Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Le concept du radar MIMO est prometteur en raison des nombreux avantages qu'il apporte par rapport aux architectures radars actuelles : flexibilité pour la formation de faisceau à l'émission - large illumination de la scène et résolution fine après traitement - et allègement de la complexité des systèmes, via la réduction du nombre d'antennes et la possibilité de transférer des fonctions de contrôle et d'étalonnage du système dans le domaine numérique. Cependant, le radar MIMO reste au stade du concept théorique, avec une prise en compte insuffisante des impacts du manque d'orthogonalité des formes d'onde et des défauts matériels.Ce travail de thèse, dans son ambition de contribuer à ouvrir la voie vers le radar MIMO opérationnel, consiste à anticiper et compenser les défauts du monde réel par des traitements numériques. La première partie traite de l'élaboration des formes d'onde MIMO. Nous montrons que les codes de phase sont optimaux en termes de résolution spatiale. Nous présentons également leurs limites en termes d'apparition de lobes secondaires en sortie de filtre adapté. La seconde partie consiste à accepter les défauts intrinsèques des formes d'onde et proposer des traitements adaptés au modèle de signal permettant d'éliminer les lobes secondaires résiduels induits. Nous développons une extension de l'Orthogonal Matching Pursuit (OMP) qui satisfait les conditions opérationnelles, notamment par sa robustesse aux erreurs de localisation, sa faible complexité calculatoire et la non nécessité de données d'apprentissage. La troisième partie traite de la robustesse des traitements vis-à-vis des écarts au modèle de signal, et particulièrement la prévention et l'anticipation de ces phénomènes afin d'éviter des dégradations de performance. En particulier, nous proposons une méthode numérique d'étalonnage des phases des émetteurs. La dernière partie consiste à mener des expérimentations en conditions réelles avec la plateforme radar MIMO Hycam. Nous montrons que certaines distorsions subies non anticipées, même limitées en sortie de filtre adapté, peuvent impacter fortement les performances en détection des traitements dépendant du modèle de signal. / The MIMO radar concept promises numerous advantages compared to today's radar architectures: flexibility for the transmitting beampattern design - including wide scene illumination and fine resolution after processing - and system complexity reduction, through the use of less antennas and the possibility to transfer system control and calibration to the digital domain. However, the MIMO radar is still at the stage of theoretical concept, with insufficient consideration for the impacts of waveforms' lack of orthogonality and system hardware imperfections.The ambition of this thesis is to contribute to paving the way to the operational MIMO radar. In this perspective, this thesis work consists in anticipating and compensating the imperfections of the real world with processing techniques. The first part deals with MIMO waveform design and we show that phase code waveforms are optimal in terms of spatial resolution. We also exhibit their limits in terms of sidelobes appearance at matched filter output. The second part consists in taking on the waveform intrinsic imperfections and proposing data-dependent processing schemes for the rejection of the induced residual sidelobes. We develop an extension for the Orthogonal Matching Pursuit (OMP) that satisfies operational requirements, especially localization error robustness, low computation complexity, and nonnecessity of training data. The third part deals with processing robustness to signal model mismatch, especially how it can be prevented or anticipated to avoid performance degradation. In particular, we propose a digital method of transmitter phase calibration. The last part consists in carrying out experiments in real conditions with the Hycam MIMO radar testbed. We exhibit that some unanticipated encountered distortions, even when limited at the matched filter output, can greatly impact the performance in detection of the data-dependent processing methods.

Une nouvelle méthode de haute précision pour analyser les isotopes de Sn à avec double-spike 117Sn-122Sn a été développée. / A new high-precision isotope method for analyzing Sn using the 117Sn-122Sn double-spike technique was developed.

Le mercure (Hg) est un métal lourd ubiquiste et très toxique. Présent à l’état de traces dans la colonne d’eau des milieux aquatiques, il peut cependant atteindre des concentrations très élevées en fin de chaine alimentaire car il a la particularité d’être bioaccumulé et bioamplifié dans les organismes sous forme de méthylmercure (MeHg). L’identification et la caractérisation des transformations amenant à la formation de MeHg (méthylation) ou à sa dégradation (déméthylation) sont donc de première importance pour évaluer son devenir dans les milieux aquatiques. L’utilisation du comportement des isotopes stables du Hg, à la fois en laboratoire mais aussi dans des échantillons environnementaux, a permis d’évaluer l’influence des processus biotiques et abiotiques mis en jeu dans les système aquatiques sur les transformations et donc la spéciation du Hg dans de tels environnements. Le fractionnement isotopique du Hg, pouvant être dépendant et/ou indépendant de la masse, s’est également avéré être un outil performant pour étudier sa bioaccumulation dans plusieurs membres de la chaîne alimentaire endémique du Lac Baikal (Russie). Les signatures isotopiques mesurées dans ces échantillons ont permi d’améliorer la connaissance sur la distribution, les sources et les transformations affectant les espèces du Hg dans l’écosystème de ce grand lac faisant partie du patrimoine mondial de l’UNESCO depuis 1996 et étant la plus grande réserve d’eau douce liquide de surface mondiale. / Mercury (Hg) is a toxic and ubiquitous heavy metal. Only present at trace levels in the water column of aquatic systems, it can reach high amounts in food web end-members because of its ability to bioaccumulate and biomagnify in organisms as methylmercury (MeHg). Hence, the characterization of the transformations leading to the formation (methylation) and the degradation (demethylation) of MeHg is of great concern to evaluate its fate in aquatic environments. The use of the Hg stable isotopes, during laboratory experiments or in environmental samples, allowed to identify and characterize several biotic and biotic pathways involved in Hg transformations and speciation in aquatic systems. The study of Hg mass-dependent and/or mass-independent fractionation was also a competitive tool to assess its bioaccumulation process in several members of the Lake Baikal endemic food chain (Russia). Measured Hg isotopic signatures in such samples provided insight about Hg species fate and sources within the ecosystem of this lake, which has been nominated as a world heritage site by UNESCO in 1996 and constitutes the world’s largest freshwater lake in terms of volume.

Cette thèse analyse les propriétés sémantiques et discursives des prédicats d'état ('laid, généreux') ainsi que des prédicats causatifs et résultatifs, et plus particulièrement des verbes psychologiques à Expérienceur objet ('stimuler, encourager'). Le cadre adopté est celui de la sémantique néo-davidsonienne (Parsons, 1990) et de la sémantique du discours (Kamp & Reyle 1993, Asher 1993). La première partie (chap 1-7) est consacrée aux prédicats d'état, et la seconde aux prédicats causatifs et résultatifs (chap. 8-9). Dans le chapitre 1, on expose les arguments en faveur de l'idée que les verbes d'état ont un argument implicite davidsonien comme les verbes d'action. Abordant ensuite les constructions en 'by/in' ('by/in smoking, he broke his promise'), l'auteur propose de considérer, avec Goldman et contre Davidson, que celles-ci décrivent deux événements distincts, liés par une relation de génération. L'analyse goldmanienne de ces constructions est ensuite étendue aux prédicats d'état ('in doing this, he was clever'), ce qui permet de distinguer les prédicats qui dénotent un état dépendant d'une action, comme 'clever' en usage occurrentiel, des prédicats qui dénotent un état indépendant d'une action, comme beautiful (cf. '??in doing this, he was beautiful'). Le chapitre 2 fait le point sur les spécificités des prédicats d'état par rapport aux prédicats d'activité. Y est notamment montré que certains prédicats d'état acceptent le "progressif interprétatif" ('tu es en train de croire au Père Noël!'). Ce type de progressif est distingué du progressif standard et du progressif actif anglais ('he was being clever'); sont définis également les "prédicats interprétatifs" qui n'acceptent que ce progressif. Le chapitre 3 élabore une typologie aspectuelle des prédicats d'état. Sont d'abord distingués quatre types d'états en fonction de l'intervalle pendant lequel l'état en cause est vérifié. On montre que cette quadri-partition rend mieux compte des données linguistiques que la dichotomie classique en 'stage level predicates' et 'individual level predicates'. Ensuite sont définis les "prédicats d'état pur" comme beau, qui dénotent un état indépendant de toute action, et les "prédicats d'état endo-actionnel" comme 'généreux/bruyant' en usage occurrentiel, qui dénote un état généré par une action. On présente des arguments contre l'assimilation de ces derniers prédicats à des prédicats d'action. Est alors analysée l'ambiguïté des prédicats comme "généreux" dans l'emploi occurrentiel: 'Pierre m'a donné des bonbons. Il a été généreux' peut vouloir dire soit que Pierre a été généreux de (décider de) me donner des bonbons (lecture-d), soit qu'il a été généreux dans la manière de me les donner (lecture-m). Dans la foulée, on examine la relation temporelle qui prend place entre un état s et l'action e dont il dépend. Enfin, on montre que l'analyse proposée peut rendre compte de la concurrence entre passé composé et imparfait dans les phrases dénotant un état occurrentiel. A partir de la typologie aspectuelle élaborée au chapitre 3, le chapitre 4 revisite le problème que soulèvent certains prédicats d'état dans les constructions à prédicat second descriptif ('Pierre a donné des bonbons saoul/??généreux') et propose une nouvelle solution. On montre ensuite que cette solution peut être adaptée pour résoudre un problème moins étudié, à savoir celui que posent certains prédicats d'état dans les subordonnées temporelles en 'quand '(cf. 'Il était généreux, quand il a distribué les bonbons' versus '??Il a distribué des bonbons quand il était généreux'). Enfin, on fait le point sur la difficulté qu'éprouvent les prédicats évaluatifs à entrer dans les constructions présuppositionnelles, parmi lesquelles les subordonnées temporelles, mais les GN définis ('La femme rousse/??généreuse commanda une bière'). Le chapitre 5 est consacré aux relations rhétoriques qui s'établissent entre la description d'un état et la description d'un événement, aux combinaisons possibles entre ces relations rhétoriques, et à la manière dont tel ou tel prédicat d'état, vu ses propriétés sémantiques, contribue à établir telle ou telle relation rhétorique avec la description d'événement. Le chapitre 6 revient sur le problème que soulève l'indéfini des en lecture non générique avec certains prédicats d'état, notamment les prédicats évaluatifs ('Des livres étaient sales' versus '??Des livres étaient merveilleux'). En se fondant sur les outils de la 'Decision Theoretic Semantic's (Merin 1999), l'auteur fait l'hypothèse qu'un prédicat P n'accepte des que si la quantité des éléments satisfaisant P dans le contexte est non pertinente pour les fins du discours, et s'il est clair, par ailleurs, que les qualités implicites que peuvent instancier les dits éléments ne contribuent en aucune façon à expliquer qu'ils satisfont P. On montre que ces deux conditions sont respectées (resp. violées) avec les prédicats d'état compatibles (resp. incompatibles) avec des dans sa lecture non générique. Le chapitre 7 est consacré à la sémantique qu'il faut assigner aux prédicats d'état évaluatifs. On expose tout d'abord les arguments en faveur d'une sémantique "réaliste", qui analyse les prédicats évaluatifs comme des prédicats unaires dénotant de vraies propriétés. On distingue ensuite, dans le contenu informationnel des énoncés évaluatifs, un composant assertif et deux implicatures associées. On termine par l'analyse des prédicats évaluatifs superlatifs ('merveilleux'); est argumentée l'idée que ces prédicats ont un composant expressif, en ce sens que le locuteur, en les utilisant, implicite qu'une entité satisfaisant le prédicat a déclenché en lui une émotion, vécue ou rejouée lors de l'énonciation. On montre en quoi ce composant expressif contribue à expliquer pourquoi de tels prédicats sont difficilement utilisables à l'impératif ou dans certains types de questions. Le chapitre 8 répertorie trois classes parmi les verbes, dits "résultatifs", qui présupposent l'occurrence d'un événement e causant ou générant l'événement asserté e'. On présente d'abord le problème que pose la définition de cette présupposition, puis une nouvelle solution est exposée. On montre alors que la présupposition des verbes résultatifs -- achèvements droits et accomplissements strictement forts --- est de nature scalaire et peut s'expliquer par la Loi d'exhaustivité de Ducrot. Le chapitre 9 est consacré aux verbes psychologiques à Expérienceur objet (VPEO). Après avoir classé ces verbes en fonction de leur structure événementielle, on fait le point sur les différentes lectures qu'ils peuvent accepter. On montre ensuite qu'à la différence des VPEO acceptables dans les constructions agentives, les VPEO qui y sont peu acceptables exhibent deux propriétés cruciales. D'abord, ils présupposent toujours, à l'instar des verbes étudiés dans le chapitre 8, l'occurrence de l'événement impliquant le sujet; ensuite, certains d'entre eux sont "interprétatifs", en ce sens que l'assertion du changement d'état psychologique ne s'avère pertinente pour les fins du discours que si l'interprétant connaît, par ailleurs, l'événement qui cause ce changement. Cela permet d'expliquer pourquoi les verbes en question ne peuvent faire avancer la narration comme le ferait un prédicat d'action normal, et pourquoi ils sont peu compatibles avec les adverbes de manière orientés sur l'agent, les pseudo-clivées ou les compléments de lieu. On termine par l'analyse aspectuelle de la classe des VPEO, en montrant qu'on y trouve des membres des cinq classes aspectuelles distinguées dans le chapitre précédent.

Face à l'intérêt grandissant pour les forêts mélangées, des d'outils et des modèles adaptés à leur gestion sont nécessaires. L'objectif de cette thèse est de montrer comment la construction et la comparaison de modèles ayant différents niveaux de détail peuvent nous aider à choisir le niveau le plus approprié pour modéliser la croissance d'un peuplement mélangé dans un contexte d'application donné. A partir de données récoltées dans des peuplements mélangés chêne sessile (Quercus petraea L.) pin sylvestre (Pinus sylvestris L.), nous avons construit une famille de modèles à différents niveaux de détail : un modèle arbre indépendant des distances (MAID), un modèle arbre dépendant des distances (MADD), trois modèles peuplement et un modèle intermédiaire entre le MAID et le MADD utilisant des distributions de voisinage. Pour que la comparaison de ces modèles soit pertinente, nous avons assuré une cohérence entre les modèles en utilisant plusieurs approches. Ces modèles nous ont permis d'acquérir des connaissances sur la croissance et la dynamique de ces forêts en particulier sur les interactions spatiales et temporelles entre le chêne et le pin. Ainsi le MAID a permis de montrer qu'il peut y avoir des phénomènes de compensation de croissance entre les deux espèces. Le MADD a permis de montrer que dans ces peuplements la compétition intraspécifique est supérieure à la compétition interspécifique. Un modèle peuplement obtenu à partir du MADD a permis d'étudier l'influence du taux de mélange sur la production. Pour évaluer la qualité prédictive des modèles, nous avons utilisé un jeu de données indépendant obtenu en partageant nos données avant la construction des modèles. Nous avons ainsi montré que le MAID était plus performant que le MADD pour prédire les accroissements individuels. Les modèles ont aussi été comparés sur des exemples d'applications mettant en œuvre des simulations à court ou moyen terme. La démarche proposée présente un intérêt aussi bien pour la compréhension du phénomène étudié que pour sa modélisation dans un but prédictif. En regroupant l'ensemble des résultats acquis, ce travail nous a permis d'apprécier la pertinence d'un type de modèle en fonction du contexte d'utilisation. Cette démarche très générale pourrait être appliquée à la modélisation d'autres processus comme la mortalité ou la régénération.

Nous étudions expérimentalement le transport dépendant du spin d'électrons chauds dans des multicouches (MC) magnétiques, qui contiennent des couches uniques magnétiques, ou des tricouches de type "vannes de spin" (VS). Pour cela, nous avons mis en oeuvre la microscopie à émission d'électrons balistiques (BEEM), une extension à trois contacts de la microscopie à effet tunnel sur des structures métal/semiconducteur. La méthode mise au point pour satisfaire les nombreuses contraintes imposées par le BEEM sur les échantillons est décrite en détail. La transmission des électrons chauds dans des MC a été systématiquement mesurée dans la gamme d'énergie 1-2 eV au dessus du niveau de Fermi. De l'étude en fonction des épaisseurs des couches magnétiques nous avons déduit les longueurs d'atténuation des électrons chauds en fonction du spin et de l'énergie. Ces mesures, sur le cobalt et l'alliage doux NiFe, sont comparées à des calculs et résultats expérimentaux de la littérature. Pour des épaisseurs inférieures à la monocouche atomique, une organisation spatialement hétérogene a été observée, avec un effet très important sur la transmission BEEM, variant sur une échelle subnanométrique. En mode imagerie, nous avons étudié les configurations magnétiques de VS, en particulier des parois à 360° dans des couches de cobalt. Les effets de l'intensité et la direction du champ appliqué sur la structure de ces parois ont été observés. Ces résultats ont été comparés quantitativement à des calculs micromagnétiques, avec un accord excellent. Ceci a permis de montrer que la résolution magnétique du BEEM est meilleure que 50 nm.

Le disulfure de diméthyle (DMDS), molécule volatile libérée par les Allium, est un fumigant prometteur en remplacement du bromure de méthyle. Par l'utilisation des techniques d'électrophysiologie (patch-clamp), de biologie moléculaire et d'imagerie calcique sur neurones d'insectes, nous avons identifié de nouvelles cibles altérées par le DMDS à une faible concentration (1 µM). Le DMDS modifie l'activité spontanée régulière des DUM neurones en des bouffées de potentiels d'action séparées par des phases de silence. Cette altération de fréquence est la conséquence d'effets sur plusieurs cibles. Nous avons montré que le DMDS décale la dépendance vis-à-vis du potentiel de l'activation et de l'inactivation du courant Na2 vers de potentiels plus négatifs, rendant la cellule plus excitable. Dans un deuxième temps nous avons mis en évidence que le DMDS induit une augmentation de la concentration en calcium intracellulaire via l'activation des canaux TRPg et une sortie de calcium des stocks intracellulaires. Cette variation de calcium module, en cloche, les courants potassium dépendants du calcium (KCa). Grâce à l'étude du mode d'action du DMDS sur DUM neurones et au développement de nouvelles techniques associant la biologie moléculaire à l'électrophysiologie, nous avons apporté de nouveaux arguments en faveur de l'existence de deux courants KCa distincts. Parallèlement, grâce à une technique d'électroencéphalographie par télémétrie sur souris, nous avons révélé que le DMDS est susceptible d'engendrer des anomalies de l'activité électroencéphalographique.

Dans un premier chapitre, le magnétisme macroscopique et microscopique de systèmes à dimensions latérales réduites est évoqué. Les propriétés magnétiques de couches minces, de réseaux de plots submicroniques et de structures auto-organisées nanoscopiques de cobalt hexagonal (0001) ont été étudiées à l'échelle macroscopique et microscopique. Dans ce même chapitre, dans un registre un peu différent mais toujours dans le domaine des couches minces magnétiques, j'ai rassemblé des résultats récents que nous avons pu obtenir sur l'étude du couplage d'échange entre une couche ferromagnétique et une couche antiferromagnétique. Malgré les nombreux faits rapportés dans la littérature, nous avons montré qu'outre la qualité cristallographique, la rugosité ou la taille de grain, l'histoire magnétique et notamment la chiralité des domaines dans la couche antiferromagnétique peut expliquer des différences importantes dans la constante d'échange interfaciale. Dans un second chapitre, le transport tunnel dans les jonctions magnétiques planaires sera évoqué avec un intérêt tout particulier et novateur pour la corrélation entre distributions d'aimantations dans les électrodes magnétiques et propriétés de transport. Dans cette thématique globale, plusieurs axes de recherche ont été menés de front : - la mise au point de la croissance de barrières tunnel alternatives de faible hauteur de barrière (inférieure à 1eV). - le développement de méthodes alternatives d'analyse de jonctions tunnel. - la corrélation entre structures en domaines et transport tunnel polarisé en spin. - les jonctions tunnel épitaxiées : effet de structure de bandes et forte magnétorésistance, étude du couplage antiferromagnétique induit par effet tunnel d'électrons polarisés en spin. Dans un troisième chapitre, l'utilisation des propriétés du transport tunnel dans les jonctions magnétiques planaires et l'utilisation de couches minces antiferromagnétiques pour des applications seront exposées. Dans cette thématique globale, plusieurs axes de recherche se dégagent : - la jonction tunnel magnétorésistive à réponse magnétique hystérétique comme magnétomètre bidimensionnel. - la bicouche couche antiferromagnétique/couche ferromagnétique comme système sensible pour la détection de champs magnétiques. - la configuration d'aimantations croisées avec une aimantation perpendiculaire au plan des couches d'une jonction tunnel comme élément sensible et linéaire à la détection de forts champs magnétiques. Dans un quatrième chapitre, le transport électronique dépendant du spin dans des structures métalliques à barrières multiples sera plus largement présenté. L'intérêt fondamental de ces multicouches hybrides est l'étude du comportement des électrons chauds lors de la traversée du dispositif. Cette activité a été développée tant du point de vue expérimental que théorique sur la base d'une modélisation du transport tunnel polarisé en spin dans l'approche des électrons libres. En guise de conclusion du chapitre, un dispositif est proposé comme projet de recherche à court terme combinant toute l'expertise acquise dans les chapitres 2, 3 et 4.

Les demi-métaux, du fait de leur forte polarisation en spin jouent un rôle clef dans l'électronique de spin. Nous avons choisi d'étudier l'un d'eux : le manganite La0.7Sr0.3MnO3 (LSMO). Nous avons étudié les propriétés de transport dépendant du spin dans des hétérostructures à base de couches épitaxiales de LSMO. Il était ainsi requis d'étudier aussi l'épitaxie, la relaxation des contraintes et les modification de l'anisotropie magnétique du LSMO sous contraintes. L'étude des propriétés de magnétotransport de jonctions formées à partir de superréseaux de LSMO/SrTiO3 (STO) et à partir de tricouches de LSMO/STO/Co0.88Fe0.12 a montré des dépendances thermiques rapides des effets magnétorésistifs en température. Ces effets étant liés au magnétisme de surface du LSMO, nous avons donc effectué des mesures de magnétisme et de stoechiométrie en oxygène spatialement résolues à l'échelle du nanomètre en utilisant la réflectométrie de neutrons polarisés et la réflectivité X.