De la fin du IXe au milieu du XIe siècle, la Lotharingie, ancien cœur de l’empire carolingien, devint une marge du royaume de Francie occidentale, d’abord, puis de Francie orientale, ensuite, sans que ne se développe pour autant une identité lotharingienne. Cette recherche, qui porte sur la Lotharingie méridionale, s’intéresse tout d’abord aux structures de parenté aristocratiques, qui demeurent résolument horizontales et cognatiques. L’interrogation principale porte ensuite sur l’évolution du rapport des aristocrates à leurs espaces de domination. Ce travail montre que l’exercice de la potestas des comtes se fit, jusqu’à la réforme grégorienne, selon des logiques davantage sociales que spatiales : pagus et comitatus ne furent pas des circonscriptions territorialisées. Le territoire ne constituait pas le pouvoir comtal : il en découlait. À l’inverse, les seigneurs furent les premiers à s’ancrer spatialement en fondant des centres castraux dont ils adoptèrent le nom comme cognomen toponymique. Pour ce faire, cette thèse étudie dans le détail les fonctions, la morphologie et la chronologie de l’apparition des différents centres, aussi bien ecclésiastiques que laïques, en s’interrogeant également sur l’existence de « modèles spatiaux ». Une double approche textuelle et archéologique permet de déconstruire l’image d’aristocrates prédateurs et de montrer que si les abbayes et les sièges épiscopaux furent, pour les laïcs, l’objet d’enjeux nombreux, ceux-ci n’étaient pas d’ordre territorial. Elle amène également à reconsidérer l’aimantation castrale, en se détachant notamment d’une compréhension légaliste de ce phénomène et en analysant la coexistence de fortifications d’architectures très différentes. La multipolarisation de l’aristocratie lotharingienne ne peut se comprendre qu’en considérant pleinement les différents acteurs politiques – notamment les évêques –, afin de saisir les rapports de force changeants et la « coopétition » permanente entre ces différentes parties qui expliquent le rythme de cet ancrage spatial à tâtons. Celui-ci est à la fois différent de ce que l’on rencontre en Francie occidentale et en Francie orientale, confirmant le statut singulier de cet espace de l’entre-deux. / From the end of the ninth to the middle of the eleventh century, the Southern part of Lotharingia – the former heart of the Carolingian empire – first became a periphery of the West Frankish kingdom, and then a march of Eastern Francia. However, that does not mean that a Lotharingian identity emerged. To start with, our research indicates that aristocratic kinship patterns remained definitely horizontal and cognatic. The main research problem focuses on the aristocrats’ relations to their spaces of power, and their evolutions. This work shows that, until the Gregorian reform, counts performed their potestas according to a logic which was more social than spatial: pagus and comitatus were not territorialized divisions. Territory was not the core of the counts’ power: it was a consequence of it. Even so, lords were the first to found fortified places thus establishing manifestations of spatial power by assuming the castles’ names as a toponymic cognomen. This dissertation examines the functions, morphologies and chronologies of the emergence of such centers, either ecclesiastical or secular. It also raises questions about the existence of « spatial models ». Evidence from texts and archaeology allows us to deconstruct the image of predatory aristocrats. It also proves that although nobles competed for abbeys and episcopal sees, this rivalry was not territorial; our findings have also brought us to reconsider the growing function of castles by moving away from a legalistic approach to the process of polarization and rather analyzing the coexistence of the quite different fortification styles. One can understand the multipolarization of Lotharingian aristocracy only by fully taking into account the different political protagonists – especially bishops – in order to better grasp the changing power balances and constant « coopetition » between different parties. Those dynamics can explain the uncertain pace of the manifestation of spatial power, the modalities of which were different from both West and East Francia and thus confirm the unique status of this in-between space.

[pt] Um novo modelo de polarímetro, baseado em lâminas de birrefringência variável controladas por atuadores piezoelétricos, é apresentado e construído. O dispositivo é baseado na divisão no tempo do sinal luminoso e, comparado a outros modelos de sua categoria, apresenta uma série de atrativos, como baixo custo e simplicidade. É realizada uma comparação de resultados entre o polarímetro desenvolvido e um polarímetro comercial para luz polarizada e parcialmente polarizada. / [en] A new polarimeter model, based on time-varying birefringence caused by piezoelectric-controlled fiber- squeezing plates, is presented and constructed. The device is based on time division of the light signal and, in comparison with other polarimeters of its kind, features many advantages, like low cost and simplicity. The results given by the new polarimeter and a commercial one are compared, using polarized and partially polarized light.

Maritime surveillance radars are critical in commerce, transportation, navigation, and defense. However, the sea environment is perhaps the most challenging of natural radar backdrops because maritime radars must contend with electromagnetic backscatter from the sea surface, or sea clutter. Sea clutter poses unique challenges in very low grazing angle geometries, where typical statistical assumptions regarding sea clutter backscatter do not hold. As a result, traditional constant false alarm rate (CFAR) detection schemes may yield a large number of false alarms while objects of interest may be challenging to detect. Solutions posed in the literature to date have been either computationally impractical or lacked robustness. This dissertation explores whether fully polarimetric radar offers a means of enhancing detection performance in low grazing angle sea clutter. To this end, MIT Lincoln Laboratory funded an experimental data collection using a fully polarimetric X-band radar assembled largely from commercial off-the-shelf components. The Point de Chene Dataset, collected on the Atlantic coast of Massachusetts’ Cape Ann in October 2015, comprises multiple sea states, bandwidths, and various objects of opportunity. The dataset also comprises three different polarimetric transmit schemes. In addition to discussing the radar, the dataset, and associated post-processing, this dissertation presents a derivation showing that an established multiple input, multiple output radar technique provides a novel means of simultaneous polarimetric scattering matrix measurement. A novel scheme for polarimetric radar calibration using a single active calibration target is also presented. Subsequent research leveraged this dataset to develop Polarimetric Co-location Layering (PCL), a practical algorithm for mitigation of low grazing angle sea clutter, which is the most significant contribution of this dissertation. PCL routinely achieves a significant reduction in the standard CFAR false alarm rate while maintaining detections on objects of interest. Moreover, PCL is elegant: It exploits fundamental characteristics of both sea clutter and object returns to determine which CFAR detections are due to sea clutter. We demonstrate that PCL is robust across a range of bandwidths, pulse repetition frequencies, and object types. Finally, we show that PCL integrates in parallel into the standard radar signal processing chain without incurring a computational time penalty.

The nature of the edge-on eclipsing binary Epsilon Aurigae remains perplexing, despite notable progress since the recent 2009-2011 eclipse. The binary involves an early F supergiant with a still unknown companion enshrouded in a disk. Although the eclipse geometry produces a significant broad band polarization signature, semiregular pulsations of the F supergiant are also a source of variable polarization, with an amplitude that is commensurate with the effect of the eclipse. This fact makes use of the polarization for studying the disk of the companion far more challenging. In an effort to better understand the pulsation nature of the supergiant, we explore a simple model for the stellar contribution to the polarization signal. The model does reasonably well in characterizing the gross properties of the time-variable polarization.

Co-rotating Interaction Regions (CIRs) are a well-known phenomenon in the solar wind, and is a favored culprit for certain cyclical behavior observed in the spectra of some massive stars. A prime example are the discrete absorption components (DACs) seen in the UV wind lines of many O stars. Here we report on modeling for the variable continuum polarization that could arise from the presence of CIR structures. Considerations are limited to optically thin scattering. Using a core-halo approach for winds that are thick to electron scattering, an application to observed variable polarization of WR6 (EZ CMa; HD 50896) is presented.

This research presents the first use of side-polished Panda fiber in the fabrication of slab-coupled optical sensors (SCOS). It is determined that the Panda SCOS provides a sensor that is comparable to the D-fiber SCOS in cases of electric field sensing. It exhibits greater power transfer and higher bandwidth than a typical D-SCOS. The Panda SCOS is also less costly and easier to splice than the D-fiber alternative. This comes at a cost of slightly decreased sensitivity and a more fragile fabrication process. This research also demonstrates the use of the Panda-SCOS as means of voltage characterization across both the spark gap of an ignition coil circuit along with the spark gap of an automobile. This paper demonstrates the use of a Panda SCOS to measure the voltages and time delays across the spark gaps at different stages of a Marx generator setup .

La lumière polarisée est généralement considérée comme une valeur ajoutée et est souvent utilisée pour améliorer l'observation de scènes et d’échantillons, grâce à différents processus d'optimisation. Cependant, il existe un certain nombre de situations où la polarisation de la lumière est pénalisante, et pour lesquelles il est majeur que la lumière polarisée soit transformée en lumière non polarisée. Pour illustration, de nombreuses applications spatiales nécessitent des détecteurs embarqués pour analyser les flux optiques provenant de la Terre ou de l’environnement. Ces flux sont collectés après avoir été diffusés et réfléchis par les différents éléments rencontrés, qui peuvent partiellement polariser la lumière étudiée. Cette dépolarisation n’est pas prédictible car elle dépend fortement des milieux traversés alors qu’elle influe fortement sur l’étalonnage des instruments. Bien que l'on puisse facilement transformer l'état de polarisation de la lumière en un autre état arbitraire, ou passer d’une lumière non polarisée à une lumière polarisée, la situation inverse qui consiste à dépolariser une lumière est moins fréquente et s'accompagne souvent de pertes optiques et d'une réduction de la cohérence spatiale ou temporelle. Dans cette thèse, nous proposons une technique alternative originale s’appuyant sur le principe de dépolarisation spatiale. Elle requiert un composant de type multicouche optique présentant un gradient transverse de propriétés optiques. Nous montrons dans quelles conditions ce gradient vient satisfaire à une condition de dépolarisation spatiale, sans créer de perte d’énergie / Polarized light is generally considered as an added value and is often used to improve the viewing of scenes and samples through various optimization processes. However, there are a number of situations where the polarization of the light is penalizing, and for which it is important that the polarized light is transformed into unpolarized light. For example, many space applications require embedded sensors to analyze optical flux from the Earth or the environment. These fluxes are collected after being scattered and reflected by the different elements encountered, which can partially polarize the light studied. This depolarization is not predictable because it strongly depends on the environments encountered whereas it strongly influences the calibration of the instruments. Although the polarization state of light can be easily transformed into another arbitrary state, or from unpolarized light to polarized light, the reverse situation of depolarizing light is less common and is often accompanied by optical losses and a reduction in spatial or temporal coherence. In this thesis, we propose an original alternative technique based on the principle of spatial depolarization. It requires an optical multilayer type component having a transverse gradient of optical properties. We show under which conditions this gradient satisfies a spatial depolarization condition, without creating energy losses. This synthesis step simultaneously takes into account the spatial and spectral variations of the optical properties of the filter

Le cil primaire, véritable organite sensoriel cellulaire est présent à la surface de la plupart des cellules de mammifères en quiescence. Truffé de récepteurs à sa membrane, le cil capte les signaux mécaniques et chimiques, jouant ainsi un rôle clé dans de nombreux processus développementaux et physiologiques. Un défaut de structure et/ou de fonction du cil est à l'origine de cancérogénèse et de pathologies humaines appelées ciliopathies.Le cil primaire est ancré à la membrane plasmique grâce au corps basal, structure dérivée du centriole père et connectée aux trois réseaux du cytosquelette. La formation du cil primaire nécessite une succession d'étapes cytoplasmiques hautement régulées. Elle débute par la maturation du centriole père en corps basal. Cette étape nécessite le recrutement de protéines spécifiques au centriole père permettant l'association avec une vésicule ciliaire à l'extrémité distale du centriole père. Ce complexe migre et vient s'ancrer à la membrane apicale déclenchant la nucléation de microtubules pour la formation de la partie externe du cil, ou axonème. En parallèle, la ciliogénèse nécessite un remodelage important du cytosquelette d'actine ainsi qu'un trafic de vésicules orienté vers la base du cil. Si la plupart des étapes sont bien caractérisées, celle concernant la migration du corps basal ainsi que la contribution du cytosquelette reste mal comprise.Afin de mieux appréhender les mécanismes impliqués dans la migration du corps basal lors de la ciliogénèse, nous avons développé un système expérimental basé sur l'utilisation de micro-patrons adhésifs recouverts de fibronectine. Cette technologie comporte de nombreux avantages. Elle permet le contrôle de l'étalement de la cellule inhérent à la surface imposée par la matrice extracellulaire régulant ainsi l'organisation du cytosquelette ainsi que le positionnement des organelles subcellulaires. Par ailleurs, le volume cellulaire induit par le confinement spatial facilite l'observation de la position du centrosome en z au cours du temps, indispensable pour l'étude de chaque étape de la ciliogénèse cytoplasmique.Dans un premier temps, nous avons démontré que la forme et l'architecture du cytosquelette d'actine qui en dépend sont des régulateurs majeurs du processus ciliogénique. Les cellules confinées spatialement et sevrées 24h sur des petits disques développent un réseau branché au niveau de leur surface apicale nécessaire à la croissance du cil primaire. A l'inverse, les cellules étalées sur des grands disques sont beaucoup plus contractées. Elles développent d'importantes fibres de stress sur leur surface ventrale. Le centrosome reste sous le noyau et le niveau de contraction empêche l'assemblage du cil. Le niveau de contractilité module donc la formation du réseau d'actine apicale qui contrôle en retour le mouvement du corps basal et l'élongation du cil.Dans un deuxième temps, nous avons étudié la dynamique du cytosquelette d'actine et de microtubules durant l'étape de migration du corps basal c'est à dire juste après la privation de sérum. Nos résultats indiquent que la migration nécessite une augmentation transitoire de la stabilité des microtubules concomitante avec une augmentation de la contractilité des filaments d'actine. Un crible basé sur l'ARN interférence nous a permis d'identifier des gènes impliqués dans le processus de migration dont CEP164, contribuant à l'ancrage du centriole père à la vésicule ciliaire. Les cellules déficientes en CEP164 montrent un défaut de réorganisation du cytosquelette expliquant l'inhibition du transport du corps basal vers la membrane apicale.L'ensemble des résultats nous permet d'avancer dans la compréhension des conditions requises pour le mouvement du corps basal vers la membrane apicale. Celui-ci nécessite à la fois un remodelage significatif du cytosquelette en constant dialogue et en interaction avec certains composants ciliaires nécessaires à la formation du cil primaire. / The primary cilium is a sensory organelle present on the surface of most quiescent cells. It possesses numerous receptors on its surface and is responsible for transducing biochemical and mechanical signals to the interior of the cell and playsimportant roles during development and in homeostasis. Defects in primary cilium assembly are the underlying cause of a group of pleiotropic diseases referred to as ciliopathies.The primary cilium is anchored to the plasma membrane through the basal body which is derived from the mother centriole and is connected to three networks of the cytoskeleton. Primary cilium formation is a highly regulated and multi-step process that begins with the maturation of the centriole mother into basal body in the cytoplasm of the cell. One of the first steps of primary cilium assembly is the recruitment of specific proteins to the mother centriole to initiate the formation of a ciliary vesicle at the distal end of the mother centriole. Once formed, the mother centriole migrates to and is anchored to the apical membrane, triggering the elongation of microtubules from the distal end of the mother centriole to form the outer part of primary cilium, or axoneme. In order for this to occur, significant remodeling of the actin cytoskeleton and directe-trafficking of vesicles to the base of the cilium is required. While much progress has been made in characterizing the initial steps of primary ciliogenesis, how the basal body migrates to the plasma membrane is not fully understood.To gain a better understanding of the mechanisms involved in the migration of basal body during ciliogenesis, we developed an experimental system based on the use of adhesive micro-patterns coated with fibronectin. This technology has many advantages. It enables the control of the cell spreading which is imposed by the size of the adhesive area and, in turn, the regulation of cytoskeletal organization and the positioning of subcellular organelles. Furthermore, this technique enables the cell volume induced by the spatial confinement, to be controlled, facilitating the observation and measurement of the centrosome's position in z throughout the primary ciliogenesis process.First, we demonstrated that the shape and architecture of the actin cytoskeleton are major regulators of primary ciliogenesis. Cells spatially confined and starved for 24h on small discoidal micropattern develop an apical web like actin network necessary for the primary cilium growth. In contrast, cells plated on large discs are much more contracted and they develop significant stress fibers on their ventral surface. In this situation, the centrosome remains below the nucleus and the level of contraction prevents the assembly of a primary cilium. The level of contractility therefore modulates the formation of apical actin network that in turn controls the movement of the basal body and the cilium elongation.Secondly, we studied actin cytoskeleton and microtubule reorganization during the basal body migration step that occured just after serum starvation. Our results indicate that migration requires a transient increase in the stability of microtubules, concomitant with an increase in contractility of actin filaments. By RNA interference screening, we have identified genes involved in the migration process including CEP164, which has previously been shown to participate in the anchoring of the ciliary vesicle to the mother centriole. CEP164-deficient cells were found to have defects in cytoskeletal reorganization thereby explaining why basal body transport to the plasma membrane was blocked in these cells.Altogether, these results enable our understanding of how basal body movement to the apical membrane is driven. This requires both significant remodeling and crosstalk between the actin and microtubule cytoskeleton and interaction with ciliary components necessary for the formation of a primary cilium.

Les monocytes sont des leucocytes circulants dont la caractérisation est longtemps restée difficile. La dissection de l’ensemble de ces cellules en sous-populations fonctionnelles chez l’homme reste à ce jour insuffisante. Les monocytes sont cependant des précurseurs circulants de plusieurs populations de cellules dendritiques et de macrophages tissulaires, et occupent donc à ce titre une place prépondérante dans la mise en place des réponses immunitaires normales et pathologiques.À l'heure actuelle, trois sous-populations sont décrites chez l’homme : les monocytes classiques CD14+CD16neg, les non-classiques CD14dimCD16+ et les intermédiaires CD14+CD16+. Fonctionnellement, ces sous-populations sont diverses et hétérogènes et dotées de propriétés pro- et anti-inflammatoires apparemment redondantes. En pathologie, une augmentation du ratio entre CD16+ et CD16neg monocytes a été décrite en situation inflammatoire, suggérant un rôle des premières dans le développement et/ou l’amplification de l’inflammation. Parmi les monocytes non-classiques, des cellules capables de détecter des altérations de l’endothélium et ayant donc des propriétés spécifiques de surveillance du lit vasculaire ont été identifiées et caractérisées. Dans le but d’obtenir une meilleure définition des populations monocytaires et de les subdiviser en sous-populations où l’identification des fonctions de ces cellules serait plus accessible, je me suis attachée, dans ce travail de thèse, à analyser les différentes populations de monocytes humains circulants de manière aussi exhaustive que possible et avec les outils d’analyse biologiques et informatiques actuels. Les résultats, obtenus par l’analyse en cytométrie de flux de PBMC de 28 donneurs sains après marquage des cellules par vingt anticorps dirigés contre les molécules de surface, ont révélé l’existence d’une population de monocytes de plus grande taille. Ces « large » monocytes se subdivisent également en populations CD16neg et CD16+ (monocytes la14+16neg et la14+16+). Les monocytes restant ou « small » se composent de sm14+16neg largement majoritaires, de sm14+16+, et de sm14dim16+ auxquels se rajoutent des monocytes sm14lo16neg dont nous confirmons l’existence. L’expression des divers marqueurs sélectionnés a été faite par des méthodes d’analyse classiques, manuelles, ainsi que par l’utilisation d’algorithmes d’analyse non-supervisée. Les résultats ont montré les particularités d’expression propres à chaque population mais ont aussi indiqué que l’hétérogénéité phénotypique à l’intérieur de ces six populations de monocytes reste importante. Cependant, des profils d’expression qui sont partagés par plusieurs donneurs sains ont été identifiés. L’expression des molécules d’adhésion telles que CD49d, CD62L, CD162, ainsi que CD43 a été particulièrement utile pour cette identification. Quatre groupes phénotypiques majeurs ont ainsi été définis chez les 28 donneurs sains analysés. / Monocytes are circulating leukocytes which characterization has long been difficult. Dissection of these cells into functional subpopulations in humans is still insufficient. Monocytes are however circulating precursors of several populations of dendritic cells and tissue macrophages, and play a prominent role in the development of immune response in steady state and pathology. At present, three monocyte subpopulations are described in humans: classical CD14+CD16neg, non-classical CD14dimCD16+ and intermediates CD14++CD16. Functionally, these subpopulations are diverse and heterogeneous and with apparently redundant pro - and anti-inflammatory properties. In pathology, an increase in the ratio of CD16 + to CD16neg monocytes has been described in inflammatory situation, suggesting a role of the former in the development and amplification of inflammation. Among the non-classical monocytes, cells that can detect changes in the endothelium and having then specific properties of vascular bed monitoring have been identified and characterized. In order to get a better definition of monocyte populations and break them down into subpopulations in which the identification of the cell functions would be more accessible, I endeavoured in this thesis work to analyse different populations of circulating human monocytes as comprehensively as possible and with state of the art analytical and computer tools. The results of flow cytometry analysis of PBMC from 28 healthy donors after cell staining with twenty antibodies directed against surface molecules revealed the existence of a population of monocytes of larger size.

This thesis encompasses a body of experimental work on the use of structured light in quantum cryptographic protocols. In particular, we investigate the ability to perform quantum key distribution through various quantum channels (fibre, free-space, underwater) in laboratory and realistic conditions. We first demonstrate that a special type of optical fibre (vortex fibre) capable of coherently transmitting vector vortex modes is a viable quantum channel. Next, we describe the first demonstration of high-dimensional quantum cryptography using structured photons in an urban setting. In particular, the prevalence of atmospheric turbulence can introduce many errors to a transmitted key; however, we are still able to transmit more information per carrier using a 4-dimensional scheme in comparison to a 2-dimensional one. Lastly, we investigate the possibility of performing secure quantum communication with twisted photons in an uncontrolled underwater channel. We find that though it is possible for low-dimensional schemes, high-dimensional schemes suffer from underwater turbulence without the use of corrective wavefront techniques.