Le travail présenté dans ce mémoire s'inscrit dans la problématique générale de la formation du spectre optique dans les lasers Raman à fibre. Nous avons mené une étude expérimentale sur un laser Raman à fibre oscillant dans une cavité Pérot-Fabry fermée par des miroirs de Bragg. Cette étude montre que la forme du spectre optique diffère selon la puissance du laser. En développant différents modèles, nous avons montré que les miroirs de Bragg sont à l'origine de ce changement de forme du spectre optique. En particulier, à faible puissance, la forme asymétrique du spectre provient d'effets dispersifs lors de la réflexion sur les miroirs de Bragg. A forte puissance, ces effets dispersifs sont dominés par les effets de filtrage des miroirs, ce qui conduit à la symétrisation du spectre du laser observée dans notre expérience. Par ailleurs, nous avons également étudié numériquement la statistique du champ Stokes intracavité. Nous avons montré que celle-ci change fortement selon que l'onde Stokes est incidente ou réfléchie par les miroirs de Bragg. Ce résultat nous a permis de questionner la validité d'un modèle récemment publié sur la formation du spectre optique du laser Raman à fibre. Ce modèle s'appuie sur les outils de la théorie cinétique des ondes, valable uniquement dans le cas de champs possédant une statistique gaussienne. Toutefois, notre étude numérique indique que cette condition n'est pas respectée dans le laser Raman à fibre, et la forme du spectre optique observé dans notre étude expérimentale s'oppose fortement à celle prédite par cette approche statistique de la formation du spectre optique du laser Raman à fibre. / The work presented in this thesis deals with the formation of the optical power spectrum in Raman fiber lasers. We carried out an experimental study on a Raman fiber laser oscillating in a Pérot-Fabry cavity closed by fiber Bragg grating mirrors. We report that the shape of the optical spectrum is power dependent. Developing several models, we show that fiber Bragg gratings are responsible for this property of the optical power spectrum. In particular, at low power, the asymetric shape of the spectrum is due to dispersive effects occurring in fiber Bragg grating mirrors. At high laser power, those dispersive effects are dominated by the filtering action of fiber Bragg grating mirrors, which results in a symetrisation of the optical power spectrum observed in our experiment. In addition, we have also studied numerically the statistics of the intracavity Stokes field. We show that the field statistics strongly depends on whether Stokes light is incident or reflected by cavity mirrors. This result allows us to question the validity of a model recently developped in order to describe the formation of the optical power spectrum in Raman fiber lasers. This model relies on the recent tools of wave kinetic theory which is valid exclusively in the case of nearly gaussian fields statistics. However, our numerical study seems to indicate this condition is not fulfilled in Raman fiber lasers, and the shape of the optical spectrum observed in our experiment contrasts with the one predicted by this statistical approach of the formation of the optical power spectrum in Raman fiber lasers.

Dans les milieux aquatiques, les facteurs liés à l’hydrodynamique et au mélange aux échelles de la turbulence sont déterminants pour le transport des substances chimiques et des micro-organismes. Ce travail s’intéresse à ces phénomènes physiques et se situe à la frontière entre la limnologie physique et l’océanographie physique, au travers de l’étude de deux cas : le lac Pavin (Auvergne, France) et la région d’upwelling au large du Pérou. Un des intérêts de ce travail réside dans le changement d’échelle de l’observation de milieux naturels aquatiques allant de l’échelle millimétrique (étude de la microstructure dans le Lac Pavin) à l’échelle de la centaine de kilomètres (étude des ondes de Rossby). Le Lac Pavin est le seul lac méromictique français, ce qui signifie que le compartiment inférieur du lac ne se mélange pas annuellement. La méromicticité concerne pourtant bien d’autres bassins, plus connus et plus vastes comme la Mer Noire, la Mer Caspienne, le lac Baïkal, d’où son importance écologique. Sa méromicticité lui confère des propriétés physiques particulières, étudiées dans le cadre de cette thèse. L’étude de la variabilité du mélange diapycnal à différentes échelles de temps et d’espace dans le lac Pavin au travers de mesures de microstructure et de surveillance en continu des principaux paramètres physiques a conduit à mettre en évidence la variabilité de la stabilité de la colonne d’eau à l’échelle interannuelle. Par ailleurs, les propagations d’ondes internes de gravité sont étudiées dans ce cadre particulier à l’aide d’un modèle linéaire bidimensionnel. Elles génèrent des mouvements advectifs verticaux importants dans toute la colonne d’eau dont il faut tenir compte dans les protocoles d’échantillonnage chimiques ou biologiques. Enfin, une intrusion sous lacustre semble avoir une grande importance dans la détermination de la profondeur du mélange hivernal et le maintien de la méromicticité. La zone de l’upwelling du Pérou est parmi les plus poissonneuses au monde. Elle est caractérisée par une forte productivité primaire, observable par satellite. L’observation des ondes de Rossby a permis de mettre en évidence qu’elles génèrent plus de 50% de la variabilité observée à l’échelle intra saisonnière sur la concentration en chlorophylle de surface, à distance des côtes. Les ondes transportent la chlorophylle vers le large et participent à la détermination de l’extension de la zone de forte productivité primaire. A travers des mesures variées allant de la microstructure à l’observation satellite et grâce à l’utilisation de modèles conceptuels, la thèse met en évidence l’influence certaine des facteurs hydrodynamiques sur l’organisation des paramètres biogéochimiques de ces deux écosystèmes / In aquatic environments, hydrodynamics and turbulent mixing are key parameters which determine the transport of chemical substances and microorganisms. This work focuses on these phenomena and comes within the scope of today’s physical limnology and oceanography issues as seen through two case studies: Lake Pavin (Auvergne, France) and the upwelling region off Peru. One major interest of this work is the change in observation scales of the aquatic environment ranging from millimetre (microstructure investigations) to kilometre scales (Rossby wave study). Lake Pavin is the only meromictic lake in France, which means that the bottom layer of the lake does not undergo seasonal mixing. Meromixis concerns other wider basins than Lake Pavin, such as the Black Sea, the Caspian Sea and Lake Baïkal for example, and can be of great ecological importance. Meromixis creates particular physical conditions in Lake Pavin, that are studied in the framework of this PhD. In particular, this work highlights diapycnal mixing and water column stability variability at different spatial and time scales in Lake Pavin using microstructure and continuous measurements. Moreover, internal gravity wave propagations in the water column are studied in the particular framework of meromixis by using a two dimensional model. These waves generate significant vertical advective water movements, which must be taken into account for sampling protocols in the lake. At last, a sublacustrine intrusion seems to have great importance in the determination of mixing depth during seasonal overturn and in the maintaining of meromixis. The Peru upwelling zone is one of the most fish aboundant ocean region in the world. It is characterized by strong primary productivity, which can be detected by satellite observations. The satellite observation of Rossby waves shows that they influence more than 50% of the intra-annual sea surface chlorophyll concentration variability at a few hundreds of kilometres from the shore. Waves transport chlorophyll offshore and contribute to the extension of the high productivity zone. Through various measurement techniques and satellite observations, and using conceptual models, this work shows the influence of hydrodynamic factors on the organisation of biogeochemical parameters in these two ecosystems

Avec le développement des nouvelles technologies, l'exposition aux champs électromagnétiques est de plus en plus importante. En marge de ce développement, nos sociétés ont vu émerger des personnes présentant des symptômes qu'ils attribuent à une exposition aux champs électromagnétiques. Les résultats des études expérimentales antérieurs restant à controverse, l'objectif de ce travail est de voir si une exposition conjointe entre les champs électromagnétiques et le bruit conduit à une apparition ou une exacerbation des symptômes des champs électromagnétiques. Cette étude s'est portée sur différentes fonctions physiologiques chez une population juvénile : le sommeil, le système immunitaire, la prise alimentaire, la respiration et le comportement. Nos résultats montrent un comportement anxieux, une diminution de la locomotion ainsi qu'une augmentation du poids des animaux, associé à des variations dans le pattern alimentaire. Le sommeil et la respiration sont peu modifiés chez les animaux exposés aux champs électromagnétiques. Le système immunitaire des animaux exposés aux champs électromagnétiques présente des altérations au niveau du système immunitaire acquis avec une redistribution des sous-populations lymphocytaires en faveur d'une activation des cellules et de l'immunité humorale, mais sans variation du système immunitaire inné. L'altération de ce dernier système est observée lors de la co-exposition mais est différente de celle d'une exposition au bruit. Ce travail de thèse a permis de mettre en évidence différents effets des CEM, notamment un comportement anxieux et des variations immunitaire / With the development of wireless technologies, electromagnetic fields became an important environmental constraint. However, some people attribute symptoms to electromagnetic fields exposure. The results of experimental studies remain controversial due to contradictory results. The aim of this work is to evaluate the effects of a co-exposure between electromagnetic fields and noise. The hypothesis is that co-exposure led to an exacerbation of the electromagnetic fields effects. This work focused on different physiological functions in a juvenile population: sleep, immune system, food intake, respiratory parameters and behavior. The results showed a higher anxious behavior, a decrease of locomotor parameters and an increase in the weight of the animals, associated with variations in the food intake pattern. Sleep is slightly altered in animals exposed to electromagnetic fields. The immune system of animals exposed to electromagnetic fields exhibits alterations in the adaptive immune system by a redistribution of lymphocyte subpopulations in favor of cell activation and humoral immunity, but without variation of the innate immune system. The alteration of immune system was observed during the co-exposure with a different way than noise exposure. This work was the first study to show a variation of immune parameters in juveniles chronically exposed to electromagnetic fields

Ce travail de thèse s’est porté sur le développement technologique d’un laboratoire sur puce permettant la caractérisation ultrasonore de milieux biologiques en canal microfluidique grâce à des transducteurs de ZnO fonctionnant à une fréquence centrale de 1 GHz. Ce système permet de caractériser, par la transmission d’ondes longitudinales de volume au travers de ce canal, les propriétés mécaniques du milieu sous investigation. Les ondes de volume sont guidées dans une direction parallèle à la surface du substrat grâce à l’introduction de miroirs à 45° obtenus par gravures humides. Cette thèse s’est portée plus particulièrement sur les développements technologiques des briques de base (transducteur ultrasonore en couche mince, miroirs acoustiques, canal microfluidique, lentille cylindrique) ainsi que leur intégration dans un laboratoire sur puce à base de silicium et PDMS. Ces élément ont été étudiés et optimisés afin de réussir le guidage d’ondes dans le substrat de silicium vers le canal microfluidique d’un transducteur émetteur vers un transducteur récepteur. Ce système a permis de réaliser des essais de détection de particules, des mesures de concentration de milieu de référence et également de faire des premières mesures sur des liquides biologiques grâce à l’utilisation de lentilles cylindriques obtenues par gravure plasma. / This thesis presents an acoustofluidics platform for elastic characterization of biological samples using ultra high frequency (~1GHz) ultrasonic bulk acoustic waves (BAW). Passive 45° mirror planes obtained by wet chemical etching can be used to control bulk acoustic wave to transmit in the directions parallel to the surface of the silicon wafer. Zinc oxide (ZnO) thin film transducers were deposited by radio frequency sputtering on the other side of the wafer, which act as emitter/receiver after aligned with the mirrors. A microchannel fabricated using ICP technology was inserted between 45° mirror and vertical mirrors to realize the real time biosensing applications. To validate the design and technology of the silicon and PDMS-based platform, the propagation of bulk acoustic waves through the microfluidic channel was studied. This lab-on–a-chip platform was used to characterize different concentrations of chemical solutions in the microfluidic channel and detect latex particles passing through the channel. Moreover, with this design, a confocal cylindrical lens using ICP technology was integrated in the microsystem. The confocal lens controls the phase of acoustic waves for focusing which is used to characterize and detect biosamples (e.g. blood cells), especially on-line to evaluate the concentration of red blood cells.

Thèse de doctorat : SCIENCES ET TECHNIQUES : Metz : 1999. / 1999METZ028S. 77 ref.

Thèse de doctorat : Acoustique : Villeurbanne, INSA : 1999. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p.265-280.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Acoustique : Le Mans : 2004. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 141-152.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Réseaux, télécommunications, systèmes et architecture : Toulouse, INPT : 2007. / Texte en anglais. Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. 95 réf.

Thèse doctorat : Mécanique : Paris 12 : 2003. / Version électronique uniquement consultable au sein de l'Université Paris 12 (Intranet). Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. : 123 réf.

Thèse de doctorat : Génie civil - hydrosystèmes - géotechnique : INPL : 2007. / Titre provenant de l'écran-titre.