Les complexes luminescents d'ions lanthanides(III), de par leurs caractéristiques spectroscopiques, sont des alternatives intéressantes aux fluorophores organiques usuels pour des applications dans le domaine de la bioanalyse et de l'imagerie cellulaire. Les propriétés photophysiques de ces types de complexes sont notamment exploitées en tant que donneur de FRET en temps résolu permettant d'améliorer la sensibilité et la spécificité de la détection. Des développements récents ont aussi permis d'obtenir des sondes luminescentes pour le pH physiologique, pour divers analytes endogènes ou pour des compartiments cellulaires. Dans ce cadre, l'enjeu est d'obtenir des luminophores plus brillants pour une détection plus performante. Pour ceci, nous avons souhaité, par deux approches, apporter des modifications à une plateforme nonacoordinante pyridinophane présentant trois antennes pyridine et possédant trois bras acétate. D'une part, les bras complexants ont été diversifiés soit par d'autres motifs monodentes, soit par des motifs potentiellement bidentes, de manière à protéger l'ion lanthanide de la coordination de toute molécule d'eau qui limiterait l'efficacité de luminescence. La mesure des propriétés photophysiques des complexes d'europium ou de terbium a montré que l'introduction d'un bras coordinant phosphonate permettait de diminuer le degré d'hydratation des complexes, et que, par ailleurs, l'introduction d'un bras coordinant picolinate, portant la coordinance du ligand à 10, conduisait à des complexes exempts d'eau. D'autre part, il a été envisagé de modifier les chromophores pyridine de manière à rapprocher la longueur d'onde du maximum d'absorption de la fenêtre de transparence des milieux biologiques, et à augmenter le coefficient d'absorption molaire de l'édifice. Sur la base de travaux précédents, le motif chlorine a été choisi, synthétisé, et fonctionnalisé en vue de son couplage à un des noyaux pyridine du macrocycle pyridinophane. / Lanthanide luminescent complexes are, through their spectroscopic properties, interesting alternatives to organic fluorophores for bioanalyses or cell imaging. Their photophysical properties are in particular used as time-resolved FRET donors that can improve the detection sensitivity and specificity. Recent developments afforded luminescent probes for physiological pH, several endogenous ions or for cell compartments. In this context, developing brighter luminophores is a major stake for a more efficient detection. Following this goal, we envisioned two approaches in order to modify a nonacoordinated pyridinophane platform bearing three pyridine antennae and three acetate pendant arms. First, the pendant arms have been modified, either by other monodentate moieties or by potentially bidentate moieties, in order to shield the lanthanide ion from any water molecule that could limit the luminescence efficiency. Europium or terbium complexes photophysical measurements showed that the introduction of a phosphonate coordinating arm decreased the number of coordinated water molecules, and that the introduction of a picolinate arm, leading to a decacoordinated ligand, afforded a water-free complex. Second, the pyridine chromophores were targeted both in order to bring the maximum absorption wavelength closer to the biological tissue transparency window and to increase the absorption coefficient of the structure. According to previous results (Borbas group), a chlorin antenna has been chosen, synthesized, and functionalized in order to couple this antenna to the pyridinophane macrocycle.

On assiste actuellement à un développement très important des radiocommunications en milieux urbains et à l'intérieur des édifices notamment avec la généralisation des réseaux WLAN et l'augmentation du nombre de terminaux mobiles capables de se connecter à ces réseaux. Ces communications sont altérées par la présence de trajets multiples à l'origine d'évanouissements de puissance du signal au niveau du récepteur. La diversité d'antennes qui consiste à recevoir et à recombiner des signaux décorrélés reçus par un système d'antennes présentant de la diversité (diversité spatiale, de polarisation ou de diagramme) constitue un moyen efficace pour améliorer le lien radio dans ces environnements sujets aux multi trajets. Dans un contexte SIMO (Single Input Multiple Output), nous avons donc travaillé sur différents systèmes d'antennes présentant de la diversité et potentiellement intégrables dans des objets communicants mobiles. Afin de comparer leurs performances, nous avons développé et implémenté une méthodologie d'évaluation théorique de la diversité en introduisant des nouvelles notions comme le gain de diversité référencé. Cette méthodologie permet de choisir objectivement le système d'antennes le plus adapté pour une application donnée comme le montre plusieurs cas étudiés au travers d'exemples concrets. En complément des outils théoriques définis, nous avons travaillé sur la mise au point d'un banc de test permettant de quantifier l'amélioration du lien radio en termes de taux d'erreur binaire apporté par un système à diversité d'antennes. Cette méthode d'évaluation expérimentale se différencie de l'état de l'art en proposant un système basé sur l'utilisation de signaux radios modulés correspondant à des standards existants. Les résultats d'une première campagne de mesures et le protocole expérimental sont détaillés dans ce document.

Dans plusieurs applications de traitement du signal pour les systèmes de communication sans fil, le signal reçu est de nature multidimensionnelle et possède une structure algébrique multilinéaire. Dans ce contexte, la décomposition tensorielle de type PARAFAC a fait l'objet de plusieurs travaux au cours des six dernières années. Il s'avère que des décompositions tensorielles plus générales sont nécessaires pour couvrir des classes plus larges de systèmes de communication faisant intervenir µa la fois des modèles de transmission et de canal plus complexes et des méthodes de traitement plus efficaces. Cette thèse traite les problèmes de modélisation des systèmes multi-antennes, d'égalisation de canal, de séparation de signaux et d'estimation paramétrique de canal à l'aide d'approches tensorielles. Dans un premier temps, de nouvelles décompositions tensorielles (bloc-PARAFAC avec contraintes et CONFAC) ont été développées et étudiées en termes d'identifiabilité. Dans un deuxième temps, la décomposition bloc-PARAFAC avec contraintes a été appliquée tout d'abord pour mettre en évidence une modélisation tensorielle unifiée des systèmes suréchantillonnées , DS-CDMA et OFDM, avec application à l'égalisation multiutilisateur. Puis, cette décomposition a été utilisée pour modéliser des systèmes de transmission MIMO avec étalement spatio-temporel et détection aveugle. La décomposition CONFAC a ensuite été exploitée pour concevoir un nouveau schéma de transmission MIMO/CDMA combinant diversité et multiplexage spatial. Les propriétés d'unicité de cette décomposition ont permis de réaliser un traitement aveugle au niveau du récepteur pour la reconstruction du canal et des symboles transmis. Un troisième volet du travail concerne l'application de la décomposition PARAFAC pour la conception de nouveaux schéma de transmission spatio-temporel-fréquentiel pour des systèmes MIMO multiporteuses, et pour l'estimation paramétrique de canaux multitrajets. .