La bioélectronique est un domaine interdisciplinaire qui étudie les interconnexions et les interactions entre entités biologiques (cellules, tissus, organes) et systèmes électroniques,par l’intermédiaire du transducteur adéquat. Pour des cellules ou des tissus excitables (neurones, muscles, ...), le transducteur prend la forme d’une simple électrode, car ces tissus produisent une activité électrique spontanée ou, dans le sens inverse, peuvent être excités par un signal électrique externe. Cette communication bidirectionnelle donne lieu à deux schémas expérimentaux : l’acquisition et la stimulation. L’acquisition consiste à enregistrer, traiter et analyser les bio-signaux alors que la stimulation consiste à appliquer le courant électrique adéquat aux tissus vivants, pour déclencher une réaction. Cette thèse se concentre sur ce dernier point : deux générations de système de stimulation ont été développées, chacune basée sur un circuit intégré spécifique et adaptée à différents contextes applicatifs.Tout d’abord, le cadre scientifique a été celui du projet CENAVEX, axé sur la stimulation électrique fonctionnelle pour réhabiliter la fonction respiratoire, suite à une lésion de la moelle épinière. Ensuite, les objectifs de conception ont été étendus pour couvrir de nouveaux besoins d’application : la surveillance de l’impédance électrique in situ et l’exploration des formes d’onde de stimulation originales. Le premier pourrait être une solution pour suivre la réaction tissulaire après l’implantation d’une électrode, contribuant ainsi à la biocompatibilité à long terme des implants ; le second propose d’aller au-delà dela conventionnelle impulsion biphasique carrée et d’explorer de nouvelles formes d’ondes qui pourraient être plus efficaces en termes de consommation d’énergie, pour un effet physiologique donné.Le travail présenté dans ce manuscrit contribue à la conception, à la fabrication et au test de dispositifs de stimulation innovants. Cela a conduit au développement de deux circuits intégrés et de deux dispositifs de stimulation permettant une stimulation multicanal.Les caractérisations électriques et les validations biologiques, de la faisabilité in vitro aux expériences in vivo, ont été menées et sont décrites dans ce manuscrit. / Bioelectronics is a cross-disciplinary field that studies interconnections and interactions between biological entities (cells, tissues, organs) and electronic systems, using the adequate transducer. For excitable cells or tissues (neurons, muscles, . . . ), the transducer takes the form of a simple electrode, as these tissues produce a spontaneous electrical activity or,in the opposite way, may be excited by an external electrical signal. This bi-directional communication gives rise to two experimental schemes: acquisition and stimulation. Acquisition consists in recording, processing and analyzing bio-signals whereas stimulation consists in applying the adequate electrical current to living tissues in order to trigger a reaction. This thesis focuses on the latter: two generations of stimulation systems have been developed, both being centered on an Application Specific Integrated Circuit, and adapted to different application contexts. First, the scientific framework was given by the CENAVEX project, focusing on Functional Electrical Stimulation to rehabilitate the respiratory function, following a Spinal Cord Injury. Then, the design objectives were extended to cover new application needs:in situ electrical impedance monitoring and exploration of original stimulation wave forms.The first one could be a solution to follow the tissue reaction after electrode implantation,hence contributing to long-term biocompatibility of implants; the second one proposes to go further the conventional constant biphasic pulse and explore new wave forms that couldbe most efficient in terms of energy consumption, for a given physiological effect.The work presented in this manuscript is a contribution to the design, fabrication and test of innovative stimulation devices. It leaded to the development of two integrated circuits and two stimulation devices permitting multichannel stimulation. Both electrical characterizations and biological validations, from in vitro feasibility to in vivo experiments, have been conducted and are described in this manuscript.

<p>У докторској дисертацији изведени су модели за фотоакустички одзив рефлексионе и трансмисионе конфигурације за оптички провидне двослојне узорке са топлотном меморијом, који представља генерализацију до сада коришћених модела и то у три правца: урачунат је утицај коначне брзине простирања топлоте кроз оба слоја, генерализован је модел тако да узме у обзир постојање запреминске апсорпције кроз оба слоја и урачунат је утицај ћелије минималне запремине која се понаша као Хелмхолцов резонатор. Применом овог модела на експериментална мерења показано је да се може проширити фреквентни опсег користан за карактеризацију и осликавање (имиџинг) различитих узорака чиме се повећава тачност одређивања термоеластичних и оптичких особина материјала, а посебно структура са ниским степеном уређења.</p> / <p>U doktorskoj disertaciji izvedeni su modeli za fotoakustički odziv refleksione i transmisione konfiguracije za optički providne dvoslojne uzorke sa toplotnom memorijom, koji predstavlja generalizaciju do sada korišćenih modela i to u tri pravca: uračunat je uticaj konačne brzine prostiranja toplote kroz oba sloja, generalizovan je model tako da uzme u obzir postojanje zapreminske apsorpcije kroz oba sloja i uračunat je uticaj ćelije minimalne zapremine koja se ponaša kao Helmholcov rezonator. Primenom ovog modela na eksperimentalna merenja pokazano je da se može proširiti frekventni opseg koristan za karakterizaciju i oslikavanje (imidžing) različitih uzoraka čime se povećava tačnost određivanja termoelastičnih i optičkih osobina materijala, a posebno struktura sa niskim stepenom uređenja.</p> / <p>In this dissertation, the models of photoacoustic (PA) response are derived for both reflection and transmission PA setup configurations of two-layered optically transparent samples with thermal memory. These models are considered a generalization of the models used so far, in three directions: first, the impact of finite heat propagation velocity through both layers is included, second, the existence of volume absorptionin both layers is taken into account, and third, the effect of the minimum volume cell acting as a Helmholtz resonator is examined. The application this model on the experimental measurements has shown the possibility of the extending the frequency range useful for characterization and imaging of different samples, thus increasing the accuracy of thedetermination of thermoelastic and optical properties of various</p>