Lesões dentais por erosão têm sido cada vez mais presentes na prática clínica. A restauração direta com resina composta é uma das opções de tratamento para lesões severas, em que há comprometimento estético/funcional. Com o aprimoramento da tecnologia, a utilização do laser para pré-tratamento da superfície dentinária, antes do condicionamento ácido, tem sido considerada como método alternativo para melhorar a adesão das resinas compostas às superfícies erodidas. Assim, o objetivo deste estudo in vitro foi avaliar a influência da irradiação com laser de Er:YAG (2,94 ?m), de pulso super-curto, na adesão da resina composta à superfície dentinária erodida. Quarenta e seis discos de dentina foram obtidos a partir de 46 dentes terceiros molares humanos. A dentina oclusal planificada de 40 molares humanos teve metade de sua face protegida com fita UPVC (dentina hígida), enquanto na outra metade foi produzida uma lesão de erosão através da ciclagem em ácido cítrico (0,05 M, pH 2,3, 10 minutos, 6x/dia) e solução supersaturada (pH 7,0, 60 minutos entre os ataques ácidos). Metade das amostras foi irradiada com o laser de Er:YAG (50 ?s, 2 Hz, 80 mJ, 12,6 J/cm2) e a outra não (grupo controle). Em cada grupo de tratamento (laser ou controle) (n=10), um sistema adesivo autocondicionante foi utilizado e, então, confeccionados 2 cilindros de resina composta, tanto do lado erodido como no hígido (total de 4 cilindros), os quais foram submetidos à avaliação da Resistência de União através do ensaio de microcisalhamento (1 mm/min), após armazenamento em saliva artificial por 24 h. A análise do padrão de fratura foi realizada em microscópio óptico (40x). Por meio da Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), a morfologia das superfícies dentinárias hígida e submetida ao desafio erosivo, antes e após o tratamento com laser de Er:YAG (n=3), foi avaliada. Os valores obtidos de resistência de união (MPa) foram submetidos ao teste ANOVA e de comparações múltiplas de Tukey (p<0,05) e as análises das eletromicrografias foram feitas de forma descritiva. A análise morfológica da superfície mostrou alterações significativas na dentina hígida irradiada e na submetida à ciclagem erosiva, irradiada ou não. Quanto à resistência de união, houve diferença entre os 4 substratos analisados, sendo: dentina hígida irradiada (12,77±5,09 A), dentina hígida não irradiada (9,76±3,39 B), dentina erodida irradiada (7,62±3,39 C) e dentina erodida não irradiada (5,12±1,72 D). Houve predominância de padrão de fratura do tipo adesiva. Com base nos resultados e nos parâmetros de irradiação utilizados neste estudo, pode-se concluir que a erosão reduz a adesão em dentina e que o tratamento da superfície dentinária com laser de Er:YAG de largura de pulso super curta aumenta a adesão no substrato erodido ou hígido. / Dental erosion injuries have been increasingly present in clinical practice. Direct restoration with composite resin is one of the treatment options for severe injuries, where there is aesthetic/functional impairment. With the improvement of technology, laser-irradiation for pre-treatment of dentin before surface etching has been considered as an alternative method to improve the adhesion of composite resins to eroded surfaces. The objective of this in vitro study was to evaluate the influence of the irradiation with a super-short pulse Er:YAG (2.94 ?m) laser to the adhesion of composite resin to eroded dentin surface. Forty six dentin discs were obtained from 46 third molars. Forty samples of planned occlusal dentine, obtained from human molars, had half of their surface protected with plastic tape (sound dentin), while the other half was submitted to erosive cycles, consisted on immersion on citric acid (0.05 M, pH 2.3, 10 minutes, 6x/day) and supersaturated solution (pH 7.0, 60 minutes of acid attacks). Half of the samples was irradiated with the Er:YAG laser (50 ?s, 2 Hz, 80 mJ, 12.6 J/cm2) and the other was kept as control. In each treatment group (n = 10), a self-etching adhesive system was used and then two cylinders of composite resin were prepared, on both eroded and sound dentin (total of 4 cylinders). Microshear bond strength test was performed (1 mm/min), after 24 hours storage in artificial saliva. The analysis of the fracture pattern was determined by optical microscopy (40x). The morphology of sound and eroded dentin, before and after treatment with the Er:YAG laser (n = 3) was evaluated under Scanning Electron Microscopy (SEM). Bond strength values (MPa) were subjected to ANOVA and Tukey multiple comparisons test (p<0.05). The analyses of electron micrographs were made descriptively. Morphological analysis of the surface showed significant changes in irradiated and sound dentin subjected to erosive cycling. As for the bond strength, there were differences among the groups, as follows: sound dentin submitted to irradiation (12.77 ± 5.09 A), non-irradiated sound dentin (9.76 ± 3.39 B), eroded dentin submitted to irradiation (7 62 ± 3.39 C) and non-irradiated eroded dentin (5.12 ± 1.72 D). There was a predominance for the adhesive mode of failure. It was concluded that the erosion reduces the adhesion to dentin and that treating the dentin surface with a super-short-pulse Er:YAG laser increases adhesion to both eroded or sound dentin.

<p>Laser shock peening is a high strain rate plastic deformation process, and it has been widely used in automobile, aerospace, and nuclear industries for surface enhancement. Lots of new developments of the laser shock peeing process have been studied to expand its new applications such as cryogenic laser shock peeing, warm laser shock peening, laser shock peening without coating, laser shock peening without confinement. There are still some issues that has not been addressed: 1) interaction between laser shock wave and layer structured composite material has not been studied. 2) investigation on microstructure and mechanical properties of intermetallic phase strengthened composite material processed by warm laser shock peening is rare. 3) preheating method for warm laser shock peening needs improvement.</p> <p>In this study, thermal and temporal modulated laser shock peening process is developed to control microstructure and mechanical properties. 1) Laser shock peening and cryogenic laser shock peeing was applied to copper graphene heterostructure. Hardness, yield strength were measured and microstructures were characterized. Shock wave propagation and its interaction with monolayer graphene was studied by finite element analysis. Results showed that the yield strength of laser shock peeing and cryogenic laser shock peeing processed copper graphene samples increased by 40%, and 76% respectively. It was found that shock wave could pass through long-distance to generate dislocation transportation from one layer to another graphene with the shock wave interaction between graphene layers separated very far away. 2) Warm laser shock peening with different preheating temperature was performed on lightweight steel. Effect of temperature on mechanical properties, precipitates and dislocation distributions are investigated. A coupled phase field-dislocation dynamics model was developed to study the precipitates and dislocation generation mechanism. The yield strength of the lightweight steel after warm laser shock peeing reaches 2030Mpa, which is the highest for lightweight mid-carbon steel (70% Fe, 1%C). Experiment results have confirmed high density dislocations and precipitates are generated by warm laser shock peeing process. And we find a new mechanism, avalanche multiplication of dislocations and precipitates, during the warm laser shock peeing: I) Dislocations assist precipitates formation. II) Precipitates boost dislocation generation. 3) A novel dual pulse laser shock peening process was developed which combines preheating and laser shock peening process.The effect of modulating pulse width and pulse duration on processing temperature and material microstructures were studied. Results showed that single pulse laser processing could successfully remelted the second phase and had much smaller grain (500nm) due to fast cooling, and dual pulse with appropriate pulse duration resulted in high density nanosized (30nm) intermetallic phase. High hardness 59 HV and yield strength 547MPa could be achieved due to the combination of grain size refinement, hard second phase and dislocations.</p>

La photo-isomérisation par ouverture de cycle du benzopyrane a été étudiée à l'aide de la méthode MCTDH (Multi-Configuration Time-Dependent Hartree). Nous avons introduit différentes stratégies pour contrôler la conversion du benzopyrane en mérocyanine à l'aide d'impulsions laser. Nous avons utilisé un modèle pour le potentiel électronique à six dimensions développé dans le cadre d'un travail antérieur. Le modèle repose sur une généralisation des Hamiltoniens modèles standards pour les couplages vibroniques et utilise les six coordonnées les plus importantes pour le processus. Le principal objectif est de fournir des stratégies de contrôle qui pourront être utilisées par les expérimentateurs par la suite. Plus précisément, nous avons proposé: (i) une technique de type pompe-sonde pour contrôler la photostabilité, (ii) une stratégie en deux étape avec une préexcitation vibrationnel du système,(iii) une stratégie reposant sur un contrôle par effet Stark induit par un laser non-résonant. / The ring-opening photoisomerization of benzopyran, which occurs via a photochemical route involving a conical intersection,has been studied with quantum dynamics calculations using the multi-configuration time-dependent Hartree method (MCTDH). We introduce a mechanistic strategy to control the conversion of benzopyran to merocyanine with laser pulses. We use asix-dimensional model developed in a previous work for the potential energy surfaces (PES) based on an extension of thevibronic-coupling Hamiltonian model (diabatization method by ansatz), which depends on the most active degrees of freedom. The main objective of these quantum dynamics simulations is to provide a set of strategies that could help experimentalists tocontrol the photoreactivity vs. photostability ratio (selectivity). In this work we present:(i) a pump-dump technique used tocontrol the photostability, (ii) a two-step strategy to enhance the reactivity of the system: first, a pure vibrational excitation inthe electronic ground state that prepares the system and, second, an ultraviolet excitation that brings the system to the firstadiabatic electronic state; (iii) finally the effect of a non-resonant pulse (Stark effect) on the dynamics.

Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, nanokristalline und laserpuls-strukturierte Elektroden für die alkalische Wasserelektrolyse zu untersuchten und hinsichtlich ihrer elektrokatalytischen Eigenschaft zu bewerten. Dabei besteht die Hauptaufgabe in der Aufklärung der Zusammenhänge zwischen der elektrokatalytischen Aktivität und der Struktur der Elektroden. Es soll der Effekt der nanokristallinen Kristallstruktur auf die Elektrodenaktivität aufgeklärt werden. Zudem stellt die elektrokatalytische Wirkung von Mo in Ni-Elektroden für die Wasserstoffentwicklungsreaktion eine zentrale Untersuchung in der vorliegenden Arbeit dar. Für die Sauerstoffentwicklungsreaktion soll der Einfluss von Fe in nanokristallinen Ni-Materialien näher analysiert und unter industriell relevanten Betriebsbedingungen bewertet werden. Zum anderen richtet sich der Fokus auf die Nutzung eines Ultrakurzpulslasers zur Strukturierung von Ni-Elektrodenoberflächen. Besonderes Augenmerk wird auf die Korrelation zwischen den individuellen Strukturmerkmalen, der erzielten Oberflächenvergrößerung und der elektrokatalytischen Aktivität bezüglich der Wasserstoffentwicklung gelegt. Zudem werden Langzeituntersuchungen bei Stromdichten von bis 1 A/cm² durchgeführt, um die Stabilität zu bewerten und Degradationsmechanismen aufzuklären.

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Die Bildung von Elektronenwolken durch die Multiplikation von Sekundärelektronen im Strahlrohr von Teilchenbeschleunigern kann während des Betriebs zu einer verringerten Leistung führen. Durch Ultrakurzpuls-Laserstrukturierung kann die Sekundärelektronenemission einer Oberfläche effizient reduziert werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine Lösung zur Unterdrückung der Elektronenvervielfachung durch Laserstrukturierung der aus Kupfer bestehenden Innenwände der Strahlrohre des Large Hadron Colliders (LHC) entwickelt, die technische Einschränkungen und Anforderungen an die Oberflächeneigenschaften und Vakuumkompatibilität erfüllt. Dafür wurden fundamentale Abhängigkeiten zwischen den Laserbearbeitungsparametern und den Oberflächeneigenschaften wie z.B. der Abtragstiefe, den oberflächenchemischen Eigenschaften, der Wiederablagerung von Partikeln und letztendlich der Sekundärelektronenausbeute (SEY) im Labormaßstab untersucht. Für die Behandlung der Rohrinnenflächen der Vakuumkammern wurde ein spezieller Aufbau verwendet, der aus einer Pikosekunden Laserquelle, einem Strahlkopplungssystem, einer 15 m langen Hohlkernfaser und einem Roboter besteht, der sich im Inneren des Strahlrohrs bewegt. Dieses System wurde im Rahmen dieser Arbeit in Betrieb genommen und kalibriert. Eine Behandlung bei niedriger akkumulierter Fluenz in Stickstofffluss resultierte in „optimalen Oberflächeneigenschaften“, d.h. einer geringen Abtragstiefe (ca. 15 μm ), geringer Partikelbedeckung, einer Cu2O dominierten Oberfläche und einem SEY-Maximum von 1.4 nach der Reinigung, welches sich während der elektroneninduzierten Konditionierung zu 1 reduziert. Die 10 m langen Strahlrohre, die in den kryogen gekühlten Magnetaufbauten im LHC installiert sind, sollen mit einem Longitudinal-Scanning-Verfahren selektiv bearbeitet werden. Ein 3.1 m langes, laserbearbeitetes Strahlrohr wurde im LHC installiert, um die Methode bezüglich möglicher Partikelablösungseffekte zu prüfen und um die Laserbehandlung als Oberflächentechnologie für Teilchenbeschleunigervakuumsysteme zu validieren.:1. Motivation 2. Context of the study 3. Sample preparation and characterization methods 4. Fundamental dependencies of the surface properties on the laser parameters 5. Robot-assisted laser processing of curved surfaces 6. Large-scale treatments of beam screens 7. Conclusions and outlook A. Appendix / The formation of electron clouds by secondary electron multiplication in the beam pipes of particle accelerators can lead to reduced performance during operation. Surface roughening using ultrashort pulse lasers efficiently reduces the secondary electron yield (SEY) of a surface. In this study, a solution for the suppression of electron clouds by laser structuring the inner copper walls of the Large Hadron Collider (LHC) beam tubes was developed, fulfilling the technical constraints and surface property requirements. For this purpose, fundamental dependencies between the laser processing parameters and the surface properties such as the modification depth, the surface chemical composition, the particle redeposition, and finally the SEY were investigated on a laboratory scale. A dedicated setup able to perform the modification treatment in situ, directly in the beam pipe hosted by the LHC magnet, was commissioned and the operation parameters were optimized. The device consists of a picosecond laser source, a beam coupling system, a 15 m long hollow-core fiber, and a robot that travels inside the beam tube. Treatment at low accumulated laser fluence in nitrogen flux resulted in ”optimal surface properties”, and specifically, a low modification depth (≈ 15 μm), low particle redeposition, a Cu2O-dominated surface and a SEY maximum of 1.4 after cleaning, which reduces to 1 upon electron irradiation at both room and cryogenic temperatures. A selective longitudinal scan scheme was developed to process the 10 m long beam pipes installed in the cryogenic magnet assemblies of the LHC with the highest effectiveness. A 3.1 m long laser-processed vacuum chamber was installed in the LHC to validate the method with respect to particle detachment.:1. Motivation 2. Context of the study 3. Sample preparation and characterization methods 4. Fundamental dependencies of the surface properties on the laser parameters 5. Robot-assisted laser processing of curved surfaces 6. Large-scale treatments of beam screens 7. Conclusions and outlook A. Appendix

In dieser Arbeit wird die digital-holographisch-interferometrische Zwei-Wellenlängen-Formerfassung sehr schnell bewegter Objekte behandelt und dafür unter Nutzung einer Ultrakurzpuls-Laserquelle mit der digitalen Einzelimpuls-Mehr-Wellenlängen-Holographie ein neuartigen Ansatz der digital-holographischen Aufnahme und Auswertung entwickelt. Mit der Entwicklung spezieller Methoden zur Formung der spektralen Signatur einer Ultrakurzpuls-Laserquelle hoher Leistungsdichte wurde zum ersten Mal die Voraussetzung für eine Zwei-Wellenlängen-Formerfassung hochdynamischer Objekte geschaffen. Die intrinsisch kurze Belichtungszeit unter einer Pikosekunde macht das Verfahren absolut stabil gegenüber Umwelteinflüssen. Für die simultane Aufnahme werden die spektral verschiedenen Hologramme mit einem eigens entwickelten Prinzip der Polarisationskodierung räumlich getrennt und zum ersten Mal mit zwei synchron laufenden Kameras gespeichert. Mit den in der digital-holographischen Einzelimpuls-Mehr-Wellenlängen-Interferometrie zusammengefassten numerischen Routinen zur Rekonstruktion und Phasenauswertung wird eine Zwei-Wellenlängen-Formerfassung mit mehreren Kameras möglich. In Anwendung des neuartigen Verfahrens an verschiedenen dynamischen Mikrosystemen konnte eine Genauigkeit von einem Zwanzigstel der erzeugten synthetischen Wellenlänge, bei der Auswertung der spektralen Differenzphase an Objekten in Reflexion erreicht werden. In einer digital-holographischen Hochgeschwindigkeitsformerfassung in Transmission wurden erstmals Bildfolgefrequenz von mehr als 0,4 kHz erreicht und der interferometrische Eindeutigkeitsbereich auf mehr als das 60-fache der optischen Wellenlänge ausgedehnt. Es wurden die Voraussetzungen für eine digitale Vier-Wellenlängen-Holographie geschaffen. Zukünftig wird eine Formerfassung mit einer Genauigkeit von 10nm über einen eindeutigen interferometrischen Bereich einiger 10 μm und die Untersuchungen von Prozessen auf einer Pikosekunden-Zeitskala möglich sein. / This work deals with the digital holographic interferometric two-wavelength contouring of very fast moving objects and develops with the digital single pulse multiwavelength holography a novel approach of digital holographic recording and analysis, using an ultrashort pulse laser source. The development of several methods to shape the spektral signature of an high power ultrashort pulse laser source provides the precondition for a two-wavelength contouring of highly dynamic objects for the first time. The intrinsically short exposure time shorter than a picosecond makes the system stable regarding external impacts. For the simultaneous recording the spektral different holograms are spatially separated in novel interferometric setups by the especially developed principle of polarization encoding and stored with two synchronized cameras for the first time. The digital holographic single pulse multi-wavelength interferometry combines the numeric routines of reconstruction and phase evaluation that make a two-wavelength contouring possible using more than one camera. The novel approach is successfully demonstrated on several dynamic microsystems. Evaluating the spectral phase difference for objects in reflection an accuracy of 2 μm, which corresponds to the twentieth of the realized synthetic wavelength, could be achieved. In a digital holographic high speed contouring in transmission a frame rate higher than 0,4 kHz was achieved for the first time and the interferometric range of unambiguity was extended larger than sixty times the optical wavelength. Furthermore, the developed digital holographic single pulse multi-wavelength interferometry is not limited to the evaluation of two wavelength. The principles of the method allow to perform digital four-wavelength holography. Future a contouring with an accuracy of 10nm over the unambiguous interferometric range of several 10 μm and the investigation of processes on a picosecond time scale will be possible.

Die Arbeit befasst sich grundlegend mit der radiaklischen Polymerisation von ionischen Monomeren in wässriger Lösung. Kinetische Koeffizienten dieser Polymerisationsreaktionen wurden durch Pulslaser-induzierte Polymerisationen in Verbindung mit Größenausschlusschromatographie (PLP–SEC), mit hoch zeitaufgelöster Nahinfrarot-Detektion nach Einzelpuls-(SP)-Anregung (SP–PLP–NIR) und mit hoch zeitaufgelöster Elektronenspinresonanzspektroskopie (SP–PLP–ESR) untersucht. Die Messungen wurden durch Simulationen mit dem Programmpaket Predici® unterstützt. Die Terminierungskinetik der radikalischen Polymerisation des wasserlöslichen nicht-ionischen Monomers N-Vinylformamid wurde in Substanz und in wässriger Lösung bei 40 bis 70 °C und bei 500 bis 2500 bar als Funktion des Umsatzes mit der SP–PLP–NIR-Technik bestimmt. Die Einflüsse von Terminierung, Transferreaktionen und Verbreiterungs-mechanismen auf die Bildung von PLP-Strukturen beliebiger Monomere im PLP–SEC-Experiment wurden grundlegend durch Predici®-Modellierung untersucht. Die Resultate geben Auskunft, unter welchen PLP-Bedingungen verlässliche auswertbare PLP-Strukturen erhalten wurden. So ist es erforderlich, dass 19 bis 92% der erzeugten Radikale zwischen zwei aufeinanderfolgenden Pulsen terminieren. Da aufgrund der langsamen Terminierung (<19%) und intermolekularer oder intramolekularer Transferreaktionen die PLP–SEC-Methode für ionische Monomere oft nicht anwendbar ist, wurde der Geschwindigkeitskoeffizient der Propagation, kp, etwa von Trimethylaminoethylmethacrylat (TMAEMA) in D2O im Temperatur-intervall 30 bis 60 °C durch Anpassung von Umsatz-Zeit-Verläufen mit einem Predici®-Modell bestimmt. Eine Modell-unabhängige Bestimmung der Propagations- und Terminierungskinetik von TMAEMA unter identischen Bedingungen erfolgte durch Kombination der gekoppelten Parameter <kt>/kp und kp/<kt>0,5 aus SPPLPNIR-Messungen bzw. chemisch initiierten Experimenten. Trimethylaminoethylacrylat-(TMAEA)-Polymerisationen wurden bei 20 bis 84 °C mit Predici® modelliert. Dabei wurde die enorme Bedeutung der mid-chain Radikal (MCR)-Kinetik für die Polymerisationsrate ionischer Acrylate deutlich. Die Predici®-Modellierung von ionisierter Methacrylsäure (MAA) zeigte, dass die durch PLPSEC bestimmten literaturbekannten kp-Werte systematisch um einen Faktor zwei zu groß sind. Der Einfluss der Gegenionenkonzentration auf kp wurde für ionisierte MAA bei 30 bis 80 °C durch Anpassung von Umsatz-Zeit-Verläufen bestimmt. Der präexponentielle Faktor von kp nimmt mit steigender Gegenionen-konzentration zu, also bei Erhöhung der Monomerkonzentration und bei Salzzugabe. Die Terminierungskinetik von ionisierter MAA wurde mittels SP–PLP–NIR als Funktion des Umsatzes bei 1 bis 500 bar zwischen 20 und 80 °C untersucht. Untersuchungen der Polymerisationskinetik von ionisierter Acrylsäure (AA) durch NIR, SP–PLP–NIR, SP–PLP–ESR und 13C-NMR ergaben, dass alle Geschwindigkeitskoeffizienten von der Art und Konzentration der Gegenionen beeinflusst werden, wobei sie mit steigender Gegenionen-konzentration zunehmen, was auf die Bildung von Kontaktionenpaaren zurückgeführt werden kann. Die beteiligten Geschwindigkeitskoeffizienten bewirken einen hohen MCR-Anteil von etwa 98% bei 50 °C. Da trotz der hohen MCR-Konzentration die SPR-Konzentration für das Wachstum entscheidend ist (kps ≈ 103·kpt), führen geringe Verschiebungen des SPR-MCR-Gleichgewichts bei Variation der Reaktionsbedingungen zu großen Effekten in der Polymerisationsrate. Die in der vorgelegten Arbeit ermittelten kinetischen Koeffizienten erlauben die umfassende Simulation von Monomerumsatz-Zeit-Verläufen sowie von Molmassenverteilungen der polymeren Produkte für ionische Polymerisationen in wässriger Lösung bei weiter Variation der Monomerkonzentration, des Monomerumsatzes, der Art und Konzentration von Gegenionen sowie von Temperatur und Druck.

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Cette thèse a pour objet l’étude et le contrôle de la photo-réactivité d’interrupteurs moléculaires, en particulier la photo-isomérisation des spiropyranes. Ce travail théorique a été réalisé en collaboration étroite avec l’équipe expérimentale PFL de l’ICB à Dijon. Des simulations de dynamique quantique non-adiabatique ont été réalisées afin de reproduire et rationaliser les résultats expérimentaux de spectroscopie d’absorption transitoire résolue en temps. Ces expériences ont montré une photo-réactivité ultra-rapide (~ 100 fs) suite à une excitation par une pulse LASER ultra-court. Celle-ci est interprétée comme un mécanisme de conversion interne entre le premier état électronique excité singulet et l’état fondamental via une intersection conique. L’étude théorique a utilisé la réaction d’ouverture de cycle du benzopyrane comme modèle. Les développements réalisés ont porté sur : (1) L’exploration du mécanisme réactionnel et le calcul de surfaces d’énergie potentielle via des méthodes de chimie quantique post-CASSCF perturbatives (XMCQDPT2). Cette analyse a montré des résultats variant fortement par rapport à ceux relevés dans la littérature à des niveaux de calcul moins élevés. (2) Le développement d’un modèle de surfaces d’énergie potentielle électronique par la construction d’un hamiltonien diabatique à partir de données ab initio XMCQDPT2. Du fait de l’importante anharmonicité de l’état électronique fondamental, nous avons mis en place une approche effective en rupture avec les études antérieures. (3) La réalisation de simulations de dynamique quantique non-adiabatique par la méthode MCTDH. Les résultats obtenus sont en très bon accord avec les résultats expérimentaux. L’inclusion explicite du pulse LASER a permis de reproduire et de rationaliser l’effet de contrôle par mise en forme d’impulsion observé expérimentalement. Ce travail a ainsi permis la mise en place d’une collaboration et d’un dialogue théorie/expérience effectifs. / This thesis adresses the study and control of the photo-reactivity of molecular switches, here the photo-isomerisation of spiropyrans. This theoretical work has been achieved in close collaboration with the experimental team PFL within the ICB in Dijon. Non-adiabatic quantum dynamics simulations were carried out so as to reproduce and rationalise the experimental results from time-resolved transient absorption spectroscopy. Such experiments have demonstrated ultra-fast photo-reactivity (~ 100 fs) following excitation by an ultra-short LASER pulse. It is interpreted as an internal conversion mechanism between the first singlet excited eletronic state and the ground state via a conical intersection. The theoretical study used the ring-opening reaction of benzopyran as a model. Developments were made regarding: (1) The exploration of the reaction mechanism and the computation of potential energy surfaces with perturbative, post-CASSCF quantum chemistry methods (XMCQDPT2). This investigation showed that results changed significantly compared to those reported in the literature with lower-level calculations. (2) The generation of a diabatic Hamiltonian based on ab initio XMCQDPT2 data. Owing to the significant anharmonicity in the ground electronic state, we designed a new effective approach, quite different from the previous studies. (3) The production of non-adiabatic quantum dynamics simulations using the MCTDH method. The results thus obtained are in excellent agreement with the experimental ones. Including explicitly the LASER pulse allowed us to reproduce and rationalise the action of pulse shaping on control observed in experiments. The present work thus made possible the succesful implementation of a theoretical/experimental collaboration.