Depuis la découverte des polymères conducteurs, de nombreuses études ont été menées afin d’utiliser ces nouveaux matériaux semiconducteurs en tant que couche active de composants électroniques. Dans cette thèse nous nous intéressons à deux composants clés de l’électronique organique : Les transistors à effet de champs et les mémoires à nano-grille flottante seront réalisés à la fois sur des substrats rigides et flexibles. Pour l’optimisation de nos dispositifs, nous avons choisi de travailler sur les interfaces.Tout d’abord, des monocouches auto-assemblées SAMs ont été utilisés pour optimiser les interfaces électrode/SCO et diélectrique/SCO de l’OFET : des mobilités de 0.68 cm2V-1S-1 et des rapports on/off ˃106 ont été obtenus. Par la suite, nous avons fabriqué des dispositifs de mémoire à simple grille flottante SFG en utilisant les en nanoparticules (NP) d’or et à double grille flottante DFG en utilisant les NP d’or et des feuillets de graphène comme couches de piégeage de charges. En particulier, les DFG avec PFBT présentent en effet d'excellentes performances (une large fenêtre mémoire de 51 V et un temps de rétention stable et de plus de 108s).Ensuite, nous avons fabriqué tous les dispositifs sur des substrats souples en kapton avec des processus de fabrication simples et à basse température. Ces NFGM flexibles ont été caractérisés et leurs performances mesurées (fenêtre mémoire de 23V). Nous avons également mis en évidence un piégeage multi-niveaux dans les NP. De plus, ces composants ont montré une bonne résistance aux tests de flexibilité et de pliage et une stabilité très satisfaisante (supérieure à 500 cycles). / Organic field effect transistor (OFET) and organic based nano-floating gate memory (NFGM) devices are essentially expected to meet emerging technological demands that realizing flexible and wearable electronic devices. The objective of this thesis is to develop and optimize the pentacene OFET and NFGM based on rigid and flexible substrates. First, self-assembled monolayers (SAMs) were used to optimize the OFET, a high mobility of 0.68 cm2V-1S-1 and current on/off ratio ˃106 were obtained. Then, we fabricated single floating gate (SFG) and double floating gate (DFG) memory devices by using gold nanoparticles (Au NPs) and reduced graphene oxide (rGO) sheets as charge trapping layers. In particular, the DFG with PFBT exhibits excellent memory performances, including the large memory window of 51 V, and the stable retention property more than 108 s. Third, we fabricated all organics based OFET and NFGM on kapton flexible substrates with simple fabrication process under low temperature. The large memory window of 23 V was obtained, and the multi-level data storage performance was observed for our flexible NFGM devices. In addition, the bending stability/mechanical stability test present high current on /off ratio ˃105, retention time ˃104, as well as cycling exceed 500 cycles. Based on the experiments results of this work, we highlight the efficient ways to optimize the OFET and fabricate the high performances of flexible NFGM by simple fabrication process.

Ces travaux de thèse constituent une contribution à l'introduction massive de la production photovoltaïque (PV) sur le réseau électrique. L'énergie PV possède un potentiel immense, notamment dans le secteur de l'habitat, mais l'effet d'intermittence limite son développement à grande échelle. Dans cette thèse nous proposons d'ajouter un élément de stockage aux systèmes photovoltaïques connectés au réseau dans l'habitat. Nous commençons par introduire la notion de gestion d'énergie dans ces systèmes dits « hybrides », dont l'objectif qui a été fixé est de réduire les pics de puissance appelée, voire produite. Ensuite, nous proposons et étudions des stratégies de gestion optimisées d'énergie basées sur des données prévisionnelles d'irradiations, de températures ambiante, de consommation et des prix de l'énergie. Enfin, nous apportons des solutions théoriques originales de gestion en temps réel, notamment en introduisant des réponses au problème des incertitudes sur les prévisions.

Le stockage géologique du CO2 est un des enjeux scientifiques majeurs envisagés pour contrôler le réchauffement climatique lié aux gaz à effet de serre. Le stockage en domaine sédimentaire nécessite une connaissance des facteurs stabilisant/destabilisant les réservoirs, qui peut être apportée par l'étude d'analogues naturels. L'utilisation de méthodes pétrographiques, microthermométriques et géochimiques appliquées aux carottes du forage V.Mo.2 traversant le réservoir naturel de CO2 de Montmiral (France), permettent de suivre les migrations de CO2. Dans le socle Paléozoïque, les inclusions fluides carboniques témoignent de la démixtion sous forte couverture d'un fluide aquo-carbonique chaud, probablement à la fin du Crétacé ou au Paléogène, qui marquerait le remplissage du réservoir de Montmiral. L'étude des unités sédimentaires sus-jacentes montre que le CO2 est resté confiné dans les niveaux rhéto-sinémuriens sous les marnes du Domérien à l'Oxfordien Moyen. Ces marnes jouent le rôle de barrière étanche aux fluides au cours des principaux stades de circulations reconnus. Un premier stade lié à l'extension téthysienne affecte les séries sous-jacentes aux marnes. Un deuxième stade, rattaché à la compression pyrénéenne grâce à une étude de terrain, induit une karstification des séries sus-jacentes à l'écran marneux. A la base du forage, c'est à cette période que le réservoir fuit, mais cette fuite reste confinée sous l'écran marneux. La stabilité du réservoir de Montmiral est due à la présence de l'épais niveau marneux et à la structuration en blocs du bassin de Valence et de son socle limités par des failles jouant le rôle de barrière latérale.

Les installations de production d'eau chaude solaire collective ayant peu évolué ces vingt dernières années, il paraissait important de rechercher des innovations afin de les améliorer d'un point de vue technico-économique.<br />Nous avons ainsi conçu un ballon de stockage à stratification, fonctionnant aussi bien dans les installations individuelles que dans les installations collectives.<br />La simulation du comportement d'un ballon domestique puis collectif grâce au code CFD Fluent a permis de mettre en évidence l'influence positive de la présence d'injecteurs à plaques sur les entrées solaires ainsi que sur l'entrée d'eau froide.<br />Les résultats expérimentaux, obtenus grâce à la mise en place d'un banc expérimental, ont permis de valider le modèle CFD ainsi que l'utilisation des injecteurs à plaques vis-à-vis de la stratification thermique. Une étude par injection de colorant a également permis d'étudier qualitativement la stratification au sein du ballon.<br />L'objectif du travail étant d'optimiser les installations solaires d'eau chaude collective, nous avons élaboré un modèle avec le logiciel TRNSYS. Il permet de simuler l'ensemble des composants intervenant dans la production solaire d'eau chaude sanitaire de telles installations. La validation du modèle de référence développé a été réalisée grâce à des données expérimentales. En effet, l'installation solaire de la maison de retraite « Les Berges de l'Hyères » située à Chambéry (73) a été instrumentée de façon à obtenir notamment le bilan énergétique aux bornes de chaque composant. La comparaison des résultats expérimentaux et numériques indique la cohérence du modèle, bien que des différences, néanmoins explicables, persistent.<br />Ce modèle a ensuite servi de base de comparaison dans la proposition d'installations innovantes plus performantes sur le plan énergétique. La comparaison des différentes solutions est basée sur le taux de couverture solaire corrigé. Contrairement au taux de couverture défini dans la Garantie de Résultats Solaires (GRS), le taux de couverture solaire corrigé considère l'énergie d'appoint ainsi que l'énergie nécessaire au fonctionnement des auxiliaires. Les conclusions à l'issue de ces simulations sont très satisfaisantes. En effet, les installations solaires collectives décentralisées atteignent des taux de couverture solaire corrigés de 30% et réduisent ainsi sensiblement les rejets de CO2. Nous avons également mis en évidence l'intérêt de faire fonctionner l'installation en débit variable. L'alimentation des pompes grâce à des cellules photovoltaïques est également très prometteuse.<br />Enfin, l'analyse économique montre que les installations à production solaire centralisée et à appoint individualisé, ainsi que les installations décentralisées, permettent d'effectuer des économies non négligeables sur la fourniture de l'énergie d'appoint. Cependant, l'investissement initial est fonction du nombre de ballons mis en place, et par conséquent, les temps de retour sont plus ou moins intéressants.

La barrière imperméable de couverture de l'Installation de Stockage de Déchets très faiblement radioactifs (ISD TFA) étudiée est composée d'une couche d'argile et d'une géomembrane. Ce concept de stockage de surface est comparable à une ISD dangereux (classe 1).<br />L'argile de couverture d'une ISD doit conserver ses propriétés, notamment sa perméabilité doit rester inférieure à dix puissance moins neuf mètre par seconde, durant toute la période de suivi du site et ceci malgré les sollicitations qui peuvent engendrer de la fissuration. Parmi ces sollicitations, les tassements différentiels des déchets sous-jacents, engendrant de la flexion, sont une des sollicitations les plus critiques envisageables. La réglementation actuelle concernant la mise en œuvre en couverture d'une couche d'argile présente des lacunes, notamment en ce qui concerne la prise en compte de la déformabilité de l'argile.<br />L'étude présentée a pour intérêt de coupler des essais de laboratoire (essais de flexion 4 points et essais de traction indirecte par fendage et par poinçonnement) à des planches d'essais de flexion in situ réalisées en grandeur réelle et à leur modélisation en centrifugeuse. Ces essais ont également été modélisés numériquement par éléments finis. On montre une bonne compatibilité des résultats notamment en ce qui concerne la définition des conditions d'initiation de la fissure par flexion ce qui a permis d'étendre l'étude à des cas non traités in situ (modélisation numérique d'essais de tassement, étude du renforcement de l'argile en centrifugeuse).

L'objectif principal de cette thèse porte sur l'étude et la conception d'une cavité Fabry Pérot de haute finesse pour amplifier un faisceau laser dans le but d'atteindre des gains de puissance allant de 1E4 à 1E5. Cette cavité est destinée à la production de rayons-X intenses et monochromatiques pour des applications médicales (anneau médical RADIOTHOMX) et de rayons gamma, pour la source de positrons polarisés pour les collisionneurs linéaires CLIC "Collisionneur Linéaire Compact" et ILC "International Linear Collider", par interaction Compton entre un faisceau laser de grande puissance et un faisceau d'électrons. <br />Pour augmenter la luminosité de l'interaction Compton aux points de collisions, il est essentiel d'avoir non seulement un faisceau laser de très grande puissance mais il faut aussi que le faisceau soit très focalisé au point d'interaction. Pour atteindre de telles performances, deux cas de figures se présentent : une cavité concentrique mécaniquement instable ou une cavité à quatre miroirs plus complexe mais plus stable. Nous avons testé numériquement la stabilité mécanique et la stabilité de polarisation des modes propres de la configuration non planaire de différentes géométries de cavités à quatre miroirs. Expérimentalement, nous avons développé une cavité à quatre miroirs tétraédrique, des rayons de l'ordre de 20 micromètres ont été obtenus. Les modes propres de cette cavité, dans ses deux géométries planaire et non planaire, ont été mesurés et comparés aux résultats calculés numériquement. Un bon accord a été observé. <br />Dans un deuxième temps, l'impact de l'interaction Compton sur la dynamique transverse, dans le cas de la source de positrons polarisés, et sur la dynamique longitudinale, dans le cas de l'anneau médical, du faisceau d'électron a été étudié. La diffusion Compton provoque une perte d'énergie et induit une dispersion d'énergie additionnelle du faisceau d'électrons. Dans le cas de la source de positrons polarisés, dix points de collisions sont prévus. La ligne de focalisation a été déterminée et une modélisation de l'effet de l'interaction Compton sur le transport du faisceau, avec un calcul matriciel simple, a été faite. Dans le cas de l'anneau médical, l'interaction Compton provoque l'allongement du paquet d'électrons, qui à son tour influence le flux de rayons-X produit. Une étude de la dynamique longitudinale du faisceau d'électrons dans l'anneau a été présentée. Les paramètres de l'anneau qui permettent d'optimiser la luminosité de l'interaction Compton ont été discutés. Le flux de rayons-X qui peut être atteint avec ces paramètres est de l'ordre de 1E13 photons/s.

L'aluminium est le 3ème élément présent à la surface de la terre et le plus utilisé dans l'industrie, ainsi que dans le monde de la fabrication des ustensiles de cuisine et des emballages alimentaires, en particulier pour leur stockage et leur préparation. L'exposition de l'homme est donc inévitable et chaque jour, des taux modérés de ce métal pénètrent dans l'organisme et sont capables de s'accumuler dans certains organes. Longtemps considérée comme inoffensif, l'aluminium est considéré aujourd'hui comme un métal toxique. Le but de notre étude a été de vérifier s'il y avait une migration de l'aluminium dans les aliments, lors de leur stockage ou de leur cuisson, dans des matériaux à base d'aluminium ; d'évaluer la dose libérée d'aluminium, et de la comparer à la dose maximum admissible pour préserver la santé des populations afin d'apprécier si cette utilisation domestique de l'aluminium pouvait présenter un risque toxique potentiel en santé publique. Nous avons confirmé la libération de l'aluminium mise en contact avec des molécules chélatrices, présentes dans les aliments et testées en milieu simple ; et nous avons montré que cette solubilisation pouvait être très importante et était fonction de la nature de la molécule chélatrice, de sa concentration, de sa forme chimique et surtout de la température. Les formes salifiés étudiées (sels de K+, Na+ et Li+ de l'acide citrique, de l'acide oxalique et de l'acide lactique) nous ont permis de comprendre comment la modification d'une molécule pouvait changer la libération de l'aluminium soit par modification du pH, soit par modification de la réactivité. Nous avons également évalué l'impact de la matrice alimentaire sur la quantité d'aluminium relarguée à partir d'ustensiles de cuisine utilisés pour la conservation ou la cuisson. Différents aliments, ont été sélectionnés en fonction de leur composition en molécules chélatrices de l'aluminium. Le relargage de l'aluminium est fonction de l'aliment, de la localisation du prélèvement de l'échantillon, de la température, du temps et du type de contenant. En confrontant nos résultats aux différentes données de la littérature et en les intégrant dans le contexte des apports quotidiens et des limites de sécurité nous avons essayé de modéliser l'implication de l'aluminium, en fonction des quantités relarguées, dans notre nutrition. Ce travail nous a permis d'identifier d'éventuelles habitudes à risque, de proposer des recommandations concernant l'utilisation des ustensiles de cuisine en aluminium, de proposer un modèle cinétique et de découvrir une méthode de prétraitement permettant de réduire le transfert d'aluminium.

Les séquences argileuses peu perméables telles que les argilites callovo-oxfordiennes du bassin de<br />Paris ou les siltites vraconiennes du Gard, ont été choisies pour l'implantation éventuelle d'un<br />laboratoire souterrain destiné à tester les propriétés physico-chimiques de ces formations dans<br />l'éventualité d'un stockage profond de déchets nucléaires. La connaissance et la compréhension des<br />modifications post-sédimentaires sont fondamentales dans la définition de ces propriétés. Le but du<br />présent travail visait donc à évaluer et quantifier ces changements par l'étude de ces roches, en<br />particulier des minéraux argileux.<br />Les échantillons proviennent de deux forages (HTM102 et MAR501). Les principaux minéraux<br />argileux dans le forage HTM102 sont l'illite et les interstratifiés illite/smectite. Les observations au<br />MET et au MEB couplées aux analyses isotopiques K-Ar et Rb-Sr mettent en évidence la néoformation de carbonates (calcite, dolomite) et d'argiles. Celles-ci apparaissent au MET comme des particules authigènes lattées en croissance sur des particules détritiques. La durée et l'extension de ces événements diagénétiques sont difficiles à évaluer du fait d'une contamination systématique des<br />échantillons par une contribution détritique, et ce même dans les fractions les plus fines. Cependant,<br />l'étude d'un niveau de bentonite dans la séquence permet de caler l'époque et la durée de la<br />diagenèse. En assimilant cette bentonite à un pôle authigène, il a été possible de reconstruire les<br />variations des valeurs K-Ar de chaque fraction argileuse dans la séquence. Ainsi, la corrélation<br />observée entre les variations du niveau marin relatif et la formation d'un matériel argileux riche en<br />smectite d'une part, et des chimies de fluides différentes d'autre part, sont autant d'arguments en<br />faveur de réactions diagénétiques en système sinon clos du moins restreint.<br />Les travaux sur le forage MAR501 sont comparables à ceux réalisés sur le forage HTM102, avec<br />également un mélange entre deux populations argileuses d'âge différent. Les glauconites<br />diagénétiques ont permis de caler le Vraconien au voisinage de 93,7 ± 0,3 Ma, en accord avec les<br />données stratigraphiques. L'étude d'une fracture colmatée par une matrice essentiellement argileuse<br />confirme le caractère confiné de cette séquence. Aucune migration d'éléments, et en particulier de<br />TR, n'a été mise en évidence lors de la circulation de paléofluides, indiquant que les minéraux<br />argileux ont conservé leurs propriétés géochimiques.<br />L'ensemble de ces résultats est en faveur de propriétés de confinement fiables dans le cas des deux séquences argileuses.

Les tubercules de Dioscorea dumetorum (Kunth) pax sont une importante source de<br />nutriments et d'énergie. Stockés dans les conditions qui prévalent en milieu tropical, ils<br />subissent un phénomène de durcissement caractérisé par la perte de l'aptitude à ramollir pendant la cuisson. Ce travail a été réalisé dans le but de déterminer les mécanismes de durcissement post-récolte des tubercules, d'évaluer les modifications physico-chimiques au cours du stockage et de rechercher les conditions de pré-traitement des tubercules durcis en vue de leur transformation en une farine utilisable dans des formulations alimentaires. Les résultats obtenus ont montré que le durcissement des tubercules de D. dumetorum s'effectue suivant un mécanisme multiple qui inclut l'hydrolyse du phytate comme contributeur minimal de la difficulté-à-cuire et la perte en polyphénols totaux via le mécanisme de lignification comme contributeur majoritaire. Ce durcissement a été dissocié en deux composantes, réversible et irréversible, qui ont été respectivement associées au phytate et aux polyphénols totaux. La modélisation du phénomène de durcissement a montré que la vitesse de la réaction du durcissement irréversible est plus dépendante de la température et de l'humidité relative que celle du durcissement réversible. Le stockage des tubercules de D. dumetorum dans les conditions qui prévalent en milieu tropical (19-28°C, HR 60-85%), a entraîné une diminution significative (P ´ 0,05) des facteurs<br />antinutritionnels (polyphénols totaux, tannins, phytate, oxalates, inhibiteurs de trypsine et d'Α-amylase) et une augmentation des propriétés fonctionnelles des farines (capacité<br />d'absorption d'eau, indice de solubilité à l'eau, capacité d'absorption d'huile, indice<br />hydrophile-lipophile, plus petite concentration gélifiante, capacité de gonflement de la<br />pâte), exception faite sur la densité de la pâte. La variation des différents paramètres<br />évalués s'est effectué en deux principales phases, entre les jours 2 et 21 puis entre les jours 28 et 56. La germination des tubercules ayant été enregistrée après 28 jours de stockage, il a été suggéré que le durcissement post-récolte et la germination influencent les paramètres physico-chimiques des tubercules. Si le trempage préalable des tubercules durcis de D. dumetorum dans des solutions de NaCl ou de kanwa a permis une augmentation significative du taux de ramollissement du tubercule pendant la cuisson, il ne permet pas de surmonter totalement le durcissement des tubercules. Le pré-traitement au kanwa a entraîné une variation significative (P ´ 0,05) des propriétés fonctionnelles des farines de D. dumetorum ainsi qu'une amélioration de la qualité des protéines et de la biodisponibilité in vitro des sucres. Le rouissage naturel des tubercules durcis comme méthode de prétraitement quant à lui a permis d'obtenir un ramollissement total des tubercules après 7 jours de fermentation naturelle et une réduction significative (P ´ 0,05) des facteurs antinutritionnels. Seule la lignine n'a pas été affectée par la fermentation des tubercules. Les propriétés fonctionnelles des farines ont été significativement affectées par la fermentation des tubercules. De plus, la fermentation a entraîné une augmentation significative (P ´ 0,05) de la teneur en protéine, de la qualité des protéines et de la biodisponibilité in vitro des sucres. L'étude de la gélatinisation a montré que la température de gélatinisation des farines de D. dumetorum est comprise entre 70 et 75°C. La gélatinisation des tranches d'igname suit une cinétique d'ordre 1 de la forme générale ln(1 - Α) = kG.t. La constante de vitesse de gélatinisation (kG) diminue avec la baisse de la température de cuisson et l'augmentation du temps de stockage des tubercules. La fermentation et le traitement au kanwa ont présenté une influence significative sur la vitesse de gélatinisation des tubercules durcis de D. dumetorum. La substitution partielle de la farine de blé par les farines d'ignames-durcies ont montré sur la base des analyses multivariés (ACH et ACP) que le blé et les farines composées blé/igname-durcie traitée au kanwa à tous les taux de substitution utilisé dans cette étude, constituent le même groupe. Les farines composées blé/igname-durcie pourraient être utilisées comme ingrédient de base dans la formulation des bouillies infantiles.

Le dispositif d'étanchéité des installations de stockage de déchets est constitué d'une barrière d'argile compactée surmontée d'une géomembrane. En théorie, cette technique permet d'assurer un niveau de protection maximal en prévenant le contact entre les éléments polluants contenus dans les lixiviats et le milieu environnant. Cependant, des défauts existent dans la géomembrane, liés à sa mise en place ou à de l'endommagement postérieur, et ceux-ci forment des passages préférentiels d'écoulement pour les lixiviats. D'autre part, le contact parfait entre la géomembrane et la surface de la barrière minérale n'existe pas car aucun de ces composants n'est parfaitement plan. Il en résulte l'existence d'une interface, qui provoque une surface d'infiltration du lixiviat bien supérieure à la seule aire du défaut dans la géomembrane. Des solutions analytiques et des outils empiriques permettant de quantifier, en régime permanent, les débits de fuite dans les dispositifs d'étanchéité comprenant une interface d'épaisseur uniforme sont disponibles dans la littérature. Cependant, des observations in situ et au laboratoire sont venues invalider le modèle d'un écoulement radial à partir d'un défaut circulaire et d'un écoulement bidimensionnel à partir d'un défaut longitudinal, les écoulements d'interface se révélant d'une nature bien plus complexe et dépendant essentiellement de la non-uniformité de l'épaisseur de l'interface. Les outils bibliographiques disponibles atteignent rapidement leur limite vis-à-vis de la prise en compte de cette non-uniformité de l'épaisseur de l'interface et il apparaît qu'une autre approche doit être suivie pour parvenir à une quantification précise des débits de fuite à travers l'étanchéité composite. Le travail de thèse a consisté à d'abord quantifier la variabilité spatiale de l'interface, puis à adopter un modèle d'écoulement issu des flux dans les milieux poreux fracturés avec lesquels les écoulements d'interface partagent des similitudes. La méthodologie développée consiste à combiner à la fois (1) des observations de terrain qui permettent de connaître les états de surface de la barrière minérale dans des conditions réelles (2) des expérimentations réalisées au laboratoire qui fournissent des mesures de débit de fuite et la géométrie exacte d'une interface reconstituée et (3) des simulations numériques d'écoulement à partir des géométries d'interface fournies, avec une comparaison des flux simulés et mesurés pour évaluer la validité du modèle.Le travail expérimental a été complété par une étude du cas particulier, mais néanmoins courant sur les installations de stockage de déchet françaises, où un géotextile est placé à l'interface. L'impact de cette pratique sur le débit de fuite engendré en cas de défaut dans la géomembrane a été évalué en comparant les données de flux mesurées avec celles obtenues dans les mêmes conditions sans géotextile.