Afin de répondre à la demande croissante de nouveaux services, les objets que nous utilisons au quotidien (les smartphones, les voitures, les avions, etc.) tendent à intégrer de plus en plus de systèmes radio tandis que l’espace disponible pour l’intégration de ces éléments est de plus en plus réduit. Ces systèmes radio nécessitent l’utilisation de plusieurs antennes devant répondre à des critères de compacité, d’isolation, de coût, etc. À titre d’illustration, un smartphone contient plusieurs antennes pour assurer des fonctions telles que la téléphonie, la navigation, la connexion à internet par WiFi, les liaisons Bluetooth, la technologie NFC (Near-Field Communications) et ce nombre tend à s’accroitre considérablement avec l’émergence de nouveaux services. Le même phénomène se retrouve également au niveau des plateformes aéroportées où des fonctions telles que la communication, la navigation, le radar, etc. sont utilisées. Cela conduit donc à la nécessité de réduire le nombre d’antennes en regroupant par exemple plusieurs fonctions au sein d’une même et unique antenne. Dans de précédents travaux de recherches, J. Euzière a démontré la possibilité de combiner une fonction radar et une seconde fonction (ici de communication) en utilisant un réseau de 16 monopoles initialement dédié au seul radar, grâce au Time Modulated Array (TMA). De cette façon, les deux fonctions utilisaient la même fréquence et étaient alimentées par une seule source. L’objectif principal de cette thèse est de proposer une solution d’antenne multifonction pour radar et communication encore plus compacte (constituée d’une seule antenne). L’idée est de partir d’une solution antennaire déjà existante et d’y apporter les modifications nécessaires à l’ajout d’une seconde fonction, sans pour autant augmenter la surface de l’antenne ni la complexité du système. / In order to respond to the increasingly demand of new services, the objects we use on a daily basis (such as mobile phones, cars, airplanes etc.), tend to integrate more and more radio systems while the space available is limited. These radio systems require the use of many antennas that must meet multiple requirements such as compactness, isolation, costs, etc. A smart-phone, for example, contains several antennas for global navigation satellite system (GNSS), WiFi, TV, FM radio, Bluetooth, near-field communications (NFC) and the number is expected to increase as new systems are added. Another example is in airborne platforms where multiple functions such as communication, navigation, radar, electronic warfare are used. This leads to the need of reducing the number of associated antennas by regrouping several radio functions into a single antenna. However, combining the functionality of several antennas into one shared radiating element while maintaining the functionality of the various radio systems presents a great challenge. During its Ph.D, J. Euzière demonstrated the possibility to combine a radar function and a secondary function from a 16-monopole array originally dedicated to radar operation by using Time Modulated Array (TMA) technique. By this way, the two functions were operating at the same frequency and the system was powered by a single source.The main objective of this thesis is to propose a more compact antenna (a single antenna) dedicated to radar and communication operations instead of using antenna array as J. Euzière did it. The idea is to start from an existing antenna solution and make the necessary modifications to add a second function without adding additional surface and complexity. As we are interested in radar applications, we will choose a directive antenna: a horn antenna. The goal is then to study the possibility to modify the radiation pattern of the horn antenna through controllable elements (slots) and to transmit a direct modulated signal at the antenna level for the communication function. Furthermore, polarization diversity is an attractive way to increase the isolation between two applications. Thus, this aspect will be taken into account in the design of the antenna solution.

Cette thèse est consacrée à la conception et à la mise en œuvre d’un réseau d’antenne multifonction.  Basé sur le concept du Time Modulated Array (TMA), réseau modulé dans le temps et grâce à des switches cette étude montre la possibilité de réaliser un réseau multifonctions. Deux fonctions ont été étudiés, une fonction radar (fonction principale) et une fonction communication (fonction secondaire). Une des innovations apportées par ce principe est la bidirectionnalité (chaque fonction est réalisée dans une direction différente) et l’aspect simultané des fonctions exécutées. . La technique conventionnelle du TMA présente aussi des inconvénients pour être utiliser dans des applications radar.  En effet, les variations de directivité, l'angle d'ouverture ainsi qu’une grande sensibilité aux interférences font que le TMA n’est pas compatible avec des applications radar. En effet, une variation de directivité provoque une variation de puissances à l'émission donc les signaux réfléchis souffriront également de cette variation qui peut ainsi créer des erreurs de détections. Des variations de l'angle d'ouverture crée une variation de la résolution angulaire du radar dans le temps ce qui perturbe la capacité de discrimination du radar. De plus, le rejet des interférences est aussi nécessaire afin d'éviter d'être aveuglé par un brouilleur ou par les échos parasites pendant notre détection. Pour résoudre ces inconvénients une méthode spécifique appelée Adapted Radar TMA a ainsi été développée. Grâce à une méthode d'optimisation (algorithme génétique) avec des contraintes définis, avec comme variables principale la loi d’excitation des antennes, plusieurs compromis ont été proposés afin de mutualiser et maximiser les performances de chaque partie (radar et communication). Ainsi 3 méthodes de loi d'excitation des antennes (ou pondération) ont été pensés. Par le biais de ces méthodes, la directivité et l'angle d'ouverture ont été contrôlés. Le rejet des interférences est désormais possible dans une direction donné. De plus, le réseau multifonction est aussi capable de fournir une partie communication ajouté à la partie radar déjà existante. L'optimisation exploite le comportement instantané d'ARTMA. Ainsi, en utilisant la variation des lobes secondaires dus aux changements des poids dans le temps, plusieurs modulations peuvent être adressées, à savoir une modulation ASK ou QAM. Un prototype de ce réseau multifonction comportant 16 antennes a été conçu. Les résultats des mesures ont fourni de bons résultats et ont validé le concept d'une communication en utilisant une modulation d'amplitude et de phase en faisant varier les lobes secondaires dans le temps grâce à des switchs en amont des antennes. / This thesis is devoted to the design and implementation of a multifunctional antenna array. Based on the concept of Time Modulated Array (TMA), array modulated in time with switches this study shows the possibility of a multifunction array. Two functions were studied, a radar function (main function) and a communication function (secondary function). One of the innovations of this principle is the bidirectional (each function is performed in a different direction) and the simultaneous appearance of the functions performed. The conventional technique of TMA also has drawbacks to be used in radar applications. Indeed, variations of directivity, beamwidth and a sensitivity to interference make the TMA no compatible with radar applications. Indeed, a directivity variation causes variations in the power transmission therefore the reflected signals also suffer from these variations, which can thus create errors detections. Variations in the beamwidth creates a change in the angular resolution of the radar in time thereby interfering with the discrimination ability of the radar. In addition, the interference rejection is also needed to avoid being blinded by a jammer or clutter during our detection. To overcome these drawbacks a specific method called Adapted Radar TMA has been developed. Through an optimization method (genetic algorithm) with defined constraints using as main variable the excitation law of the antennas, several compromises were proposed in order to make matched and maximize the performance of each part (radar and communication). Thus methods 3 excitation law of the antennas (weighting coefficients) were thought. Through these methods, the directivity and the beamwidth have been controlled. The interference rejection is now possible in a given direction. In addition, the multifunction array is also capable of providing a communication part added to the existing part radar. Optimization operates with ARTMA instant behavior. Thus, using the variation of the sidelobes due to changes in weighting coefficients over the time, several modulations may be addressed, namely ASK or QAM. A prototype of this multifunction network with 16 antennas was designed. Measurement results have provided good results and have validated the concept of communication using an amplitude and phase modulation by varying the side lobes in time through the switches before of the antennas.

Les plantes interagissent en permanence avec une grande diversité de microorganismes qu'elles sélectionnent entre autre au niveau de leurs racines. Certaines bactéries, qualifiées de PGPR (Plant Growth-Promoting Rhizobacteria), sont capables de stimuler la croissance et la santé de la plante, grâce à l'expression d'une large panoplie de propriétés phytobénéfiques. L'hypothèse actuelle serait que les PGPR possédant un nombre maximal de ces fonctions auraient un plus fort impact bénéfique sur le végétal. Toutefois, l'occurrence de ces PGPR multifonctions dans la rhizosphère n'est pas connue. De plus, les possibles interactions entre propriétés co-occurrentes au sein d'une même PGPR et la résultante de ces interactions sur la plante sont relativement peu documentées. Dans ce contexte, ce projet de thèse a eu comme objectif général de mieux comprendre la distribution des propriétés phytobénéfiques chez un groupe bactérien possédant un large éventail de ses propriétés, celui des Pseudomonas fluorescents et d'évaluer chez une PGPR modèle multifonction, Pseudomonas fluorescens F113, si des interactions fonctionnelles existent entre ces propriétés et déterminer leurs contributions respectives à l'effet phytostimulateur. L'étude d'environ 700 isolats de Pseudomonas provenant de la rhizosphère de deux cultivars de maïs et de sol nonrhizosphérique, a mis en évidence que ces cultivars sélectionnent majoritairement des Pseudomonas fluorescents (i) arborant un nombre réduit de propriétés phytobénéfiques (1 à 5 propriétés) et (ii) appartenant à des sous-groupes taxonomiques particuliers. Par ailleurs, l'étude de génomique comparative que nous avons menée au sein du groupe des Pseudomonas fluorescents souligne le lien entre phylogénie et les profils de propriétés phytobénéfiques possédées par les Pseudomonas. Enfin, chez P. fluorescens F113, les propriétés co-occurrentes ne contribuent pas de façon égale à l'effet observé sur la plante. L existence d'interactions entre ces propriétés co-occurrentes a également été mise en évidence. De ce réseau d'interactions, résultera un effet bénéfique observé sur la plante particulier. Ces résultats sont importants pour mieux comprendre la place et le rôle de ces PGPR multifonctions dans la rhizosphère. Ils permettent d'approfondir nos connaissances à propos du fonctionnement écologique des Pseudomonas fluorescents au sein du rhizomicrobiote / Plants are constantly interacting with a huge diversity of microorganisms, especially in the rhizosphere, where plant roots (through rhizodeposition) will select particular bacterial populations. Some bacteria, called PGPR (Plant Growth-Promoting Rhizobacteria), are able, in turn, to improve plant growth and health, through the expression of a wide range of plantbeneficial properties. The current hypothesis is that PGPR harboring a maximum number of these plant-beneficial properties would provide a better effect on plant. However, the occurrence of these multi-trait PGPR in the rhizosphere is unknown. In addition, the interaction between co-occurring plant-beneficial properties within the same PGPR and their resulting effects on plant are poorly documented. In this context, the aims of this thesis were to (i) determine the distribution of plant-beneficial properties in the fluorescent Pseudomonas bacterial group, known to harbor a wide range of these properties, and (ii) to evaluate in the PGPR model strain Pseudomonas fluorescens F113, if a crosstalk between plant-beneficial properties occurs and to determine the relative contribution of each co-occurring plantbeneficial properties. The study of 700 Pseudomonas isolates from the rhizosphere of two maize cultivars and from non-rhizosphere soils shows that cultivars mostly select fluorescent Pseudomonas (i) displaying few plant-beneficial properties (up to 5 properties) and (ii) belonging to particular taxonomic subgroups. Furthermore, the comparative genomic study we conducted within the fluorescent Pseudomonas group emphasizes the link between phylogeny and plant-beneficial profiles owned by Pseudomonas. Finally, in P. fluorescens F113, co-occurring plant-beneficial properties do not contribute equally to the observed effects on plant. The existence of crosstalks between these co-occurring plant-beneficial properties was also highlighted. This network of functional interactions may lead to specific effects on plant. These results are important for understanding the place and role of multi-trait PGPR in the rhizosphere. They help to deepen our understanding of the ecological functioning of fluorescent Pseudomonas among the rhizomicrobiote

L'introduction des nouvelles machines frigorifiques à absorption des petites puissances ouvre des nouvelles perspectives pour les systèmes solaires multifonction multi-source (SYSMFS) qui exploitent le potentiel de l'énergie solaire pour le chauffage, le refroidissement et la préparation de l'eau chaude sanitaire (ECS). Les systèmes solaires combinés (SSC), qui ont précédés les SYSMFS, manquaient néanmoins une procédure adaptée pour le dimensionnement de leurs composants principaux : le panneau solaire et le ballon solaire de stockage thermique. De point de vue de l'énergie et du coût d'investissement et d'exploitation, une méthode de dimensionnement basée sur le pic de charge ne conviendrait pas si la source d'énergie n'est pas garantie d'être stable dans le temps. Une optimisation des composants principaux par la simulation peut être alors une solution clef pour le dimensionnement optimal de SYSMFS. À partir des informations sur les SSC trouvées dans la littérature et celles de fabricant de la machine frigorifique, un schéma hydraulique initial a été élaboré pour un SYSMFS. La modélisation de ce schéma est complexe car des simulations et des modifications répétitives ont été nécessaires pour éliminer les problèmes potentiels de convergence de la solution. A partir de cette expérience, une méthodologie de conception assistée par simulation a été élaborée afin d'en profiter pour des modélisations similaires. En tant que telle, le modèle devrait être prêt pour la phase l'optimisation. Une étude paramétrique a été menée sur le modèle SYSMFS ; elle offre les donnés requises pour la comparaison des algorithmes d'optimisation qui sont testés par la suite. Le résultat de cette étude est une surface de réponse qui représente le coût du SYSMFS en fonction de la superficie du panneau solaire et du volume de stockage thermique du ballon solaire. Pour réduire le nombre des simulations requis par une étude paramétrique complète, l'utilisation d'un algorithme d'optimisation est nécessaire. Un algorithme basé sur le plan d'expérience (OptDOE) a été développé et sa performance est comparée avec celles d'un algorithme d'optimisation hybride sur une fonction de référence de Rosenbrock et sur le modèle SYSMFS. Comparé à l'algorithme hybride, OptDOE a montré une bonne performance. Le nombre de simulations est réduit et les valeurs optimales trouvées, par cette méthode, sont porches de celles de l'étude paramétrique L'OptDOE permet également de décrire le comportement du modèle SYSMFS au voisinage de l'optimum avec une fonction coût approximée. Cette information est importante surtout au cas où la fonction coût a la forme d'une vallée. Dans ce cas, des valeurs différentes de l'optimum donnent presque le même coût global.

L’introduction des nouvelles machines frigorifiques à absorption des petites puissances ouvre des nouvelles perspectives pour les systèmes solaires multifonction multi-source (SYSMFS) qui exploitent le potentiel de l’énergie solaire pour le chauffage, le refroidissement et la préparation de l’eau chaude sanitaire (ECS). Les systèmes solaires combinés (SSC), qui ont précédés les SYSMFS, manquaient néanmoins une procédure adaptée pour le dimensionnement de leurs composants principaux : le panneau solaire et le ballon solaire de stockage thermique. De point de vue de l’énergie et du coût d’investissement et d’exploitation, une méthode de dimensionnement basée sur le pic de charge ne conviendrait pas si la source d’énergie n’est pas garantie d’être stable dans le temps. Une optimisation des composants principaux par la simulation peut être alors une solution clef pour le dimensionnement optimal de SYSMFS. À partir des informations sur les SSC trouvées dans la littérature et celles de fabricant de la machine frigorifique, un schéma hydraulique initial a été élaboré pour un SYSMFS. La modélisation de ce schéma est complexe car des simulations et des modifications répétitives ont été nécessaires pour éliminer les problèmes potentiels de convergence de la solution. A partir de cette expérience, une méthodologie de conception assistée par simulation a été élaborée afin d’en profiter pour des modélisations similaires. En tant que telle, le modèle devrait être prêt pour la phase l’optimisation. Une étude paramétrique a été menée sur le modèle SYSMFS ; elle offre les donnés requises pour la comparaison des algorithmes d’optimisation qui sont testés par la suite. Le résultat de cette étude est une surface de réponse qui représente le coût du SYSMFS en fonction de la superficie du panneau solaire et du volume de stockage thermique du ballon solaire. Pour réduire le nombre des simulations requis par une étude paramétrique complète, l’utilisation d’un algorithme d’optimisation est nécessaire. Un algorithme basé sur le plan d’expérience (OptDOE) a été développé et sa performance est comparée avec celles d’un algorithme d’optimisation hybride sur une fonction de référence de Rosenbrock et sur le modèle SYSMFS. Comparé à l’algorithme hybride, OptDOE a montré une bonne performance. Le nombre de simulations est réduit et les valeurs optimales trouvées, par cette méthode, sont porches de celles de l’étude paramétrique L’OptDOE permet également de décrire le comportement du modèle SYSMFS au voisinage de l’optimum avec une fonction coût approximée. Cette information est importante surtout au cas où la fonction coût a la forme d’une vallée. Dans ce cas, des valeurs différentes de l’optimum donnent presque le même coût global. / The introduction of new low capacity absorption chillers opens new prospects for the multifunction multisource solar systems (MFSSYS) which exploit the full potential of the solar energy for heating, cooling and production of domestic hot water (DHW) purposes. The solar combisystems (SCS), which preceded the MFSSYS, lacked an adapted procedure for the sizing of their main components: the solar collector and the solar thermal storage tank. From the point of view of the energy and investment cost, a sizing method based on the peak load may fail if the energy source is not guaranteed to be stable. An optimization of the main components by simulation may be then a key solution for an optimal sizing of the MFSSYS. An initial hydraulic schematic is elaborated for the MFSSYS based on information found in the literature about the SCS and the data made available by the chiller manufacture. The modeling of this schematic is complex as redundant simulation and modification were necessary in order to eliminate the potential problems of solution convergence. From this experience, a method of simulation aided design is elaborated. Parametric runs were carried out on the MFSSYS model. They offer needed information for the comparison of the optimization algorithms which are tested later on. The outcome of these parametric runs is a response surface which represents the cost of the MFSSYS as a function of the solar collector surface area and the volume of the solar thermal storage tank. In order to reduce the number of simulations required by a complete parametric runs method, the use of optimization algorithm become a necessity. An optimization algorithm based on the design of experiments (OptDOE) is developed; its performance is compared with the one of a hybrid optimization algorithm in two cases: a reference function of Rosenbrock and the model of the MFSSYS. Compared to the hybrid optimization algorithm, OptDOE has showed good performance. The number of simulations is reduced and the optimized values, found by this method, are close to those of the parametric runs. The main advantage of OptDOE is to describe the behavior of the cost function in the neighborhood of the optimum. This information is valuable especially when the cost function has a valley-like form, which is the case for the systems we studied. In this case, the cost has approximately the same value for a large variation range of the optimized parameters.