La thèse étudie les relations entre les événements dans l’énoncé. Elle décrit les mécanismes par lesquels le destinataire systématise chronologiquement les événements. Il s’agit, d’un coté, des moyens proprement linguistiques (temps verbaux, aspects, adverbes temporels) et d’un autre coté des éléments pragmatiques (contexte, connaissances encyclopédiques). L’analyse s’effectue sur le matériau de la langue russe contemporaine. Sont particulièrement examinés les énoncés à prédicat autonomes liés par juxtaposition ou coordination et les énoncé à prédication secondaire incluant le gérondif. / The present work explores the relationship between events in the utterance. It describes the mechanisms by wich the person addressed systematizes chronological events. Those mechanisms are, on one side, specific linguistic tools (tenses, verbal aspect, temporal advervs) and on the other side, pragmatic elements (context, knowledge of the world). The analysis is done on the material of the contemporary russian language a particular attention is paid to utterances with autonomous predicates wich are bound by juxtaposition or coordination and to utterances with secondary predicates including adverbial participles.

Les structures extensives d'âge Mésozoïque tardif (Crétacé) sont très répandues en Eurasie orientale, depuis la Transbaïkalie en Russie jusqu'à l'intérieur de la Chine du Sud. Elles constituent la plus grande province de distension crustale dans le monde. Cette thèse a sélectionné des structures développées dans trois endroits différents du bloc de Chine du sud en utilisant les méthodes de la géologie structurale, de l'anisotropie de la susceptibilité magnétique et de la géochronologie (U-Pb sur zircon et titanite, U-Th-Pb sur monazite et Ar-Ar sur micas et amphiboles). L'expression des structures extensives diffère selon les endroits étudiés: (1) la ceinture orogénique de HP/UHP Tongbai-Dabie, le long de la bordure nord du bloc de Chine du sud a été remaniée par au Crétacé par la formation d'un antiforme ou d'un dôme métamorphique extensif. Contemporaine de la migmatisation et du magmatisme syntectonique, le régime extensif a commencé à environ 145 Ma et s'est approché de son point culminant vers 130 Ma. Ce qui a été interprété comme le résultat de la suppression de la racine orogénique. Localement, un nouvel épisode de distension vers 110-90 Ma a également été enregistré; (2) le batholite de Dayunshan-Mufushan intrudif dans l'orogène Neoproterozoic Jiangnan se compose de deux phases d'intrusions granitiques d'âge Jurassique (ca. 150 Ma) et Crétacé inférieur (ca. 132 Ma). Le pluton le plus récent s'est mis en place dans un contexte d'extension NW-SE correspondant au processus amincissement crustal du Crétacé inférieur, avec une faille de détachement développée le long de sa bordure ouest; (3) l'anticlinal de Huangling dans le craton du Yangtze est un pli asymétrique d'axe N-S formé entre le Jurassique et le Crétacé inférieur. Sur les deux flancs, la couverture sédimentaire a participé à une série de plis d'effondrement de vergence opposée et de glissements banc-sur-banc des couches. Les exemples étudiés ci-dessus représentent une série de structures d'extension d'âge Crétacé développées dans différents niveaux structuraux: exhumation de croûte inférieure et moyenne de accommodée par un fort étirement, mise en place syntectonique de plutons granitiques avec étirement limité, déformation de la couverture sédimentaire sous une faible extension. Ils indiquent que la Chine du Sud a également participé au régime extensif bien connu en Chine du Nord. Ces résultats apportent des données nouvelles de première main permettant de discuter le cadre tectonique et géodynamiques spatio-temporel du régime extensif du Crétacé sur la marge orientale de l'Eurasie. / Late Mesozoic extensional structures are widespread in eastern Eurasia (from Transbaikalia region in Russia to inland South China). They constitute the largest crustal extensional province in the world. This thesis selected extensional structures developed in three different tectonic settings in the South China block. Detailed studies including structural geology, anisotropy of magnetic susceptibility and geochronology (zircon and titanite U-Pb, monazite U-Th-Pb, and mica Ar-Ar) were conducted. The expression of these extensional structures is not the same for each area: (1) the Tongbai-Dabie HP/UHP orogenic belt along the northern edge of the South China block was reworked by Cretaceous extensional antiform or metamorphic core complex. Coeval with migmatization and syntectonic magmatism, the extensional regime started at ca. 145 Ma, and approached its climax at ca. 130 Ma that was signaled by removal of the orogenic root. Locally, a late (110-90 Ma) extensional event was also recorded; (2) the Dayunshan-Mufushan batholith intruding the Neoproterozoic Jiangnan orogen is composed of two phases of granitic intrusions with Late Jurassic (ca. 150 Ma) and Early Cretaceous (ca. 132 Ma) ages, respectively. The late pluton emplaced under a NW-SE extensional setting corresponding to the Early Cretaceous crustal thinning process, with a detachment fault developed along its western margin; (3) the Huangling anticline within the Yangtze craton is a nearly N-S striking asymmetric dome formed between the Late Jurassic and Early Cretaceous. The sedimentary cover on the two flanks was involved in a series of oppositely-directed collapse folding and layer-parallel slipping. These examples of Cretaceous extensional structures in different tectonic levels (exhumation of middle-lower crust by strong stretching, syn-tectonic emplacement of granitic pluton with limited stretching, deformation of sedimentary cover under a weak extension) indicates that South China also was involved into the regional extensional regime coeval with the destruction of the North China craton. These results provide first-hand new structural evidence for further discussing the temporal-spatial framework and geodynamic setting of the Cretaceous extensional tectonics on the eastern margin of Eurasia.

La thèse se concentre sur le suivi temporel des vitesses sismiques, notamment dans des zones de faille actives. En corrélant les signaux générés par le bruit ambiant, il est possible d'estimer la fonction de Green du milieu. Par le suivi continu de ces fonctions, des changements de vitesse dans le milieu peuvent être détectés. Les méthodes de suivi temporel sont appliquées aux données provenant d'une zone de faille active à Parkfield, Californie, ce qui permet de détecter deux chutes de vitesse. Ces dernières coïncident avec des évènements sismiques régionaux, la plus importante concernant un évènement proche des stations. Les deux chutes de vitesse sont suivies d'une récupération postsismique progressive. Pour mieux comprendre la fiabilité des mesures on a effectué des expériences en laboratoire. Un résultat intéressant de ces expériences montre que la reconstruction exacte de la fonction de Green n'est pas nécessaire pour le suivi temporel, ce qui ouvre la voie à de nombreuses possibilités d'applications en sismologie. Grâce à cette connaissance, la série de données de Parkfield a été ré-analysée. En améliorant la résolution temporelle à 1 journée, on montre que la chute de vitesse observée est cosismique avec le séisme de Parkfield. On a établi que les fluctuations de vitesse ne sont pas simplement corrélées aux variations de la distribution de sources du bruit obtenue par formation de voies. Enfin, les méthodes développées sont appliquées à un séisme au Japon. Le réseau étant de taille beaucoup plus grande que celui utilisé pour l'étude de Parkfield, ces données sont analysées pour étudier la dépendance entre la distance stations-séisme et la chute de vitesse mesurée. / The thesis concentrates on monitoring seismic speeds, especially in active fault zones. By correlating signals generated by background noise, one can estimate the Green's function of a medium. When continuously following these functions, wave speed changes in the medium can be detected. Monitoring methods are applied to data from an active fault zone in Parkfield, California, where two wave speed drops, which coincide with regional seismic events, are detected. The largest corresponds to an event close to the stations. Both speed drops are followed by a gradual postseismic relaxation. In order to understand the reliability of the measurements, we perform laboratory experiments. One interesting result of these experiments shows that an exact reconstruction of the Green's function is not necessary for monitoring, which opens up many possibilities of applications to seismology. Armed with this knowledge, the Parkfield data is analysed again. By improving the temporal resolution to 1 day, we show that the observed speed drop is coseismic with the Parkfield event. We establish that the speed fluctuations are not simply correlated to variations in noise source distribution obtained by beamforming. Finally, the developed methods are applied to an event in Japan. Since the array is spatially much larger than the one used at Parkfield, this data is analyzed to study the dependence between station-event distance and the measured seismic speed drop. STAR

L'interaction onde-matière a toujours été un sujet d'étude en Physique, c’est le cas de la propagation des ondes élastiques dans le corps humain qu’a conduit à plusieurs modalités d'imagerie. En particulier, les techniques d'elastographie reposent sur l'utilisation des ondes de cisaillement pour obtenir une image élastique des tissus mous. Dans ce contexte, cette thèse présente une étude des différentes techniques d'élastographie, en prêtant particulier attention aux aspects plus fondamentaux comme à ces potentielles applications.Tout d'abord, cette thèse montre que l'élastographie impulsionnelle unidimensionnelle (1D) peut être utilisée pour évaluer l'élasticité des couches de tissue d'épaisseur inférieure à la longueur d'onde utilisée. A cet effet, des simulations et des expériences ont été réalisées avec différents fantômes formés par une couche mince immergée dans un milieu d'élasticité différente. La concordance entre expériences et simulations, ainsi que le valeur de l'élasticité obtenue par élastographie 1D et le valeur de l'élasticité intrinsèque de la couche permettent de valider cette technique. Au même temps ces résultats ont été comparés avec ceux obtenus par la technique de Supersonic Shear Imaging (SSI), où l'onde est guidée le long de la plaque. On ajustant la courbe de dispersion expérimentale obtenue par SSI avec un modèle de Lamb, l'élasticité intrinsèque de chaque plaque est estimée. Les résultats obtenus par élastographie 1D et SSI montrent un bon accord entre eux. Le principal avantage de l'élastographie 1D est qu’il n'est pas nécessaire d'utiliser un modèle pour estimer l'élasticité de la plaque. Deuxièmement, deux nouvelles modalités d'imagerie quantitative pour l'extraction de élasticité des tissus mou à partir d'un champ élastique complexe sont approfondies: l'Elastographie par Retournement Temporel et le filtre inverse passif. Le but de ces deux techniques est d'estimer localement l'élasticité des tissus, par la mesure de la taille de la tâche focale dans une expérience virtuelle de retournement temporel avec des ondes de cisaillement. A partir de l'étude du processus de retournement temporel dans les solides mous, la faisabilité de ces deux techniques est démontrée in vitro dans des échantillons "bi-couche" et in vivo dans le foie et les muscles, en utilisant le bruit physiologique naturel crée par l'activité cardiaque et musculaire. L'efficacité de l'élastographie par retournement temporel diminue dans le cas d'un champ diffus non isotrope. L'emploie du filtre inverse adaptée à une configuration de source de bruit, permet de rétablir l'isotropie du champ et d'améliorer la résolution pour la détection de petites inclusions. Le filtre inverse passif permet, de surcroît, de contrôler la fréquence qui domine le champ de retournement temporel. Ceci est exploité, dans la dernière partie du manuscrit, pour mener la première expérience de spectroscopie passive en volume. Deux situations sont envisagées: la dispersion due à la propagation d'ondes guidées dans des plaques minces et la dispersion des ondes due à la viscosité. / The interaction between wave and matter has long been studied in Physics. In particular, regarding medical applications, wave propagation through the human body resulted in several imaging modalities, each of which uses a specific type of wave linked to a given physical property. The elasticity of soft biological tissues is directly linked to its shear wave speed. Thus, in Elastography, shear waves are tracked for non-invasive assessment of the mechanical properties of soft tissues. In this context, this thesis proposes a study of different elastography techniques from a basic point of view, as well as from its potential applications. Firstly, in this manuscript, the use of 1D transient elastography for the quantitative elasticity assessment of thin layered soft tissues is proposed. Experiments on three phantoms with different elasticities and plate thicknesses were performed. Experimental shear wave speed estimations inside the plate were obtained and validated with finite difference simulation. In addition, the Supersonic Shear Imaging (SSI) technique was performed. For the SSI technique, the propagating wave inside the plate is guided as a Lamb wave. Experimental SSI dispersion curves were fitted using a generalized Lamb model to retrieve the plate bulk shear wave speed. Finally both techniques resulted in similar shear wave speed estimations. The main advantage of 1D transient elastography is that the bulk shear wave speed can be directly retrieved from a time of flight measurement without requiring a dispersion model. Secondly, throughout this thesis, two novel quantitative imaging modalities for extracting the soft tissue's elasticity from a complex reverberated diffuse elastic field are deepen: Time Reversal Elastography (TRE) and the passive inverse filter. The goal of both techniques is to locally estimate the tissue's elasticity, by measuring the focal spot size in a virtual time reversal experiment involving shear waves. By studying the Physics of a time reversal process in soft solids, the feasibility of both techniques as a quantitative imaging techniques is demonstrated in vitro in bi-layer phantoms and in vivo in the liver-belly muscle, by using the physiological noise due to heartbeats and muscular activity. The efficiency of TRE decreases in the presence of a non-isotropic diffuse field. The use of the inverse filter adapted to a passive source configuration, restores the isotropy of the field. As a consequence, the resolution of the elasticity images is improved, leading to a better detection of small inclusions. In addition, the passive inverse filter allows to control the frequency dominating the time reversed field. This is exploited in the last part of the manuscript to conduct the first passive wave spectroscopy experiment in the volume of a soft solid. Two situations are considered: dispersion due to guided wave propagation in thin plates and wave dispersion due to viscosity effects.

Les convertisseurs analogique-numérique à entrelacement temporel (TIADC) semblent être une solution prometteuse dans le monde de la conversion analogique-numérique. Leur fréquence d’échantillonnage peut théoriquement être augmentée en augmentant le nombre de convertisseurs en parallèle. En réalité, des désappariements entre les convertisseurs peuvent fortement dégrader les performances, particulièrement à haute fréquence d’échantillonnage ou à haute résolution. Ces défauts d’appariement peuvent être réduits en utilisant des techniques de calibration en arrière-plan. La première partie de cette thèse est consacrée à l’étude des sources et effets des différents types de désappariements dans un TIADC. Des indicateurs de performance tels que le SNDR ou la SFDR sont exprimés en fonction du niveau des désappariements. Dans la deuxième partie, des nouvelles techniques de calibration sont proposées. Ces techniques permettent de réduire les effets des désappariements d’offset, de gain, d’instant d’échantillonnage et de bande passante. Les désappariements sont estimés en se basant sur des propriétés statistiques du signal et la reconstruction des échantillons de sortie se fait en utilisant des filtres numériques. La troisième partie démontre les performance d’un TIADC fonctionnant a une fréquence d’échantillonnage de 1.6 GE/s et comprenant les calibration d’offset, de gain et d’instant d’échantillonnage proposées. Les raies fréquentielles dues aux désappariements sont réduites à un niveau de -70dBc jusqu’à une fréquence d’entrée de 750 MHz. Ce circuit démontre une meilleure correction de désappariements que des circuits similaires récemment publiés, et ce avec une augmentation de puissance consommée et de surface relativement faible. / Time-interleaved analog-to-digital converters (TIADC) seem to be the holy grail of analog-to-digital conversion. Theoretically, their sampling speed can be increased, very simply, by duplicating the sub-converters. The real world is different because mismatches between the converters strongly reduce the TIADC performance, especially when trying to push forward the sampling speed, or the resolution of the converter. Using background digital mismatch calibration can alleviate this limitation. The first part of the thesis is dedicated to studying the sources and effects of mismatches in a TIADC. Performance metrics such as the SNDR and the SFDR are derived as a function of the mismatch levels. In the second part, new background digital mismatch calibration techniques are presented. They are able to reduce the offset, gain, skew and bandwidth mismatch errors. The mismatches are estimated by using the statistical properties of the input signal and digital filters are used to reconstruct the correct output samples. In the third part, a 1.6 GS/s TIADC circuit, implementing offset, gain and skew mismatch calibration, demonstrates a reduction of the mismatch spurs down to a level of -70 dBFS, up to an input frequency of 750 MHz. The circuit achieves the lowest level of mismatches among TIADCs in the same frequency range, with a reasonable power and area, in spite of the overhead caused by the calibration.

L’objectif de cette thèse est de d’écrire l’évolution du produit dans les trois dimensions (spatiale, temporelle et spatio-temporelle). Dans le contexte industriel actuel, les modèles produit sont considérés uniquement du point de vue spatial pendant la phase de conception et du point de vue temporel pendant la phase d’assemblage. Le manque de lien entre le produit et le process mène à des incompréhensions de définition de produit et entraine de mauvaises interprétations en conception. Cependant, le produit ´évolue à travers le temps et subit des changements tout au long des phases de conception et d’assemblage. L’aspect dynamique des activités de conception nécessite de lier ces deux dimensions afin de pouvoir représenter l’évolution du produit et avoir une cohérence des informations. Par conséquent, la dimension spatio-temporelle (i.e. permettant de lier l’espace et le temps) a besoin d’être ajoutée et les relations entre la modélisation du produit et sa séquence d’assemblage ont besoin d’être particulièrement étudiées. Cette thèse en mécanique et conception s’est inspirée de divers domaines comme la gestion des connaissances, les systèmes d’information géographique et la philosophie. Ici le produit est considéré d’un point de vue perdurantiste. Le perdurantisme considère l’objet comme étant compose de tranches temporelles et gardant toujours la même identité quelque soit le changement subi. D’après les précédentes déclarations, cette thèse introduit une nouvelle description du couple produit-process afin d’assurer la compréhension des intentions de conception aux acteurs projet. Dans le but d’atteindre cet objectif, une théorie mereotopologique, permettant de d´écrire le produit comme perçu dans la réalité, et de développée et implémentée dans un modèle ontologique pour être formalisée. La théorie JANUS d´écrit qualitativement l’évolution du produit à travers le temps dans un contexte de conception orientée assemblage, permettant l’intégration de la séquence d’assemblage d`es le début du processus de conception. La théorie permet la description formelle des relations liant les informations et connaissances du couple produit-process. Ces efforts ont pour but d’apporter une base concrète pour la description des changements d’entités spatiales (telles que les composants) et leurs relations `a travers l’espace et le temps. Cette théorie basée sur les régions lie les dimensions spatiale, temporelle et spatio-temporelle et apporte donc une vision perdurantiste en conception de produit. Ensuite, PRONOIA2 – une ontologie formelle basée sur la précédente théorie –développée. De ce fait, les informations liées à l’assemblage sont rendues accessibles et exploitables par des systèmes de gestion d’information et les outils de XAO afin de supporter les activités de l’architecte produit et du concepteur. En effet, les informations et connaissances liées à la conception de produit, ainsi que la séquence d’assemblage associée, ont besoin d’une fondation sémantique et logique afin d’être gérées de manière cohérente et proactive. Suite au développement de la théorie JANUS et de l’ontologie PRONOIA2, l’approche proposée permet d’associer les informations spatiales (gérées par le PDM) et les informations temporelles (gérées par le MPM) à travers des relations mereotopologiques spatio-temporelles. Par conséquent, de nouvelles entités doivent être gérées dans le PLM, en utilisant notamment l’ontologie et un système hub, afin d’assurer un maintien des principes d’ingénierie proactives et améliorer la compréhension de l’architecte produit et du concepteur concernant l’ évolution du produit. / The major goal of this research is to describe product evolution in the three dimensions (i.e. spatial, temporal andspatiotemporal). In the current industrial context, product models are only considered from a purely spatial point ofview during the design stage and from a purely temporal point of view during the assembly stage. The lack of linkbetween product and process leads to misunderstanding in engineering definition and causes wrong designinterpretation. However, the product undergoes changes throughout the design and assembly phases. The dynamicaspect of design activities requires linking both dimensions in order to be able to represent product evolution andhave consistent information. As such, spatiotemporal dimension (i.e. linking space and time) needs to be added andrelationships between product modelling and assembly sequences need to be particularly studied.This PhD thesis in mechanical design draws inspiration from several domains such as mathematics, geographicinformation systems and philosophy. Here the product is considered from a perdurantist point of view. Perdurantismregards the object as being composed of temporal slices and always keeping the same identity whatever changesundergone. Based on this statement, this PhD thesis introduces a novel product-process description so as to ensureproduct architect's and designer's understanding of design intents at the early design stages. In order to achieve thisobjective, a mereotopological theory, enabling the product description as it is perceived in the real world, has beendeveloped and implemented in an ontology model to be formalized.The JANUS theory qualitatively describes product evolution over time in the context of AOD, integrating assemblysequence planning in the early product design stages. The theory enables the formal relationships description ofproduct-process design information and knowledge. The proposed efforts aim at providing a concrete basis fordescribing changes of spatial entities (i.e. product parts) and their relationships over time and space. This regionbasedtheory links together spatial, temporal and spatiotemporal dimensions, therefore leading to a perdurantistphilosophy in product design.Then, PRONOIA2 - a formal ontology based on the previous mereotopological theory - is developed. Assemblyinformation is accessible and exploitable by information management systems and computer-aided X tools in orderto support product architects and designer's activities. Indeed product design information and knowledge as well asthe related assembly sequence require a semantic and logical foundation in order to be managed consistently andprocessed proactively.Based on JANUS theory and PRONOIA2 ontology, the MERCURY approach enables associating spatial information(managed by PDM) and temporal information (managed by MPM) through spatiotemporal mereotopologicalrelationships. Therefore, new entities are managed through PLM, using ontology and hub system, so as to ensureproactive engineering and improve product architects' and designers' understanding of product evolution.

Ce travail de thèse est une contribution à l’étude des propriétés optiques de structures plasmoniques composées de nanoparticules métalliques. Il s’appuie sur diverses simulations numériques réalisées à l’aide de la méthode des différences finies dans le domaine temporel ou FDTD (Finite-Difference Time-Domain). La première partie de ce travail concerne l’étude d’un réseau périodique de nanofils d’or, de section droite rectangulaire, situé au sein d’un environnement diélectrique multi-couches. L’influence des paramètres géométriques des nanofils, de la période du réseau et de l’épaisseur de diélectrique recouvrant les nanofils sur la position spectrale de la résonance plasmonique a été explorée. Cette étude a démontré que la longueur d’onde de résonance oscille quand l’épaisseur du diélectrique recouvrant les nanofils varie. Un modèle analytique simple a été développé afin de mieux appréhender l’origine de ces oscillations. L’influence des indices de réfraction de la matrice diélectrique sur les paramètres de l’oscillation a également été analysée. La deuxième partie de ce travail a été consacrée à la détermination et à l’étude de facteurs contrôlant la sensibilité des capteurs à résonance de plasmons de surface localisés. Différentes formes de nanoparticules et différents types de nanofils ont été analysés. De plus, trois grands thèmes ont été abordés :- l’influence sur la sensibilité du substrat sur lequel sont déposées les nanoparticules,- l’influence sur la sensibilité du matériau recouvrant les nanoparticules et,- l’origine du lien existant entre la longueur d’onde de résonance plasmonique et la sensibilité des nanoparticules à un changement d’indice de réfraction. / This thesis is a contribution to the optical properties study of plasmonic structures composed by metallic nanoparticles. This study is based on numerical simulation results obtained by the Finite-Difference Time-Domain method (FDTD).The first part of this work is related to the analysis of gold nanowires periodic arrays, which section is rectangular, placed in a multi-layered dielectric environment. The influence of the nanowires geometrical parameters, of the array period and of the dielectric thickness covering the nanowires on the Localized Surface Plasmon Resonance (LSPR) spectral position has been explored. This study especially demonstrated that the resonance wavelength oscillates when the dielectric thickness covering the nanowires is varying. A simple analytical model has been developed in order to better understand the oscillations origin. The influence of the refractive indexes of the dielectric matrix on the oscillation parameters has been analyzed too.The second part of this work concerns the determination and the study of factors controlling LSPR sensors sensitivity. Different shapes of nanoparticles and different kinds of nanowires have been considered. Moreover, three wide topics have been approached in this part:- the influence of the nanoparticles substrate on the sensitivity,- the influence of the material covering the nanoparticles on the sensitivity and,- the origin of the relationship between the LSPR wavelentgh and the refractive index sensitivity of the nanoparticles.

Dans un contexte où les ressources énergétiques sont moindres et la demande en termes de débit de communication est forte, il est intéressant de proposer des solutions techniques au niveau de la couche physique permettant d’optimiser la consommation énergétique de systèmes. Actuellement, pour une localisation précise et un transfert de données entre voie et trains efficace, la signalisation ferroviaire exploite des balises disposées entre les rails. La durée possible de la communication entre trains et balises s’avère très brève et n’est effective que lorsque le train passe juste au-dessus de la balise. Celle-ci reste en état de veille jusqu’à ce que le train la télé alimente lors de son passage. Le temps de communication utile entre le train et la balise s’établit à 3-4 ms pour un train roulant à 300 km/h. Par conséquent, plusieurs équipements consécutifs doivent être installés si l’on veut accroître la durée d’échange ou encore la quantité de données échangées. En outre, le fait d’émettre continument un puissant signal de télé alimentation radiofréquence non exploité depuis tous les trains en circulation, la difficulté de maintenance liée à la présence de cet équipement entre les rails, ainsi que la portée et donc la capacité de communication réduites des balises actuelles constituent autant de limitations que nous tentons de pallier avec ce nouvel équipement. Dès lors, nous développons une nouvelle génération de balise ferroviaire fondée sur un lien radiofréquence qui possède une portée atteignant quelques mètres, nettement plus importante que celle exploitable actuellement. Cette balise est également située en bord de voie et non entre les rails pour des questions de facilité de maintenance. Nous utilisons une technique de focalisation du signal émis depuis la balise vers l’antenne embarquée sur le train. Puisque la distance de communication balise au sol - interrogateur est portée à quelques mètres, la télé alimentation par couplage inductif actuelle n’est plus possible. Disposer d’une infrastructure centrale pour alimenter toutes les balises présentes sur le réseau n’est pas réaliste non plus. Une solution raisonnable et économe consiste à générer de l’énergie électrique basse tension localement en utilisant des énergies renouvelables (solaire, éolienne…), et en limitant le plus possible la consommation d’énergie de l’électronique de la balise. Dans cette optique, la contribution scientifique présentée consiste à développer et à optimiser, en termes d’énergie consommée, la couche physique de communication de cet équipement. / In railway signaling, accurate and safe localization of trains is of paramount importance for the safe exploitation of railway networks. Therefore, train odometry has received considerable interest. Usually, train odometers manage different embarked sensors including wheel counters and Doppler radars that compute the position and the speed of the trains. However, as trains move, these proprioceptive sensors accumulate drifts and, as a consequence, train localization accuracy is compromised after several kilometers. In order to fix this drift problem, railway signaling uses beacons installed at ground, on the track, between the rails. Installed every several kilometers, they transmit absolute localization information to trains passing over them thus, bringing back locally the drifts to zero. These beacons constitute major components of railway signaling and also one of the very last equipment installed between the rails. Existing railway beacons are placed on the rails for two main reasons. First of all, since in these conditions the radio link between the train and the beacons remains very short, in the order of a few tens of centimeters, placing the beacons on the rails is very helpful to deliver an accurate local absolute localization to the train. Moreover using this very short radio communication range, while passing over them, trains can supply electrical energy to the beacons by magnetically coupling radiofrequency energy from the train to the beacon. This radiofrequency energy is detected and converted in DC power supply to feed the beacon electronics. This very short range leads to a satisfactory transfer of energy between train and beacon. As indicated previously, beacons can just be position indicators; however, they can also handle communication between grounds and trains using a peer to peer radio link. In this case, communication is only active when the train passes over the beacons, thus, the effective communication time is very short. As another major drawback of this particular implementation between the rails, track maintenance requires disassembling the beacons and then repositioning them safely and accurately.

Le présent travail de thèse porte sur l’étude, la conception et la démonstration d'émetteurs entièrement numériques, ciblant des standards de communication avancés pour les applications mobiles dans le cadre de l’Internet des Objets (IoT). Les innovations clés sont le modulateur Delta-Sigma (DSM) entrelacé et un amplificateur de puissance à réponse impulsionnelle finie (FIR-PA) basé sur une structure efficace à capacités commutées (SC). Le block FIR-PA utilise uniquement des inverseurs CMOS et des condensateurs dans une configuration SC, ce qui est entièrement compatible avec les nœuds technologiques CMOS avancés. Le prototype est implémenté dans une technologie 28nm FD-SOI CMOS avec 10 couches métalliques et un contrôle amélioré de la tension du substrat. L'émetteur RF numérique atteint un nombre de bits effectif de 13.5 dans la bande de signal utile et est compatible avec le standard LTE 900 MHz. Le circuit consomme 35 mW à une puissance de sortie maximale de 2.9 dBm et une alimentation de 1 V. Par rapport à l'état de l'art, à des niveaux de puissance de sortie similaires, le FIR-PA consomme 7 fois moins qu'un DAC 10-bit intégrant des modulateurs delta-sigma et 25% moins qu’un DAC résistif 12-bit. La surface active totale est de 0.047 mm2, soit 4 fois moins que le plus petit circuit publié précédemment. Par conséquent, ce travail se distingue par une faible consommation d'énergie grâce à la l’architecture 1-bit combinée au filtrage de bande et par la surface réduite obtenue par l’intégration efficace des cellules du FIR-PA. Il démontre la transition de l’émetteur analogique traditionnel à l’émetteur numérique intégré ciblant l'avenir des applications mobiles. / The present PhD work covers the study, design and demonstration of all-digital transmitters targeting advanced communication standards for mobile applications in the frame of the Internet of Things (IoT). Key innovations are time-interleaved Delta-Sigma modulators (DSM) and a power and area-efficient switched-capacitor (SC) finite impulse response power amplifier (FIR-PA). The common FIR-PA block uses exclusively inverters and capacitors in a switched-capacitor configuration, thus being fully compatible with advanced CMOS technology nodes. The prototype is integrated in 28nm FD‐SOI CMOS technology with 10 metal layers and body biasing fine-tuning features. The proposed digital RF transmitter achieves 13.5 in‐band effective number of bits and is 900 MHz LTE‐compliant. The overall power consumption is 35 mW at 2.9 dBm peak output power and 1V supply. With respect to relevant state-of-the art, at similar output power levels, the FIR‐PA consumes 7 times less than a 10‐bit DSM‐based DAC and 25% less than a 12‐bit resistive DAC. The total active area is 0.047 mm2, at least 4 times lower than the smallest previously published work. Consequently, this work stands out for low power consumption thanks to the single-bit core solution combined with band filtering and low area achieved with a multi-layer FIR-PA cell structure. It demonstrates the transition from traditional analog to highly integrated digital-intensive transmitters targeting the future of mobile applications.

Le trafic de données a connu une explosion durant les dernières décennies, en raison d’une augmentation de la demande liée à la vidéo en ligne, mais aussi de la voix sur IP et le peer to peer. L’émergence du cloud computing et du cloud gaming ainsi que la haute résolution des contenus vidéo tend à accroître encore cette demande de débit. Ainsi les normes de communication évoluent afin de fournir les utilisateurs avec le meilleur débit possible. De ce fait, les systèmes nécessitent d’embarquer des techniques d’accès multiples afin de séparer les utilisateurs et l’augmentation du nombre d’antennes devient indispensable. Par conséquent, ces équipements deviennent de plus en plus complexes et énergivores. Dans le but de réduire la complexité des systèmes et ainsi diminuer leur consommation, en permettant de plus de fonctionner avec de faibles puissances d’émission, le Retournement Temporel apparaît comme une solution envisageable. En effet, cette technique permet de focaliser des ondes électromagnétiques dans le temps et l’espace. Ainsi, grâce à ce procédé il devient possible de réaliser des communications multi-antennes à faible complexité et à faibles interférences entre symboles grâce à la propriété de focalisation temporelle, et à faibles interférences intérutilisateurs grâce à la propriété de focalisation spatiale. Cependant, afin de l’adapter aux normes de communication actuelles, il est nécessaire d’étudier la combinaison duRetournement Temporel avec les systèmes multi-porteuses présents dans les principales normes de communication par paquets. Le but de cette thèse est donc d’étudier le Retournement Temporel appliqué aux modulations multi-porteuses, et plus particulièrement à l’OFDM. Dans un premier temps, la manière de réaliser une telle combinaison est étudiée dans un contexte SISO (Single Input Single Output). Ensuite, les avantages au niveau de la synchronisation et de la réduction de l’intervalle de garde d’une telle association sont décrits et analysés. Par la suite, une extension aux systèmes MISO (Multiple Input Single Output) est présentée, ainsi que la combinaison avec les codes espace temps en bloc orthogonaux. Les performances de ces systèmes en termes de capacité et de taux d’erreurs binaire sont ensuite évaluées analytiquement et comparées avec celles des systèmes concurrents. Un algorithme de modulation adaptative est ensuite ajouté au système afin d’en améliorer les performances. Ensuite, la manière de combiner le Retournement Temporel avec un système OQAM est présentée. Il est montré que cette combinaison permet de réaliser simplement des systèmes MISO-OQAM, et d’exploiter la diversité spatiale. Il est également montré ici que la combinaison avec les codes espace temps en bloc orthogonaux est réalisable. Enfin, la robustesse du système combinant le Retournement Temporel et l’OFDM face aux erreurs d’estimation est évaluée à l’aide de deux algorithmes d’estimation de canal. / The data traffic has been exploding in the last decades, owing to the increasing demand in streaming video, just as voice over IP and peer to peer. The appearance of cloud computing and cloud gaming, as well as the high resolution of video contents tend to increase this data rate demand. Hence, the communication norms evolve to provide users with the best possible throughput. Consequently, systems necessitate embedding multiple accesstechniques in order to discriminate users and the increase of the number of antennas becomes mandatory. Hence, these equipments become more and more complex and power consuming. To reduce the systems complexity and then decrease their consumption, also allowing working with low transmitting power, Time Reversal appears as a conceivable solution. Indeed, this technique allows focusing electromagnetic waves in the time and in the space domain. Hence, thanks to this process, low complexity multi-antennas communication becomes feasible, and with low inter symbol interference thanks to the time focusing property, and with lowinter user interference thanks to the space focusing property. However, in order to adapt if to current communication norms, it is necessary to study the combination of Time Reversal with multi-carrier systems used in the main packet communication norms. The aim of this PhD thesis is to study Time Reversal whenapplied to multi-carrier modulations, and particularly with OFDM. At first, the way to combine the two techniques isshowed in a SISO (Single Input Single Output) context. Then, the benefits in the synchronization process and the guard interval reduction of such association are described and analyzed. Afterwards, an extension to MISO (Multiple Input Single Output) systems is presented, as well as the combination with orthogonal space time bloc codes. The performances of these systems in terms of capacity and bit error rate are then analytically calculated and compared with other systems. An adaptive modulation algorithm is then added to the system aiming to improve the performances. Then, the way to combine Time Reversal with an OQAM system is presented. It is shown that this combination allows realizing simple MISO-OQAM systems, and also allows exploiting thespatial diversity. It is also shown that the combination with space time orthogonal block codes is feasible.Finally, the robustness of the system combining Time Reversal and OFDM when experiencing channel estimation errors is evaluated, with two channel estimation logarithms for multicarrier systems.