Dans cette thèse, nous généralisons les inégalités universelles de Yang etde Levitin et Parnovski, concernant les valeurs propres du laplacien de Dirichlet sur undomaine euclidien borné, au cas du laplacien de Hodge-de Rham sur une sous-variétéeuclidienne fermée. Cela permet une extension de l’inégalité de Reilly et de l’inégalitéd’Asada, concernant respectivement la première valeur propre du laplacien et celle dulaplacien de Hodge-de Rham, à toutes les valeurs propres de ces deux opérateurs. Ensuite,nous obtenons une nouvelle inégalité algébrique qui relie les valeurs propres d’un opérateurauto-adjoint sur un espace d’Hilbert à deux familles d’opérateurs symétriques et antisymétriqueset à leurs commutateurs. Cette inégalité permet d’unifier et d’améliorer denombreux résultats connus concernant le laplacien, le laplacien de Hodge-de Rham, lecarré de l’opérateur de Dirac et plus généralement le laplacien agissant sur les sections d’unfibré vectoriel riemannien au-dessus d’une sous-variété euclidienne, le laplacien de Kohn,les puissances du laplacien... Dans une dernière partie, nous montrons une majoration dela première valeur propre du problème de Steklov sur un domaine Ω d’une sous-variétéeuclidienne ou sphérique, en fonction des r-courbures moyennes de son bord ∂Ω. / In this thesis, we generalize the Yang and the Levitin and Parnovski universalinequalities, concerning the eigenvalues of the Dirichlet Laplacian on a Euclideanbounded domain, to the case of the Hodge-de Rham Laplacian on a Euclidean closed submanifold.This gives an extension of Reilly’s inequality and Asada’s inequality, concerningthe first eigenvalues of the Laplacian and the Hodge-de Rham Laplacian respectively, toall eigenvalues of these operators. We also obtain a new abstract inequality relating theeigenvalues of a self-adjoint operator on a Hilbert space to two families of symmetric andskew-symmetric operators and their commutators. This inequality is proved useful both forunifying and for improving numerous known results concerning the Laplacian, the Hodgede Rham Laplacian, the square of the Dirac operator and more generally the Laplacianacting on sections of a Riemannian vector bundle on a Euclidean submanifold, the KohnLaplacian, a power of the Laplacian...In the last part, we obtain an upper bound for thefirst eigenvalue of Steklov problem on a domain Ω of a Euclidean or a spherical submanifoldin terms of the r-th mean curvatures of ∂Ω

La consommation de musique live durant les concerts peut avoir des conséquences graves pour les individus et la société dans son ensemble. Cette thèse explore les motivations des consommateurs à s’exposer à des niveaux sonores extrêmes. Nous nous concentrons plus précisément sur le cas du métal, un genre qui place la puissance sonore au coeur de son identité collective. Nous analysons comment les amateurs du genre valorisent des niveaux sonores potentiellement délétères. Nous utilisons un paradigme sémiotique afin d’interpréter les données issues d’un travail ethnographique multi-méthodes et identifions quatre registres de valorisation : épistémique et transformatif, politique, spirituel, et esthétique. Cette approche dégage le sens profond et riche de la consommation de la puissance sonore et contribue ainsi à expliquer la résistance de certains consommateurs aux politiques de santé publiques promouvant la protection de soi. Notre analyse mitige également l’absolutisme des recommandations émises par la psychologie des comportements de santé du consommateur, un courant de recherche que nous analysons dans notre section théorique. / The consumption of live music during concerts can have dire consequences for individuals and society alike. This dissertation explores consumers’ motivations to expose themselves to extreme sound levels. Focusing on metal – i.e. a genre that places loudness at the heart of its collective identity – we discuss how music enthusiasts come to valorize potentially deleterious sonic stimuli. We use a semiotic framework to interpret our multi-method ethnography and identify four areas of valorization with respect to loudness: epistemic and self-transformative, political, spiritual, and aesthetic. This approach paints loudness consumption as a deeply meaningful process. In doing so, it helps to understand consumers’ resistances to the public policies that advocate self-protection from harmful sound levels. It also casts doubt about the absolutism that shrouds the recommendations issued from consumer health psychology, a research stream we review in our theoretical section.

La production d’électricité par des sources photovoltaïques joue un grand rôle dans les démarches qui visent à remplacer progressivement les combustibles fossiles par des sources d’énergie alternatives. La production énergétique photovoltaïque est en plein essor depuis l’introduction de systèmes photovoltaïques qui sont abordables pour des particuliers, une évolution à laquelle les subventions de l’Etat ont contribuée. C’est la raison pour l’installation de systèmes photovoltaïques dans des zones urbaines où les topologies conventionnelles de panneaux photovoltaïques en couplage série, qui sont appliquées dans les parc solaires, sont moins efficaces en raison des effets d’ombrage partiel par l’environnement urbain. Ce problème peut être réduit par l’application d’une topologie modulaire où chaque panneau est traité individuellement et indépendamment du reste des panneaux de couplage. Pour parvenir à cette modularité une topologie de convertisseur doit être développée qui peut être intégrée dans chaque module solaire. Dans le cadre de cette thèse un nouveau concept d'une installation solaire hybride modulaire a été étudié. Ce concept englobe le développement d'une topologie de convertisseur associé,qui peut être intégrée dans chaque module solaire du système solaire. Pour améliorer encore l’aspect de miniaturisation pour cette topologie de convertisseur et réduire ainsi le volume global du convertisseur, une augmentation de la fréquence de commutation accompagnée par l'utilisation de transistors à haute mobilité d'électrons (HEMT) a été fixée. Pour cette application,un HEMT sur la base de nitrure de gallium (GaN), qui est disponible dans le commerce auprès de la société EPC a été sélectionné. L'objectif de la thèse est le développement d’un nouveau concept d’un driver intégré avec une séparation galvanique qui est capable de contrôler les HEMT du convertisseur solaire avec une fréquence de commutation de l'ordre mégahertz.À cette fin, une technologie à haute température, fournie par X -Fab Semiconductors AG a été choisie et une bibliothèque de composants contenant toutes les cellules nécessaires à la conception du pilote ASIC a été développée. Pour le driver ASIC un circuit de tension de base a été développé qui génère une tension core stable qui est apte à supporter sans problèmes une large gamme de tensions d'alimentation (5V - 18V) qu’ainsi que les changements de température dans la gamme de température étendue (-40°C -175°C) de la nouvelle technologie ASIC haute température XA035 fourni par X-Fab. Pour réaliser la transmission du signal de commutation à travers l'isolation galvanique, plusieurs circuits ont été évalués et un nouvel algorithme de codage Manchester modifié a été élaboré pour réduire la complexité des éléments de couplage requis.Cela a permis la transmission différentielle de signaux de données et d'horloge sur seulement deux voies de signaux à séparation galvanique. En utilisant ce schéma de codage, une transmission de données à isolation galvanique a été développée, qui permet la transmission d’un signal codé PWM avec une fréquence allant jusqu'à 50 MHz. En outre, le circuit de driver lui même a été intégré ce qui permet de contrôler le nitrure de gallium (GaN) HEMT utilisé avec une fréquence de 5 MHz avec un minimum de retard entre les signaux d'entrée et de sortie.Ceci a permis l'augmentation susmentionnée de la fréquence de commutation du convertisseur et la réduction concomitante du volume global.Comme le concept de driver low-side qui a été développé utilise une isolation galvanique, il peut être utilisé aussi pour commander des transistors high-side, cette technologie n'est pas limitée à l'application dans un convertisseur photovoltaïque et il est envisageable qu’il puisse être réutilisé dans des types de conversion avec une topologie multi-level qui nécessite la commande du HEMT avec une fréquence de commutation élevée. / The generation of electricity through photovoltaic sources plays a great role in the transition from fossil fuel sources to alternate energy sources. It has been on the rise in the especially since the introduction of affordable photovoltaic systems for private customers accompanied by public subsidies. This leads to the application of photovoltaic systems in urban areas where conventional string topologies of photovoltaic arrays that are applied in solar parks are less efficient due to the effects of partial shading by the urban environment. This issue can be reduced by changing the photovoltaic array to a modular topology where each panel is treated individually and independently from the rest of the array. To achieve this modularity a converter topology needs to be developed that can be integrated into each solar module.In the frame of this work a novel concept of a hybrid modular solar array was researched and a converter topology supporting the solar modules was developed. To reinforce the miniaturization aspect of the converter topology the increase of switching frequency and the use of high-electron-mobility-transistors (HEMT) was decided. The focus of the thesis was to develop a novel integrated galvanically-isolated driver concept that is able to drive the HEMTs of the solar converter with a switching frequency in the MHz range. A high-temperature technology provided by X-Fab Semiconductors AG was chosen for this purpose and a component library containing all cells required for the design of the driver ASIC was developed. For the driver ASIC a core voltage circuit was developed that provides a stable core voltage of 3.3V while being able to tolerate a wide range of supply voltages (5V - 18V) as well as temperature changes in the complete extended temperature range (-40°C - 175°C) of the novel high-temperature ASIC technology XA035 provided by X-Fab. To achieve the transmission of the switching signal over the galvanic isolation several coupler circuits were evaluated and a novel modified Manchester coding algorithm was developed to reduce the complexity of the required coupling elements. This modified Manchester code enables the decoding and the rebuilding of the clock signal from just a single transmitted encoded signal and does not require the additional transmission of the original clock signal to for the decoding process usually necessary in a great part of conventional Manchester decoder circuits. Furthermore the driver circuit itself was developed that is able to drive the used GaN HEMT at a frequency of 5MHz with minimal delay between input and output signal of the driver.As the developed galvanically-isolated driver ASIC exhibits a low-side driver topology that can be also be applied for the high-side due to the galvanic isolation its use is not limited to the application in the presented modular photovoltaic system and it can be reused in any kind of multi-level converter topology that requires the driving of HEMTs with a high switching frequency. / Die Erzeugung elektrischer Energie durch Photovoltaik spielt angesichts des angestrebtenEnergiewechsels weg von fossilen Brennstoffen und hin zu erneuerbaren Energien eine bedeutendeRolle. Die photovoltaische Energieerzeugung befindet sich seit der Einführung erschwinglicherSolarmodule gepaart mit staatlichen Subventionen besonders im privaten Bereichim Aufschwung. Dies führte dazu, dass es auch im urbanen Bereich zum Aufbau vonPhotovoltaikanlagen kam, wo sich die herkömmlichen Reihenschaltungs-Topologien, die ingroßen Solarparks zur Anwendung kommen als nicht sehr effektiv erweisen, was besondersauf auftretende Teilverschattung durch die urbane Umgebung zurückzuführen ist. DiesesProblem kann durch die Verwendung von modularer Topologien verringert werden, da hier alleSolarpanels individuell und unabhängig voneinander behandelt werden können. Um diese Modularitätzu ermöglichen muss eine Wandlertopologie entwickelt werden, die in einzelne Solarmoduleintegriert werden kann.Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein neuartiges Konzept einer hybriden, modularen Solaranlageuntersucht. Dieses Konzept umfasste die Entwicklung einer zugehörigen Wandlertopologie,die in jedes Solarmodul der Solaranlage integriert werden kann. Um den Miniaturisierungsaspektfür diese Wandlertopologie noch zu verstärken und somit das Bauvolumen des Wandlerszu reduzieren, wurde eine Erhöhung der Schaltfrequenz einhergehend mit dem Einsatzvon Transistoren mit hohen Elektronenbeweglichkeit (high-electron-mobility transistor; HEMT)festgelegt. Für diese Anwendung wurde ein HEMT basierend auf Gallium-Nitrid (GaN), derkommerziell von der Firma EPC angeboten wird, ausgewählt. Der Schwerpunkt der vorliegendenArbeit war nun die Entwicklung eines neuartigen integrierten und galvanisch-isoliertenTreiberkonzepts das ermöglichen sollte, diese HEMTs bei einer Schaltfrequenz im MegahertzBereich zu betreiben. Zu diesem Zweck wurde, für die Erstellung des ASIC und einer zugehörigenBauteilebibliothek, eine hochtemperaturfähige CMOS Technologie ausgewählt, die vonX-Fab Semiconductor AG zur Verfügung gestellt wurde. Für die Verwendung im Treiber-ASICwurde eine Schaltung entwickelt, die eine stabile Core-Spannung zur Verfügung stellen kann,die sowohl Versorgungsspannungsabweichungen in einem weiten Bereich (5V-18V) als auchTemperaturabweichungen über den gesamten erweiterten Temperaturbereich (-40°C - 175°C)der XA035 Technologie von X-Fab problemlos tolerieren kann. Um die Übertragung eines Datensignalüber die im Modul präsente galvanische Trennung zu ermöglichen, wurden sowohlmehrere galvanisch Isolierte Koppelkonzepte ausgewertet als auch die Entwicklung eines neuartigenmodifizierten Manchester Kodierungsverfahren vorangetrieben, das es ermöglicht, denUmfang der benötigten galvanischen Koppelelemente zu reduzieren. Dieser modifizierte ManchesterCode erlaubt das Dekodieren und die Wiedergewinnung des Takts aus nur einemübertragenen Signals und benötigt nicht die zusätzliche Übertragung des ursprünglichen Taktsignalsfür den Dekodierungsprozess, wie dies bei vielen herkömmlichen Manchester Decoder-Schaltungen der Fall ist. Dies ermöglichte die differentielle Übertragung von Datensignalund Takt über nur zwei galvanisch isolierte Signalpfade. Unter Verwendung dieses Kodierungsverfahrenswurde eine galvanisch isolierte Datenübertragung realisiert, die ein kodiertesPWM Signal mit einer Frequenz von bis zu 50MHz überträgt. Weiterhin wurde die Treiberschaltungselbst einwickelt, die es ermöglicht den verwendeten Gallium-Nitrid (GaN) HEMTmit einer Frequenz von 5MHz mit minimaler Verzögerung zwischen Eingangs- und Ausgangssignaldes Treibers anzusteuern. Damit würde die zuvor erwähnte Erhöhung der Schaltfrequenzdes Wandlers und die damit einhergehende Reduzierung des Bauvolumens erreicht.

Le domaine aéronautique étant en pleine expansion, il est nécessaire de trouver des solutions pour transporter plus de personnes tout en diminuant la consommation en carburant. L’allègement des aéronefs est un enjeu global, c’est pourquoi, il faut étudier comment diminuer la masse de tous les composants des avions. Les boitiers électroniques doivent faire partie de cette démarche d’allègement global des avions. Les sociétés du groupe SAFRAN et en particulier HISPANO-SUIZA se sont lancées dans un projet d’avion plus électrique et il est donc très important de diminuer la masse d’un boitier électronique. Une étude de boitiers électroniques existants a permis de mettre en évidence les principaux contributeurs de masse. Les bilans de masse ont montré que les éléments de protection et de maintien des composants électroniques représentaient la masse la plus importante pour un boitier. La recherche de solutions innovantes pour diminuer la masse de ces composants a mis en évidence des nouveaux matériaux pour remplacer l’aluminium omniprésent dans les boitiers actuels. Les stratifiés métaux / composites ou Fiber Metal Laminates (FML) sont des stratifiés composés de composites à matrice organique (carbone, fibre de verre, kevlar, …) et de tôles métalliques. Ces nouveaux matériaux composites sont particulièrement intéressants de par leurs propriétés thermomécaniques ainsi que leur conductivité électrique nécessaire au bon fonctionnement des boitiers en cas de passage de courant de foudre. Des simulations d’analyse modale ont validé la pertinence de l’emploi de ces FML pour réaliser les pièces de boitiers. Des modèles analytiques ont été mis en place pour prédire de façon simple et rapide le comportement de stratifiés composites en fonction du nombre de plis, des matériaux et des orientations. L’exploitation de ces modèles a permis de choisir des stratifiés prometteurs en fonction de leurs propriétés thermomécaniques : le Carall (assemblage de carbone et d’aluminium), le Glare (assemblage de fibres de verre) et un stratifié en carbone « classique ». La caractérisation de ces matériaux sous des chargements variés (statiques, dynamiques, en température, …) couplée à des simulations numériques a fourni les propriétés des stratifiés. La modélisation numérique des composites permettra de diminuer le temps et le coût nécessaires à la conception d’un boitier. L’étude et la comparaison des propriétés mesurées au cours des essais expérimentaux a permis de déterminer les applications potentielles des stratifiés métaux/composites dans les boitiers électroniques. Enfin, une étude de vieillissement accéléré en humidité et en température a été réalisée pour étudier l’évolution des propriétés des stratifiés dans le temps / The aeronautic field is growing years after years; this is why it is necessary to find solutions to transport more people and to reduce fuel consumption. The aircraft relief is a global issue, all components of aircraft ha to be lighter. Electronic devices must be a part of this global aircraft relief. The SAFRAN group and Hispano-Suiza in particular have engaged in a more electric aircraft project it is necessary to reduce the mass of an electronic box. A study of existing electronic boxes helped to highlight the main mass contributors. Mass analysis shows that the elements of protection and bearing of electronic components represent the highest global mass percent. The research of innovative solutions to reduce the weight of these components has highlighted new materials to replace the omnipresent aluminium in the current boxes. The composites Fibre Metal Laminates (FML) consist of organic matrix composites plies (carbon, fiberglass, Kevlar ...) and the metal sheet. These new composite materials are particularly interesting because of their thermo-mechanical and electrical conductivity necessary for the proper functioning of the electronic devices in case of lightning current. Modal analysis simulations validated the appropriateness of using these FML to replace aluminium in electronic boxes structure. Analytical models were developed to get a faster and easier the behaviour of composite laminates according to the number of plies, materials and orientations. The study of these analytical models has selected promising laminates according to their thermo mechanical properties: the Carall (assembly of carbon and aluminium), the Glare (assembly of glass fibers and aluminium) and carbon as a "classical" laminates. The characterization of these materials under various solicitations (static, dynamic, temperature ...) coupled with numerical simulations provided the laminates properties. Numerical modelling of composites will reduce the time and cost required to design a box. The study and comparison of measured properties during the experimental trials has identified the potential applications of metal laminates / composites in electronic boxes. Finally, a study of accelerated moisture and temperature aging was conducted to study the evolution properties of laminates in “real” environment

Le titre de ma thèse est “Matter and Explanation. On Aristotle's Metaphysics Book Η”. Le but de cette recherche est de montrer la profonde unité argumentative du livre H (livre VIII), considéré habituellement comme un ensemble d'appendices au livre livre Z, qui le précède. Dans mon travail, conformément à la tendance dominante dans la littérature spécialisée des dernières années, je pars de l'indication donnée par M. Burnyeat dans “A Map of Metaphysics Ζ” (2001). D’après Burnyeat, H achèverait l'analyse de Z en développant le nouveau point de départ dans l'étude sur la substance établi dans le chapitre Z17. Dans ce texte, on considère la substance comme « principe et cause » et, par conséquent, on recherche « la cause pour laquelle la matière est quelque chose ». Cette indication a été utilisée jusqu'à présent pour voir en H l'endroit où ce principe serait appliqué. H aurait ainsi un rôle didactique, explicitant le principe méthodologique établi en Z17. Dans mon travail, je vise à montrer que l’attitude d’Aristote à propos de la notion de substance ne se borne pas, dans le livre H, à une simple synthèse exposant des résultats préalablement acquis. J’estime, au contraire, qu’il procède à une révision profonde du statut de substantialité qui est celui de la matière, c'est-à-dire du sujet ontologique, dont il s’agit alors d’expliquer l'organisation. Cette révision concerne les critères de référence, utilisés dans Z, qui avaient différemment contribué à imposer une lecture déflationniste de la notion de ὕλη. Dans H, au contraire, la matière est abordée en tant que sujet physique sous-jacent aux changements et à travers son rôle dispositionnel à l'intérieur des composées biologiques. Cette perspective de recherche s'accomplit en H6, où Aristote montre la supériorité explicative de son hylémorphisme par rapport à la doctrine platonicienne des Idées. / The main aim of my work – “Matter and Explanation. On Aristotle's Metaphysics Book Η” – is to show the argumentative unity of Book Η (VIII), which has been usually regarded as a mere collection of appendices to the previous Book Ζ. In my thesis I take on the main suggestion provided by M. Burnyeat in “A Map of Metaphysics Ζ” (2001). According to Burnyeat, Η accomplishes the enquiry of Ζ by developing Ζ17's fresh start into the analysis of sensible substances. Starting from Ζ17, Aristotle regards the notion of substance in its explanatory role as “principle and cause” and, as a consequence, he searches for “the cause by reason of which a certain matter is some definite thing”. Burnyeat's suggestion has been so far followed in order to look at Η as at that place where this search is accomplished. Thus, Η would play a didactical-expository role. In my work I aim at showing how in Book Η Aristotle does not confine himself to a mere exposition of the previous outcomes. By contrast, he provides a deep revision of the status of matter's substancehood. Namely of that ontological subject whose organization must be explained. Such a revision concerns those criteria, which in Book Ζ have provided a deflationary reading of the notion of ὕλη. On the contrary, in Η matter is read as subject of physical changes and in its dispositional role within the biological wholes. Such a framework is accomplished in Η6, where Aristotle shows the explanatory primacy of his own hylomorphism over the Platonic Doctrine of Forms.

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L’étude de la puissance paternelle de la mère sur les enfants légitimes de 1804 à 1970 retrace l’évolution de l’autorité de la mère et la place qui lui est faite dans l’organisation de la famille au sein du Code civil. Toutes les situations familiales sont envisagées afin de faire ressortir l’autorité de la mère sous différentes formes, que l’exercice de cette puissance soit commun, subordonné ou direct lorsque la mère devient chef de famille. Le raisonnement de départ et son évolution ultérieure sont appréhendés dans le cadre d’un processus historique évolutif en faveur de cette puissance paternelle de la mère. Au-delà du champ strictement juridique, certaines questions corrélatives sur la condition de la femme, l’émergence du féminisme, des guerres et de l’industrialisation retracent en définitive la place de la femme au sein de la famille et de la société. Fruit de métamorphoses politiques, économiques et sociales, la loi du 4 juin 1970 viendra mettre dans les mots ce que les faits appellent depuis longtemps, à savoir une autorité parentale commune au père et à la mère. / This study of a mother's parental power over children born in lawful wedlock from 1804 to 1970, traces the evolution of matriarchal authority and a mother's place within the family structure, pursuant to the Civil Code. Every kind of family situation is contemplated in order to highlight matriarchal authority in its different forms, whether the exercise of this power is common, subordinated, or direct, when the mother becomes the head of the family. Initial reasoning and subsequent developments thereto are explored within the context of an evolutionary historical process to examine a mother's parental power. Beyond the strictly legal field, certain correlative questions relating to the status of women, the emergence of feminism, wars and industrialisation, ultimately retrace the place of women within families and society. As a product of political, economic and social transformations, the law of June 4, 1970, came to enact facts that had been called for by society for a long time, namely, joint parental authority shared by both the father and the mother.

Les transmissions optiques en espace libre pour des liaisons satellite-satellite ou satellite-sol sont en plein essor. Les systèmes les plus performants aujourd’hui reposent sur l’utilisation de laser à état solide ou d’émetteurs en configuration Master Oscillator Power Amplifier (MOPA) comprenant une source laser, un modulateur externe et un amplificateur fibré type Erbium Doped Fiber Amplifier (EDFA). Ces deux types de sources laser présentent plusieurs inconvénients qui peuvent être rédhibitoires dans le cadre d’applications spatiales : poids et taille élevés, sensibilité aux radiations, forte consommation de puissance. C’est sur ce constat que s’appuie ce travail de thèse qui consiste en le développement de MOPA de haute puissance à 1,5μm intégrés monolithiquement sur InP. La thèse a vu la conception de deux types de MOPAs, l’un avec des guides en arête (shallow ridge) et l’autre avec des guides enterrés (Semi-Insulating Buried Heterostructure ou SIBH). Des simulations de propagation et de mode optique ont pu valider les dessins des guides. Ces MOPAs incluent un laser DFB, un modulateur à électro-absorption et un amplificateur évasé. Plusieurs angles d’évasement ont été testés. La fabrication en salle blanche des composants a permis plusieurs développements technologiques, notamment les étapes de fabrication de MOPA et de SOA évasés en SIBH. Les MOPA shallow ridge réalisés démontrent une puissance de 380 mW en CW et un fonctionnement monomode spectral. Des mesures de S21 ont ensuite été réalisées sur des MOPA et des SOA SIBH de puissance de structure similaire aux MOPA SIBH. Ces mesures ont permis le développement d’un modèle de fonction de transfert de SOA. Le modèle basé sur des paramètres mesurables donne une excellente concordance avec les mesures et permet de trouver le temps de vie des porteurs. Des mesures de diagramme de l’oeil sur des SOA modulés directement ont été effectuées. Bien que le taux d’extinction soit faible (<1 dB), la modulation à 5 Gbps ou 10 Gbps donne un oeil ouvert, limité par la puissance du générateur de signaux numériques. Ces résultats ouvrent la voie vers la recherche de points d’opération et de configurations optimales pour des MOPA et SOA pour des applications transmissions de données. / Free space optical transmissions for satellite-satellite or satellite-ground links are booming. The most effective transmission systems rely on the use of a solid state laser or a Master Oscillator Power Amplifier (MOPA) laser emitter consisting in a laser source, an external modulator and an Erbium Doped Fiber Amplifier (EDFA). These emitters present several drawbacks : high weight and dimensions, high sensitivity to radiations, high power consumption. The PhD work is based on this observation and aims to develop high power MOPA emitting at 1.5μm monolithically integrated on InP.The PhD consisted in the conception of two MOPA types, one with a shallow ridge waveguide and the other with buried guides (Semi-Insulating Buried Heterostructure or SIBH). Propagation and optical mode simulations allowed us to validate the waveguide dimensions. The MOPAs include a DFB laser, an electro-optic modulator and a flared amplifier. Several taper angles are designed. The fabrication process in clean room allowed several technological achievements, especially the fabrication of SIBH MOPA and tapered SOA.We demonstrated 380 mW CW of optical power and a spectral single mode operation with the shallow ridge MOPAs. S21 measurements were also done on MOPAs and SIBH SOAs with a structure similar to the fabricated MOPAs. These measurements allowed us to develop a transfer function model for SOA. The model is based on measurable parameters and showed an excellent fit with the measurements, allowing us to find carrier lifetimes. Eye diagrams on directly modulated SOA are done. The extinction ratio i slow (<1 dB) but the eye is open at 5 Gbps and 10 Gbps, limited by the RF power of the numerical signal generator. These results pave the way to the investigation of optimal points of operation and configurations for high power MOPA and SOA for data transmission.

Le projet de thèse porte sur l'oscillateur harmonique; l'oscillateur dépend du signal de fréquence fondamentale à 25 GHz, qui est amplifié à l'aide d'un LNA et d'un amplificateur de puissance afin de générer un troisième signal harmonique à 75 GHz en sortie et de faire une contre-réaction du signal fondamental afin d'assurer la continuité de l'oscillation. Un diplexeur est utilisé pour séparer les deux fréquences à l’étage de sortie, en tenant compte de l’amélioration de la puissance de sortie, du bruit de phase et de l’efficacité de puissance ajoutée PAE à la fréquence candidate de l’application 5G. La technologie de transistor choisie est le FDSOI 28 nm de STMicroelectronics. / The PhD project is about harmonic oscillator; the oscillator depends on the fundamental frequency signal at 25 GHz which is amplified using an LNA and power amplifier in order to generate third harmonic signal at 75 GHz at the output, and feedback the fundamental signal to ensure the continuity of the oscillation. A diplexer is used to separate between both frequencies at the output stage, taking in consideration the improvement of the output power, phase noise, and the power added efficiency PAE at the candidate frequency of 5G application. The transistor technology chosen is the 28nm FDSOI from the STMicroelectronics.

Grâce aux propriétés physiques du matériau et à l'avancement de l'ingénierie et de la fabrication, les dispositifs semi-conducteurs à base de nitrure de gallium (GaN) sont des candidats prometteurs pour la conception des modules de puissance à haute fréquence, à haut rendement et donc à haute densité de puissance. Cependant, la commutation rapide des appareils GaN entraîne une vitesse de rotation élevée dans la tension de commutation (dV / dt) et le courant (dI / dt), combiné avec des éléments parasites inductifs (L) et capacitifs (C) dans le module de puissance, donne lieu à des tensions électromagnétiques le bruit d'interférence (EMI) dans une large gamme de fréquences. Cette thèse est axée sur l'influence sur les performances EMI de la conception des modules de puissance basés sur GaN et les approches d'optimisation. Afin d'étudier les problèmes susmentionnés, un module de puissance complet comprenant les appareils de puissance GaN et l'emballage du module doit être caractérisé et modélisé afin que les performances EMI puissent être reconstruites par simulation avec ces modèles. Les méthodes de modélisation d'un transistor de mobilité à haute électron (HEMT) et d'un module de puissance conçu par un laboratoire sont décrites respectivement aux chapitres I et II, La modélisation de l'appareil implique la partie statique et la partie dynamique, où le premier est modélisé pour représenter les caractéristiques IV avant et les conducteurs inverses en diodes inverses et ce dernier est modélisé pour représenter les capacités intrinsèques non linéairement dépendantes de la tension entre chaque paire de bornes . La méthode de modélisation est basée sur les caractéristiques extraites de la fiche technique et peut être mise à l'échelle de tous les e-mode GaN HEMT. La modélisation de l'emballage implique principalement l'extraction des capacités parasites entre le module et le radiateur et les inductances parasites entre le condensateur de liaison CC et les dispositifs d'alimentation. Les extractions sont traitées à la fois par calcul numérique avec logiciel ANSYS Q3D et mesure d'impédance avec un analyseur de réseau vectoriel E5061B. Les résultats de ces deux approches correspondent bien de l'un à l'autre. Une fois que le modèle complet du module de puissance basé sur GaN est construit, il est validé avec un test de commutation expérimental où les signaux de commutation simulés et les bruits EMI sont comparés aux mesurés respectivement aux chapitres III et IV. Le banc d'essai en dehors du module de puissance GaN est modélisé pour compléter le modèle de simulation complet. Les précautions de mesure sont également présentées. Les formes d'onde de commutation sont obtenues en double impulsion et en tests de commutation permanente et sont comparées aux simulations où elles sont correctement adaptées. La minimisation du dépassement de la tension de commutation en utilisant entre DC + et DC - les condensateurs dans le module CX est analysée et enfin la valeur du condensateur CX est recommandée dans différentes situations. Les bruits EMI sont mesurés en termes de courants de mode commun (CM) et de mode différentiel (DM) dans le réseau linéaire à impédance stabilisée (LISN) et sont comparés avec ceux simulés où ils sont correctement adaptés de 100 kHz à 30MHz. On analyse les chemins de propagation du bruit CM du module d'alimentation et de la charge de l'inducteur de résistance. Les effets des condensateurs dans le module CX et du CM filter ones CY sont étudiés. Enfin, la répartition des condensateurs de filtre dans différents endroits est étudiée par simulation. / Thanks to the material’s physical properties and the advancement in the engineering and manufacturing, power semiconductor devices based on Gallium Nitride (GaN) are promising candidates for high frequency, high efficiency and thus high power density power module design. However, GaN devices’ fast switching results in high slew rate in switching voltage (dV/dt) and current (dI/dt), combined with parasitic inductive (L) and capacitive (C) elements within the power module, gives rise to electromagnetic interference (EMI) noise in a wide frequency range. This dissertation is focused on the influence on EMI performance of the GaN based power module design and the optimization approaches.In order to study the aforementioned issues, an entire power module including the GaN power devices and the module’s packaging are to be characterized and modeled so that the EMI performances can be reconstructed by simulation with these models. The modeling methods of a commercial enhancement-mode (e-mode) GaN High-Electron-Mobility-Transistor (HEMT) and a lab-designed power module are discussed respectively in chapter I and II,• The device modeling involves the static part and the dynamic part, where the former is modeled to represent the forward I-V characteristics and the reverse diode-like conducting ones and the latter is modeled to represent the nonlinearly voltage dependent intrinsic capacitances between each pair of terminals. The modeling method is based on the characteristics extracted from datasheet and can be scaled to all e-mode GaN HEMT.• The packaging modeling involves mainly the extraction of the stray capacitances between the module and the heatsink and the parasitic inductances between the DC link capacitor and the power devices. The extractions are processed by both numerical calculation with software ANSYS Q3D and impedance measurement with a vector network analyzer E5061B. The results from these two approaches match well from one to the other.Once the full model of the GaN based power module is built, it is validated with experimental switching test where the simulated switching waveforms and the EMI noises are compared with the measured ones respectively in chapter III and IV. The test bench apart from the GaN power module is modeled to complete the full simulation model. The measurement precautions are presented as well.• The switching waveforms are obtained in double pulse and permanent switching tests and are compared to the simulated ones where they are correctly matched. The minimization of the switching voltage’s overshoot by using between DC+ and DC- the in-module capacitors CX is analyzed and finally the capacitor CX’s value is recommended in different situations.• The EMI noises are measured in terms of common mode (CM) and differential mode (DM) currents in the Line-Impedance-Stabilized-Network (LISN) and are compared with the simulated ones where they are correctly matched from 100 kHz up to 30MHz. The CM noise propagation paths from the power module and from the resistor-inductor load are analyzed. The effects of the in-module capacitors CX and the CM filter ones CY are studied. Finally the distribution of filter capacitors in different locations is studied by simulation.