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L'exploration du système solaire et l'étude de l'univers lointain sont encore sources de découvertes et de mystère pour la communauté scientifique et pour l’humanité en général. Ces observations sont actuellement principalement basées sur la mesure d’ions et de particules in-situ qui constituent ces milieux. Les instruments d’observation intègrent des détecteurs spatiaux, utilisés pour convertir l'énergie des particules en charges électriques mesurables. Ces derniers sont étroitement liés à leur électronique analogique ou Analog-Front-End (AFE) et cette combinaison forme des chaines astrophysiques de détection appelées « sensor heads ». Depuis quelques années, la volonté d’améliorer les résolutions spatiale et spectrale des détecteurs nécessite la conception d’une électronique intégrée multivoies. Ainsi, une électronique spatiale de type Application Specific Integrated Circuit (ASIC) doit être développée. Cela permet d’une part de s’adapter au mieux à chaque détecteur pour en optimiser les performances ; et d’autre part de bénéficier des multiples avantages inhérents à l’utilisation d’une technologie CMOS : diminuer les dimensions et les temps de transit des signaux, intégration multifonctions, réduction des coûts pour une fabrication de masse et effets parasites étudiés et bien connus. Cependant les contraintes spatiales exigent une qualification draconienne du circuit. En effet, ces environnent radiatifs peuvent endommager les systèmes électroniques embarqués à bord des missions spatiales. Grâce à la réduction des dimensions, il ne semble plus opportun aujourd’hui d’utiliser des technologies dédiées au spatial (type SOI ou biCMOS spécifiques) mais plutôt de mettre en œuvre des techniques de durcissement par design (RHBD) sur des technologies standards qui sont moins onéreuses et plus performantes. L’objectif de cette thèse est la conception de nouvelles chaînes d’instrumentations intégrées multivoies pour le spatial. Ce travail, co-financé par le CNES et le CNRS, s’est inscrit dans le cadre d’un projet soutenu par le Réseau Thématique de Recherche Avancée Sciences et Technologies pour l’Aéronautique et l’Espace (RTRA STAE) entre 2008 et 2011, intitulé CASA (Chaines AStrophysiques et leur instrumentation Associée). Au cours de cette thèse nous avons conçu 2 ASICs associés à 2 types de détecteurs spatiaux bien distincts. Le premier permet de compter les électrons en sortie d’une microchannel plate (MCP) tandis que le deuxième permet de quantifier le niveau d’énergie perdu par les e- en pénétrant dans un SC. L’étude de ces différents détecteurs doit d’abord être faite afin de les modéliser pour une parfaite adéquation avec leur électronique de détection. Ensuite, une optimisation des chaînes de conversion en vitesse, bruit et consommation est réalisée. Enfin, une méthodologie de savoir faire au niveau du traitement des informations doit être développée pour pérenniser l’expérience emmagasinée durant ces travaux. / The solar system exploration and study of the distant universe are still sources of discovery and mystery to the scientific community and for humanity in general. These observations are currently mainly based on the measurement of ions and particles in-situ forming these environments. The observation instruments incorporate spatial sensors, used to convert particles energy into electrical charges measurable. These are closely related to their electronic analog or Analog-Front-End (AFE) and the combination form chains astrophysical detection called "sensor heads". In recent years, the desire to improve the spatial and spectral resolution detectors requires the design of a multichannel integrated electronics. Thus, a spatial-type electronic Application Specific Integrated Circuit (ASIC) should be developed. This allows one hand to best adapt to each detector to optimize performance, and on the other hand to benefit from multiples advantages inherent in the use of CMOS technology: reducing the size and transit time signals, multi-function integration, cost reduction for mass production and interference effects studied and well known. However, the spatial constraints require a drastic qualification of the circuit. Indeed, the surrounding radiation can damage electronic systems on board the space missions. By reducing the size, it seems more appropriate today to use technologies for the space (or BiCMOS SOI specific) but rather to implement hardening design techniques (RHBD) on standard technologies that are less expensive and more efficient. The objective of this thesis is the design of new integrated multi-channel instrumentation for space. This work, co-funded by CNES and CNRS, has registered as part of a project supported by the Advanced Research Thematic Network Science and Technology for Aeronautics and Space (RTRA STAE) between 2008 and 2011, called CASA (Channels Astrophysics and their associated instrumentation). In this thesis we have designed two ASICs associated with two types of distinct space detectors. The first is used to count the electrons at the output of a MicroChannel Plate (MCP) and the second quantifies the amount of energy lost by e- by entering in a SC. The study of these different sensors must first be made to model them for a perfect match with their detection electronics. Then the chain optimization in conversion speed, noise and consumption is achieved. Finally, a methodology of knowledge in the processing of information must be developed to sustain the experience stored in this work.

"The National Aeronautics and Space Administration (NASA) plans to send a human exploration team to Mars within the next 25 years. In support of this effort Hamilton Standard Space Systems International (HSSSI), current manufacturers of the Space Shuttle spacesuit, began exploring alternative solutions for supporting an astronaut during a Martian surface exploration. A design concept was developed by HSSSI to integrate a minimally equipped Martian spacesuit with a robotic support cart capable of providing life support assistance, communications, and independent navigational functions. To promote NASA's visionary efforts and increase university relations, HSSSI partnered with Worcester Polytechnic Institute (WPI) to develop a proof-of-concept robotic support cart system, FIDOE - Fully Independent Delivery of Expendables. As a proof-of-concept system, the primary goal of this project was to demonstrate the feasibility of current technologies utilized by FIDOE's communication and controls system for future Martian surface explorations. The primary objective of this project was to procure selected commercial-off-the-shelf components and configure these components into a functional robotic support cart. The design constraints for this project, in addition to the constraints imposed by the Martian environment and HSSSI's Martian spacesuit, were a one-year time frame and a $20,000 budget for component procurement. This project was also constrained by the protocols defined by the NASA demonstration test environment. The final design configuration comprised of 37 major commercial off-the-shelf components and three individual software packages that integrated together to provide FIDOE's communications and control capabilities. Power distribution was internally handled through a combination of a main power source and dedicated power supplies. FIDOE also provided a stowage area for handling assisted life support systems and geological equipment. The proof-of-concept FIDOE system proved that the current technologies represented by the selected components are feasible applications for a Mars effort. Specifically, the FIDOE system demonstrated that the chosen technologies can be integrated to perform assisted life support and independent functions. While some technologies represented by the proof-of-concept system may not adequately address the robustness issues pertaining to the Mars effort, e.g., voice recognition and power management, technology trends indicate that these forms of technology will soon become viable solutions to assisting an astronaut on a Martian surface exploration."

Dans cette thèse, nous présentons des modèles appartenant au domaine de l’intelligence artificielle afin de prédire l’indice magnétique global am à partir des paramètres du vent solaire. Ceci est fait dans l’optique de fournir des modèles opérationnels basés sur les données enregistrées par le satellite ACE situé au point de Lagrange L1. L’indice am ne possède pas à l’heure actuelle de modèles de prédiction. Pour prédire cet indice, nous avons fait appel à des modèles non-linéaires que sont les réseaux de neurones, permettant de modéliser le comportement complexe et non-linéaire de la magnétosphère terrestre. Nous avons dans un premier temps travaillé sur le développement et l’optimisation des modèles de réseaux classiques comme le perceptron multi-couche. Ces modèles ont fait leurs preuves en météorologie spatiale pour prédire aussi bien des indices magnétiques spécifiques à des systèmes de courant comme l’indice Dst, caractéristique du courant annulaire, que des indices globaux comme l’indice Kp. Nous avons en particulier étudié un réseau temporel appelé Time Delay Neural Network (TDNN) et évalué sa capacité à prédire l’indice magnétique am à une heure, uniquement à partir des paramètres du vent solaire. Nous avons analysé la sensibilité des performances des réseaux de neurones en considérant d’une part les données fournies par la base OMNI au niveau de l’onde de choc, et d’autre part des données obtenues par le satellite ACE en L1. Après avoir étudié la capacité de ces réseaux à prédire am, nous avons développé un réseau de neurones encore jamais utilisé en météorologie spatiale, le réseau Long Short Term Mermory ou LSTM. Ce réseau possède une mémoire à court et à long terme, et comme le TDNN, fournit des prédictions de l’indice am uniquement à partir des paramètres du vent solaire. Nous l’avons optimisé afin de modéliser au mieux le comportement de la magnétosphère et avons ainsi obtenu de meilleures performances de prédiction de l'indice am par rapport à celles obtenues avec le TDNN. Nous avons souhaité continuer le développement et l’optimisation du LSTM en travaillant sur l’utilisation de fonctions de couplage en entrée de ce réseau de neurones, et sur le développement de réseaux multisorties pour prédire les indices magnétiques am sectoriels ou aσ, spécifiques à chaque secteur Temps Magnétique Local. Enfin, nous avons développé une nouvelle technique combinant réseau LSTM et processus gaussiens, afin de fournir une prédiction probabiliste jusqu’à six heures des indices magnétiques Dst et am. Cette méthode a été dans un premier temps développée pour l’indice magnétique Dst afin de pouvoir comparer les performances du modèle hybride à des modèles de référence, puis appliquée à l’indice magnétique am. / In this thesis, we present models which belongs to the field of artificial intelligence to predict the geomagnetic index am based on solar wind parameters. This is done in terms to provide operational models based on data recorded by the ACE satellite located at the Lagrangian point L1. Currently, there is no model providing predictions of the geomagnetic index am. To predict this index, we have relied on nonlinear models called neural networks, allowing to model the complex and nonlinear dynamic of the Earth’s magnetosphere. First, we have worked on the development and the optimisation of basics neural networks like the multilayer perceptron. These models have proven in space weather to predict geomagnetic index specific to current systems like the Dst index, characteristic of the ring current, as well as the global geomagnetic index Kp. In particular, we have studied a temporal network, called the Time Delay Neural Network (TDNN) and we assessed its ability to predict the geomagnetic index am within one hour, base only on solar wind parameters. We have analysed the sensitivity of neural network performance when considering on one hand data from the OMNI database at the bow shock, and on the other hand data from the ACE satellite at the L1 point. After studying the ability of neural networks to predict the geomagnetic index am, we have developped a neural network which has never been used before in Space Weather, the Long Short Term Memory or LSTM. Like the TDNN, this network provides am prediction based only on solar wind parameters. We have optimised this network to model at best the magnetosphere behaviour and obtained better performance than the one obtained with the TDNN. We continued the development and the optimisation of the LSTM network by using coupling functions as neural network features, and by developing multioutput networks to predict the sectorial am also called aσ, specific to each Magnetical Local Time sector. Finally, we developped a brand new technique combining the LSTM network and gaussian process, to provide probabilistic predictions up to six hours ahead of geomagnetic index Dst and am. This method has been first developped to predict Dst to be able to compare the performance of this model with reference models, and then applied to the geomagnetic index am.

In order to improve the efficiency of various optical surfaces, optical coatings are used. Optical coating is a process of depositing a thin layer of a material on an optical component such as mirror or lens to change reflectance or transmittance. There are two main types of coatings namely / reflective and antireflective (AR) Coatings. Reflective and antireflective coatings have long been developed for a variety of applications in all aspects of use / for optical and electro-optical systems in telecommunications, medicine, military products and space applications. In this thesis, the main properties of reflective and antireflective coatings, the thin film deposition techniques, suitable coating materials for space applications, space environment effects on coating materials and coating design examples which are developed using MATLAB for space applications will be discussed.

This work represents several years' research into the field of radiation hardening by design. The unique characteristics of a SiGe HBT, described in Chapter 1, make it ideally suitable for use in extreme environment applications. Chapter 2 describes the total ionizing dose effects experienced by a SiGe HBT, particularly those experienced on an Earth-orbital or lunar-surface mission. In addition, the effects of total dose are evaluated on passive devices. As opposed to the TID-hardness of SiGe transistors, a clear vulnerability to single-event effects does exist. This field is divided into three chapters. First, the very nature of single-event transients present in SiGe HBTs is explored in Chapter 3 using a heavy-ion microbeam with both bulk and SOI platforms [31]. Then, in Chapter 4, a new device-level SEU-hardening technique is presented along with circuit-design techniques necessarily for its implementation. In Chapter 5, the circuit-level radiation-hardening techniques necessarily to mitigate the effects shown in Chapter 3 are developed and tested [32]. Finally, in Chapter 6, the performance of the SiGe HBT in a cryogenic testing environment is characterized to understand how the widely-varying temperatures of outer space may affect device performance. Ultimately, the built-in performance, TID-tolerance, and now-developing SEU-hardness of the SiGe HBT make a compelling case for extreme environment electronics. The low-cost, high-yield, and maturity of Si manufacturing combine with modern bandgap engineering and modern CMOS to produce a high-quality, high-performance BiCMOS platform suitable for space-borne systems.

Thesis (MEng)--Stellenbosch University, 2014. / ENGLISH ABSTRACT: Superconducting QUantum Interference Devices (SQUIDs) are fairly recent types of magnetometers that use flux quantization combined with Josephson tunnelling to detect very faint (< 10¯15 T) magnetic fields. Recent scientific studies have shown that these highly sensitive magnetometers, located in an ultra-low-noise environment, are capable of observing Earth-ionosphere couplings, such as P waves emitted during earthquakes or magnetic storms in the upper atmosphere, S and T breathing modes of the Earth during quiet magnetic and seismic periods, signals in time correlating with sprites. Since SQUIDs are much more sensitive than conventional magnetometers, they are arguably the best tool for understanding space weather and natural hazards, whether they are produced from space or within the ionosphere by magnetic storms for instance, or natural disturbances, including magnetic disturbances produced by earthquakes or as a result of the dynamics of the earth's core. A study was conducted at SANSA Space Science in Hermanus, Western Cape, in 2012, to find the correlation between SQUID and Fluxgate data-sets, with the aim of validating the use of a SQUID as a reliable instrument for Space Weather observations. In that study, SQUID data obtained from the Low Noise Laboratory (LSBB) in France was compared to Fluxgate data-sets from the three closest magnetic observatories to LSBB, namely Chambon la For êt (France), Ebro (Spain) and Fürstenfeldbruck (Germany), all further than 500 km from LSBB. As a follow-up study, our aim is to correlate the SANSA Space Science SQUID data at Hermanus with Fluxgate magnetic data also recorded on-site (at Hermanus). There are notable di_erences between the previous study and the current study. In the previous study, the three-axis SQUID used comprised of three low-Tc devices operated in liquid helium (4.2 K) in an underground, low noise environment shielded from most human interferences. The SQUID magnetometer operated at Hermanus for the duration of this study is a high-Tc two-axis device (measuring the x and z components of the geomagnetic field). This SQUID magnetometer operates in liquid nitrogen (77 K), and is completely unshielded in the local geomagnetic field of about 26 uT. The environment is magnetically clean to observatory standards, but experiences more human interference than that at LSBB. The high-Tc SQUIDs also experience excessive 1/f noise at low frequencies which the low-Tc SQUIDs do not suffer from, but the big advantage of the current study is that the SQUIDs are located within 50 m from the observatory's fluxgate. We thus expect far better correlation between SQUID and fluxgate data than what was obtained in the previous study, which should improve the isolation of signals detected by the SQUID but not by the fluxgate. / AFRIKAANSE OPSOMMING: SQUIDs (supergeleidende kwantuminterferensietoestelle) is redelik onlangse tipes magnetometers wat vloedkwantisering saam met Josephson-tonneling gebruik om baie klein (< 10¯15 T) magnetiese velde waar te neem. Onlangse wetenskaplike studies het getoon dat hierdie hoogs sensitiewe magnetometers die vermoë het om Aarde-ionosfeerkoppeling waar te neem wanneer dit in 'n ultra-laeruisomgewing geplaas word. Sodanige koppeling sluit in: P-golwe wat deur aardbewings or magnetiese storms in die boonste atmosfeer veroorsaak word; S- en T-asemhalingsmodusse van die Aarde gedurende stil magnetiese en seismiese periodes; en seine in tyd wat korreleer met weerligeffekte in die boonste atmosfeer. Aangesien SQUIDs heelwat meer sensistief is as konvensionele magnetometers, is dit moontlik die beste gereedskap om ruimteweer en geassosieerde natuurlike gevare mee te analiseer; hetsy sulke toestande veroorsaak word vanaf die ruimte (deur die son) of binne die ionosfeer deur magnetiese storms of natuurlike steurings wat deur aardbewings of die dinamika van die Aardkern veroorsaak word. 'n Studie is in 2012 gedoen by SANSA Space Science in Hermanus in die Wes-Kaap om die korrelasie tussen SQUID- en vloedhekdatastelle te vind met die doel om SQUIDs as betroubare instrumente vir ruimteweerwaarneming te bevestig. In daardie studie is SQUID-data verkry vanaf die Laeruis Ondergrondse Laboratorium (LSBB) in Frankryk, en is dit vergelyk met vloedhekdatastelle vanaf die drie naaste magnetiese observatoriums aan LSBB, naamlik: Chambon la Forêt (Frankryk), Ebro (Spanje) en Fürstenfeldbruck (Duitsland). Al drie hierdie observatoriums is verder as 500 km vanaf LSBB. As 'n opvolgstudie is ons doelwit om SQUID- en vloedhekdata wat beide op die terrein van SANSA Space Science in Hermanus waargeneem word, te korreleer. Daar is merkbare verskille tussen hierdie en die vorige studies. In die vorige studie is 'n drie-as lae-Tc SQUID-magnetometer in vloeibare helium (4.2 K) in 'n laeruis ondergrondse laboratorium, afgeskerm teen menslike steurings, gebruik. Die SQUID-magnetometer wat vir die duur van die huidige studie by Hermanus gebruik is, is 'n hoë-Tc twee-as toestel (wat die x - en z -komponente van die geomagnetiese veld meet). Hierdie SQUID-magnetometer opereer in vloeibare stikstof teen 77 K, sonder enige afskerming in die geomagnetiese veld van ongeveer 26 uT. Die omgewing is magneties skoon volgens observatoriumstandaarde, maar ondervind meer menslik-veroorsaakde steurings as LSBB. Die hoë-Tc SQUIDs tel ook heelwat 1/f ruis op (wat lae-frekwensiemetings beïnvloed); iets wat nie 'n rol speel by die lae-Tc SQUIDs nie. Die groot voordeel van die huidige studie is dat die SQUIDs binne 50 meter vanaf die observatorium vloedhekke geleë is. Ons verwag dus heelwat beter korrelasie tussen SQUID- en vloedhekdata as wat met die vorige studie verkry is, wat dit makliker sal maak om die isolasie te verbeter van seine wat deur die SQUIDs waargeneem is, maar nie deur die vloedhekke nie.

Ce mémoire de thèse traite des effets singuliers produits par les milieux radiatifs sur les capteurs d’images CMOS. Le travail se concentre sur les effets provoqués par les ions lourds sur les capteurs utilisant des pixels 3T à photodiode standard et des pixels 4T et 5T à photodiodes pincées. Dans un premier temps, l’étude se concentre sur l’environnement spatial et l’architecture des capteurs. La comparaison avec la littérature met en évidence les effets les plus critiques sur les capteurs : le SEL et les SET. Les capteurs testés expérimentalement valident les travaux théoriques. Les SET sont comparés aux simulations de l’outil de modélisation STARDUST, et montrent un bon accord pour toutes les puces et les ions. Il est expliqué pourquoi les SET sur les puces 3T sont insensibles aux variations de conception de la photodiode, et pourquoi l’utilisation d’un substrat épitaxié diminue grandement les SET. Une méthode de réduction des SET est implémentée avec succès sur les puces 4T et 5T, et le composant responsable du latchup est identifié. L’ensemble des mécanismes explorés permet de connaitre les paramètres importants pour durcir les imageurs. / This thesis studies the single event effects of space environment in CMOS image sensors (CIS). This work focuses on the effects of heavy ions on 3T standard photodiode pixels, and 4T and 5T pinned photodiode pixels. The first part describes the space radioactive environment and the sensor architecture. The most harmful events (SEL and SETs) are identified thanks to the scientific literature. The experimentally tested sensors agree with the theoretical work. SETs are compared to STARDUST simulations with a good agreement for all ions and sensors. The work explains why the SETs on 3T pixels are insensitive to the various photodiode designs, and they are decreased when an epitaxial substrate is used. A method using anti-blooming was successfully used in 4T and 5T pixels to prevent the spread of the SETs. The mechanism of latchup in 4T pixel sensors is described. All the identified mechanisms are very useful to provide hardening methods for the CISs.

Les capteurs d'images sont utilisés dans diverses applications spatiales : observation spatiale, calcul d'attitude etc. Ces capteurs évoluent dans l’environnement spatial dont les rayonnements entraînent une dégradation de leurs performances. Parmi les paramètres impactés, nous nous intéressons au courant d'obscurité des pixels. Ce courant parasite correspond à la génération de porteurs de charges sans lumière par simple excitation thermique, induisant l'augmentation du bruit de fond des images. Les pixels fortement dégradés sont particulièrement pénalisants pour les missions spatiales. Cet effet pousse donc la communauté spatiale à développer des méthodes de prédiction performantes. L'ONERA a développé une méthode originale de prédiction des courants d'obscurité basée sur la méthode de Monte Carlo et la librairie GEANT4. L’objectif de la thèse est d’améliorer la prédiction de l’outil. Dans un premier temps, nous avons modifié l'outil numérique pour des cas extrêmes de modélisations pour lesquels les modélisations Monte Carlo sont trop longues. Pour cela, nous avons développé des méthodes utilisant des simplifications statistiques. Dans un second temps, nous avons étudié l’influence de la géométrie du pixel sur le courant d'obscurité. L’idée est de suivre les cascades de dégradations générées par les particules spatiales et de déterminer si ces cascades restent confinées au sein du pixel impacté ou si elles se propagent dans les pixels voisins. Enfin, nous avons élaboré dans notre outil un modèle simulant les mécanismes liés au champ électrique potentiellement responsables des dégradations les plus élevées, les effets Poole-Frenkel et tunnel assisté par phonons. / Image sensors are used in various space applications: space and earth observations, attitude calculation etc. Those sensors are very sensitive to the space environment whose radiations lead to a degradation of their performances. Among the different impacted parameters, we are interested in the increase of dark current in the pixels. This parasitic current is caused by the thermal generation of charge carriers without any light excitation inducing the increase of the background noise on the images. Some pixels exhibiting the highest degradation are particularly disadvantageous for space missions. They can be critical for some missions and impose to the space community to develop effective prediction methods. ONERA developed an original method to predict dark current induce by the space radiations, based on a Monte Carlo method and the GEANT4 library. The objective of the PhD is to improve the performances of the tool. The approach of this work is first to modify the numerical tool for extreme cases of modelling (i.e. high fluencies or huge pixel volume) for which the Monte Carlo simulations are too long. In order to reduce this computation time, we developed calculation methods using statistical simplifications. In a second part, we studied the influence of the pixel geometry on the dark current. The idea is to follow the degradation cascades created by space particles and to determine if those cascades are contained in the impacted pixel or if they reach neighbor pixels. Finally, we modelled in our tool the physical mechanisms potentially responsible of the highest degradations linked to the electric field, the Poole-Frenkel effect and the phonon assisted tunneling.

Dès les débuts de la conquête spatiale, la tribologie spatiale est considérée comme une discipline à part entière car il s’agit de lubrifier un mécanisme non seulement dans le vide spatial, mais aussi lors des opérations au sol, et ceci dans différents environnements (vide simulé, air sec et humide, azote sec). Un lubrifiant spatial, fluide ou solide, doit donc relever le défi de procurer le comportement tribologique désiré dans ces environnements successifs, mais doit aussi résister aux sollicitations dynamiques induites par le lancement. Dans l’espace, le mécanisme doit y être autonome sans maintenance et sa lubrification doit être maintenue pendant au moins 15 ans (800 millions de cycles pour un roulement) tout en conservant fiabilité et précision de positionnement (µrad). Malgré ces enjeux, la maîtrise tribologique spatiale se limite à de l’empirisme et du conservatisme de solutions techniques, notamment lors de l’emploi des matériaux sources de lubrifiants solides qui font l’objet de cette étude. Dans les faits, seules des recommandations d’utilisation existent sans pouvoir prédire le comportement tribologique des solutions. Cette prédiction nécessite la reconstitution de « la vie des contacts ». Cette dernière nécessite l’évaluation des débits de 1ers et 3ème corps. Ces débits dépendent d’un couplage multi-échelles et multi-physique « forcé » par les sollicitations tribologiques. Pour décrypter ces débits, une démarche expérimentale qui couple des mesures mécano-chimiques en temps réel et des analyses post-essai a été développée (forces, analyse de gaz, visualisation électronique et photonique). La simultanéité des mesures permet d’étudier le couplage entre les phénomènes mécaniques (créations de particules de 3ème corps, déformations plastiques des 1er corps) et physicochimiques (adsorption/désorption, modifications chimiques des 1ers et 3ème corps). La démarche est appliquée à l’étude de deux triplets tribologiques ayant respectivement des 1ers corps en MoS2 et MoS2+Ti dont les comportements tribologiques sous vide et sous air humide sont antagonistes. L’utilisation de leur antagonisme permet de mieux comprendre la réponse des 1er et 3ème corps aux sollicitations tribologiques. La reconstitution de la vie de ces triplets a montré : (1) le rôle bénéfique de la structure colonnaire dans l’obtention d’un facteur de frottement faible et d’une longue durée de vie, non parce qu’elle est intrinsèquement colonnaire mais parce qu’elle localise la production de 3ème corps; (2) le rôle bénéfique des contaminations internes et externes aux 1ers et 3ème corps qui délocalisent l’accommodation du volume du 3ème corps vers les complexes de surface, ce qui explique par exemple que l’environnement N2 sec ne puisse, même pour des raisons économiques, simuler l’ultravide. In fine, ces travaux permettent de spécifier une démarche de conception de « triplets tribologiques » qui sera généralisée ultérieurement grâce à la tribologie numérique / From the very beginning of space exploration, “space tribology” became a specific field of competences in its own right because it implies lubricating a mechanism not only in the vacuum of space but also in several environments (simulated vacuum, dry and humid air, dry N2 environment, etc.) on Earth. Consequently, a lubricant, fluid or solid, must provide the desired tribological behaviour in all those successive environments, but it must also resist to the dynamic loading induced by the launch operations. Once in space, a space mechanism must be autonomous, with no possible maintenance, and its lubrication must be sustained during 15 to 30 years (i.e. up to 800 millions cycles for a ball bearing) in space while sustaining high reliability and great precision (to within a few µrad). Despite those stakes, the mastery of space tribology is limited to empiricism and conservatism of technical solutions, especially when solid lubricants, whose are studied in this study, are used. In facts, only directions for use exist without allowing predicting the tribological behaviour of the solutions. That prediction requires the reconstitution of “the contacts’ life”. The latter requires evaluating the 1st and 3rd bodies flows. Those flows depend on a multiscale and multiphysical coupling effect “forced” by the tribological stresses. To decrypt those flows, an experimental procedure which couples both real time and post-mortem mechano-chemical measurements (friction forces, gas analysis, photonic and electronic visualization,) has thus been developed. The simultaneity in the measure allows studying the relationship between mechanical (3rd body particles creation, plastic deformations of 1st bodies, etc.) and physicochemical (adsorption/desorption, chemical changes of 1st and 3rd bodies, etc.) phenomena. The procedure is applied to two tribological triplets respectively containing 1st bodies comprised of MoS2 and MoS2+Ti coatings whose tribological behaviours in vacuum and humid air are antagonistic. Such antagonism allows better understanding the responses of the 1st and 3rd bodies to the tribological stresses. The reconstruction of the contact life of those triplets allowed showing, among others: (1) the beneficial role of coating columnar structure in the obtaining of both a low friction coefficient and a long wear life. This is not because it is columnar but because such a structure localizes the 3rd body creation; (2) the beneficial role of contaminations, which is either internal or external to the 1st and 3rd bodies, by delocalizing the accommodation from the 3rd body volume to the surface complexes, which explains, for example, that dry N2 environment can not, even for financial reasons, mimic ultrahigh vacuum. In fine, the study allows specifying a procedure for designing “tribological triplets” which will be generalized at a latter stage thanks to the numerical tribology.