applications médicales (les audioprothèses) ont atteint les limites de la miniaturisation. Depuis la sortie du premier microphone basé sur une technologie microsystème sur silicium (MEMS: Micro-Electro-Mechanical Systems), les microphones à électret sont progressivement remplacés par les microphones MEMS. Les MEMS utilisent le silicium car il offre des caractéristiques mécaniques exceptionnelles avec de bonnes propriétés électriques et la technologie de fabrication est maintenant bien maîtrisée. La plupart des microphones MEMS qui sont décrits dans la littérature sont constitués d’une membrane qui vibre en dehors du plan du capteur, et utilisent la transduction capacitive. La miniaturisation de tels microphones est limitée car leur sensibilité est liée à la valeur de la capacité qui dépend de la taille de la membrane. En outre, les capteurs capacitifs sont très sensibles aux capacités parasites et aux non-linéarités. Cette thèse présente une nouvelle architecture de microphone MEMS qui utilise des micro-poutres qui vibrent dans le plan capteur. La transduction du signal est réalisée par des nanojauges piézorésistives intégrées dans le microsystème et attachées aux micro-poutres. Ce système de détection original ne présente pas les inconvénients de la détection capacitive et à la différence des piézorésistors classiques intégrés dans la membrane de silicium, les nanofils suspendus permettent d’éliminer les courants de fuite. De plus, l'amélioration de la détection est possible puisque le coefficient piézo-résistif longitudinal est inversement proportionnel à la section du nanofil. Les fluctuations de pression acoustique entraînent les déviations des micro-poutres qui produisent une concentration de contraintes dans les nanogauges. Le comportement du capteur, que l’on cherche à modéliser, est lié à des phénomènes mécaniques, acoustiques et électriques qui sont couplés. En raison des dimensions micrométriques du MEMS, les effets des dissipations thermique et visqueuse doivent être pris en compte dans le comportement acoustique. Pour prédire de façon fiable le comportement du capteur, deux modèles vibroacoustiques sont utilisés: un modèle éléments finis basé sur l'ensemble des équations de Navier-Stokes linéarisées et un modèle approché basé sur un schéma à constantes localisées (représentation par circuit électrique équivalent). Les deux modèles sont complémentaires dans le processus de conception pour déterminer la réponse en fréquence et le taux de bruit du capteur. Le travail est complété par la description des processus technologiques et les défis liés à la fabrication du prototype. Puis deux approches pour la caractérisation fonctionnelle du microphone MEMS sont présentées, la première en tube d’impédance, la seconde en champ libre. / Electret microphones dedicated to consumer electronics and medical applications (hearing aids) have reached the miniaturization limits. Since the release of the first microphone based on Silicon micromachining, electret microphones are constantly replaced by MEMS microphones. MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) microphones use Silicon that provides exceptional mechanical characteristics along with good electric properties and mature fabrication technology. Regardless of the transduction principle (capacitive, piezoresistive, piezoelectric, optical), all of the MEMS microphones reported in the state of the art literature are based on a membrane deflecting out of the plane of the base wafer. Most of the reported microphones and all of the commercially available MEMS use capacitive transduction. Downscaling of capacitive microphones is problematic, since the sensitivity depends on capacitance value. Moreover capacitive sensors suffer of high sensitivity to parasitic capacitance and nonlinearity. The drawbacks of capacitive detection may be overcome with use of piezoresistive properties of Silicon nanowires. Unlike the classical piezoresistors integrated into silicon membrane, suspended nanowires do not suffer of leakage current. Further improvement of piezoresistive detection is possible since the longitudinal piezoresistive coefficient rises inversely proportional to nanowire section. This thesis presents the considerations of novel MEMS microphone architecture that uses microbeams which deflect in the plane of the base wafer. Signal transduction is achieved by piezoresistive nanogauges integrated in the microsystem and attached to the microbeams. Acoustic pressure fluctuations lead to the deflection of the microbeams which produces a stress concentration in the nanogauges. Accurate simulations of the discussed transducer couple acoustic, mechanical and electric behavior of the system. Due to micrometric dimensions of the MEMS acoustic system, thermal and viscous dissipative effects have to be taken into account. To reliably predict the sensor behavior two acoustic models are prepared: the complete Finite Element Model based on the full set of linearized Navier-Stokes equations and the approximative model based on the Lumped Elements (Equivalent Cirtuit Representation). Both models are complementary in the design process to finally retrieve the frequency response and the noise budget of the sensor. The work is completed by the description of the technological process and the challenges related to the prototype microfabrication. Then the approach to the MEMS microphone characterization in pressure-field and free-field is presented.