La réalisation d’un système holographique 3D embarqué dans un véhicule nécessite le développement d’une structure d’éclairage surfacique à géométrie planaire pour générer un faisceau cohérent, directionnel et uniforme. Ce type de système a été jusque là réalisé à base de composants optiques classiques comme des lentilles et des miroirs. L’objectif de cette thèse est de proposer une solution plus compacte grâce à l’utilisation des (nano-) technologies d’intégration pour réaliser une émission cohérente, directionnelle et uniforme sur une grande surface à 633 nm en remplaçant les composants optiques volumineux par un circuit intégré photonique.Nous présentons d’abord de manière générale les applications des composants optiques et photoniques dans le domaine automobile, puis la structure planaire intégrée que nous visons pour l’éclairage du système holographique. Nous montrons ensuite l’intérêt du développement de circuits photoniques à base de guides de nitrure de silicium pour le fonctionnement dans le domaine du visible, comme requis pour la présente application. Les travaux réalisés sur les guides d’onde en Si₃N₄ pour la propagation de la lumière à 633 nm sont alors détaillés. Dans un premier temps, nous introduisons les méthodes théoriques pour analyser les modes guidés et montrons les résultats de calcul des indices des modes 1D et 2D pour dimensionner un guide rectangulaire monomode. Enfin, nous détaillons l’étude théorique et de simulation pour définir certains composants intégrés du circuit visé, comme le diviseur 1 × N de faisceau et les guides d’onde courbes. Nous présentons alors les travaux de fabrication des guides d’ondes Si₃N₄ encapsulés dans la silice, précédemment conçus, et qui présentent une dimension autour de 250 nm × 300 nm. Nous montrons les principales étapes de fabrication en salle blanche, comprenant le dépôt des diélectriques à l’aide de la PECVD, la lithographie assistée par faisceau d’électron (EBL) et la gravure ionique réactive (RIE). Les résultats de fabrication sont évalués et analysés afin d’optimiser le procédé de fabrication. Finalement, nous présentons le banc de caractérisation des guides d’onde et les résultats des pertes optiques mesurées. Le dernier chapitre est dédié à l’étude du couplage d’un mode photonique guidé à un mode plasmonique dans un système de guides d’onde, qui consiste en une chaine de nanoparticules métalliques en Au ou en Ag déposée sur le guide d’onde rectangulaire Si₃N₄. L’état de l’art et l’étude théorique sont d’abord présentés, puis nous montrons les résultats de simulation numérique de l’efficacité de couplage en fonction des tailles des nanoparticules et de la longueur d’onde dans ce système de guides d’onde couplés. / An auto-embedded 3D holographic system requires the development of a surface lighting integrateddevice to generate a coherent, directional and uniform lighting beam. Up to now, the realization of this type ofsystem is based on the conventional optical components such as lenses and mirrors. The objective of this thesis isto propose an ultra-compact solution by using the nanotechnologies, in order to realize coherent, directional and uniform light emitting at 633 nm on a large surface in replacing the bulky optical components by a photonic integrated circuit (PIC). In the beginning of the thesis, we present the automotive applications of optics and photonics, and then introduce to the integrated planar structure, which is expected to illuminate the holographic system. We present then our interest of developing silicon nitride waveguides-based PICs, which can be operated in the visible range, as required for the mentioned application. The realized research work on the Si₃N₄ waveguides for the light propagation at 633 nm are then detailed. At first, we introduce the theoretical methods for the analysis of the guided modes and present the calculated indexes of the 1D and 2D modes, which are used to design the single-mode rectangular waveguide. At last, we present exhaustively our theoretical study and simulation work to define some targeted PICs, as the 1 × N beam splitter and the bent waveguides. Then weintroduce the fabrication of the predetermined SiO₂ cladded Si₃N₄ waveguide samples, which have a cross-section size about 250 nm × 300 nm. We present main processes of the fabrication in cleanroom, including the deposition of the dielectric layers by using PECVD, the electron beam lithography (EBL) and the reactive ionicetching (RIE). The fabrication of waveguides has been evaluated and analyzed, in order to optimize the fabrication process. Finally, we present the waveguide’s characterization set-up and the measurement results ofthe optical losses. The last chapter of the thesis is dedicated to the study of the coupling effect from a guidedphotonic mode to a plasmonic mode supported by a guiding structure, which consists of a metallic nanoparticle(Au or Ag) chain deposited on top of the Si₃N₄ rectangular waveguide. The state of the art and the theoretical study are firstly introduced. Then we present the numerical simulation results of the coupling efficiency as a function of nanoparticle’s sizes and operation wavelength in this photonic-plasmonic coupled waveguide system.

Pendant près d’un siècle, la France construit une politique de la vieillesse résultant de la progressive mise sur l’agenda politique de la question du vieillissement de la population dont la prise en charge se tournera récemment vers la problématique de sa prévention dans l'objectif d’un « vieillissement actif », en santé et/ou d’un « bien-vieillir ». Dans cette perspective, nourrie des avancées scientifiques et des transformations sociales, la prévention du vieillissement va intégrer dans les différents textes et dispositifs les activités physiques et sportives (APS) comme outil fondamental. On observe ainsi au détour des années 2000 en France, l’inscription des APS au sein des politiques publiques de prévention. Notre travail se propose de tracer la place des APS dans les différents textes de politique de la vieillesse au niveau international et national pour comprendre quand, comment et pourquoi celles-ci apparaissent incontournables. Nous plaçons aussi la focale sur les différents dispositifs de prévention du vieillissement mobilisant les APS aux différentes échelles des politiques publiques en France. Nous mettons alors au jour la présence d’une multitude d’acteurs publics et privés issus de secteurs d’activités différents et une forte fragmentation des dispositifs ainsi qu’une pluralité de modèles d’interventions dont les formes de coordination restent partielles. / For nearly a century, France has been gradually building its policy on ageing, as the topic took a larger and larger part in the political agenda. It has recently concentrated on prevention, to aim for active ageing, healthy ageing or ageing well. As a result, in a backdrop of scientific progress and social transformations, sports and physical activities have become the main tool of ageing prevention strategies.It was in the 2000’s that sports and physical activities became fully part of the French public policy for prevention. Our research is especially concerned with the international and national ageing policies, which use sports and physical activities as a privileged tool to keep seniors healthy. The aim is to understand when, how and why sports and physical activities became the cornerstone of these policies.We will also focus on the various schemes which rely on sports and physical activities and which are currently implemented across the country at each level of public policy making.We will show that there are a huge number of private and public actors, with all kinds of expertise, who take part in these schemes. The programmes of action are numerous and varied, but appear fragmented and sometimes lacking in coordination.

Cette recherche menée au sein de l’organisation GRDF rassemble à la fois l’instrumentation numérique à vocation sociotechnique et l’Intelligence Collective afin d’interroger la capacité de construction de l’organisation par ses membres à travers une notion présentée : l’ « eXpérience Organisation ». Ces transformations de l’entreprise répondent à des tendances dans le secteur énergétique (transition écologique) et à des attentes des salariés de l’entreprise.Après avoir présenté l’hybridité de l’organisation étudiée et son inscription dans la « Société de l’Information », l’accent est mis sur des objets scientifiques questionnés par les Sciences de l’Information et de la Communication : la connaissance, les dispositifs sociotechniques et l’Intelligence Collective. Fruits d’une observation participante, deux cas pratiques issus du terrain GRDF sont exposés et analysés tout au long de ce travail de recherche : la co-construction d’un dispositif sociotechnique (le projet Tuilage) et l’émergence d’une Intelligence Collective autour du système d’information de GRDF avec la communauté Hack@demy. Complémentaires, ces deux projets interrogent l’organisation sous le prisme info-communicationnel. Ils mettent en exergue l’évolution de l’organisation. / This research conducted within the national gas distributor in France GRDF combines sociotechnical and Collective Intelligence in order to question the company’s ability to be self-constructed by its employees trought the concept of organizational experience. These corporate’s transformations respond to trends in the energy sector (ecological transition) and to the employees’ expectations. The organization tends towards a so call meta-organization.After presenting the hybridity of the studied organization, its inscription in the "Information Society", the emphasis is placed on Information and Communication Sciences’ objects: knowledge, sociotechnical devices and Collective Intelligence. Resulting of a participant observation, two cases studies from GRDF are presented and studied throughout this research: the co-construction of a sociotechnical system (project Tuilage) and the emergence of a Collective Intelligence, Hack@demy, inside the information system of the company. Complementary, these two projects use an info-communicational approach to highlight the evolution of the company

Reproduire les fonctionnalités du cerveau représente un défi majeur dans le domaine des technologies de l’information et de la communication. Plus particulièrement, l’ingénierie neuromorphique, qui vise à implémenter au niveau matériel les propriétés de traitement de l’information du cerveau, apparait une direction de recherche prometteuse. Parmi les différentes stratégies poursuivies dans ce domaine, la proposition de composant memristif a permis d’envisager la réalisation des fonctionnalités des synapses et de répondre potentiellement aux problématiques d’intégration. Dans cette dissertation, nous présenterons comment les fonctionnalités synaptiques avancées peuvent être réalisées à partir de composants mémoires memristifs. Nous présentons une revue de l’état de l’art dans le domaine de l’ingénierie neuromorphique. En nous intéressant à la physique des composants mémoires filamentaires de type cellules électrochimiques, nous démontrons comment les processus de mémoire à court terme et de mémoire à long terme présents dans les synapses biologiques peuvent être réalisés en contrôlant la croissance de filaments de type dendritiques. Ensuite nous implémentons dans ces composants une fonctionnalité synaptique basée sur la corrélation temporelle entre les signaux provenant des neurones d’entrée et de sortie. Ces deux approches sont ensuite analysées à partir d’un modèle inspiré de la biologie permettant de mettre l’accent sur l’analogie entre synapses biologiques et composants mémoires filamentaires. Finalement, à partir de cette approche de modélisation, nous évaluons les potentialités de ces composants mémoires pour la réalisation de fonctions neuromorphiques concrètes. / Replicating the computational functionalities of the brain remains one of the biggest challenges for the future of information and communication technologies. In this context, neuromorphic engineering appears a very promising direction. In this context memristive devices have been recently proposed for the implementation of synaptic functions, offering the required features and integration potentiality in a single component. In this dissertation, we present how advanced synaptic features can be implemented in memristive nanodevices. By exploiting the physical properties of filamentary switching, we successfully implemented a non-Hebbian plasticity form corresponding to the synaptic adaptation. We demonstrate that complex filament shape, such as dendritic paths of variable density and width, can reproduce short- and long- term processes observed in biological synapses and can be conveniently controlled by achieving a flexible way to program the device memory state and the relative state volatility. Then, we show that filamentary switching can be additionally controlled to reproduce a Hebbian plasticity form that corresponds to an increase of the synaptic weight when time correlation between pre- and post-neuron firing is experienced at the synaptic connection. We interpreted our results in the framework of a phenomenological model developed for biological synapses. Finally, we exploit this model to investigate how spike-based systems can be realized for memory and computing applications. These results pave the way for future engineering of neuromorphic computing systems, where complex behaviors of memristive physics can be exploited.

L’époque contemporaine se caractérise par une omniprésence de la technique, qui soulève des inquiétudes croissantes. Ce constat a conduit nombre de chercheurs à interroger les relations que la technique et la société entretiennent. Dans le sillage de ce questionnement, cette recherche vise à examiner en quoi les techniques sont parties prenantes des changements anthropiques à l’oeuvre, qu’ils soient d’ordre social, politique, culturel, religieux, environnemental, législatif. Pour ce faire, cette thèse étudie, à partir d’une approche ethnographique, les modalités d'existence de dispositifs urbains d’assainissement dans le cadre du Ganga Action Plan, lequel vise la dépollution du Gange. Ces modalités d’existence sont analysées à partir des chroniques des projets urbains se déroulant dans deux villes indiennes, Kanpur et Varanasi, et des controverses suscitées par leur mise en œuvre. Cette thèse démontre que les objets techniques et les activités qui leur sont liées, tout en confortant des règles déjà en place, en instituent de nouvelles, ce qui ne va pas sans susciter des résistances tant d’ordre social que politique. / The omnipresence of technology in the modern world is a source of growing concern and has led researchers to explore the relationship between technique and society. In the wake of this question research seeks to examine the ways in which technology is involved in on-going anthropogenic changes, whether they be of a social, political, cultural, religious, environmental or legislative nature. To this end, and using an ethnographic approach, this thesis studies the modalities of existence in urban water sanitation devices during the Ganga Action Plan’s program aimed at depolluting the river. These modalities of existence are analysed through the chronicles of urban projects taking place in two Indian towns, Kanpur and Varanasi, and controversies aroused by their implementation. This thesis demonstrates that technical objects and their associated activities, whilst following existing rules, also create new ones, which can provoke resistance of both social and political order.

Les travaux présentés dans ce mémoire s'inscrivent dans la thématique du Transport d'Energie Sans Fil (TESF). Cette étude a pour objectif l'optimisation de la partie réception du système de TESF où s'opère le redressement de l'énergie micro-onde en énergie continue. Ce processus complexe de nature non-linéaire est délicat à appréhender aussi bien en théorie qu'en pratique. Ainsi, une optimisation ne sera concevable que si l'on maîtrise d'un point de vue conceptuel, expérimental et technologique, la mise en oeuvre d'une radiopile. Ceci a motivé la démarche de mise en place d'une méthodologie de synthèse de radiopile bornée à un domaine de fonctionnement. La démarche choisie consiste, partant de données expérimentales, à établir une modélisation simple et précise des différents éléments constituant la radiopile afin d'optimiser efficacement le système complet à l'aide d'un environnement de simulation unique

Le dimensionnement par optimisation est aujourd'hui d'un intérêt majeur, car il fournit un moyen fiable et rapide en vue de déterminer les performances souhaitées de dispositifs, tout en minimisant une fonction de coût. Nous sommes particulièrement intéressés par l'optimisation sous contraintes basée sur le calcul de gradients. Ces algorithmes nécessitent des valeurs précises des dérivées de la fonction objectif et des performances à contraindre. Evaluer ces dérivées exactes se révèle comme une tâche complexe et très laborieuse, vu que les fonctions de performances et de coûts sont souvent évaluées à partir d'algorithmes numériques complexes. La Dérivation Automatique est une technique efficace pour calculer les dérivées des fonctions décrites au moyen de programmes informatiques dans des langages de programmation de haut niveau tel que Fortran, C ou C + +. Cette technique s'utilise parfaitement pour l'optimisation avec des algorithmes basés sur le calcul de gradients, étant donné que les dérivées sont évaluées sans aucune erreur de troncature ou d'annulation. Ce travail emploie la Dérivation Automatique pour calculer les gradients de programmes de calcul des modèles de dispositifs électromagnétiques.

Ce document résume dix années de recherche dans le domaines des antennes pour petits objects communicants ainsi que les techniques de caractérisation associées.

Dans la recherche de solutions innovantes assurant la pérennité de la micro-électronique sur silicium, qui devra faire face, dans quelques années, à des limites, tant technologiques que théoriques, les dispositifs à blocage de Coulomb à semi-conducteur ont su dévoiler des atouts plus que prometteurs. Ainsi, ces composants d'avant-garde, basés sur le caractère quantique de la charge électrique, offrent une alternative possible aux circuits CMOS, tout en restant compatibles avec les technologies actuelles. Parallèlement à leur mise au point, une étude théorique se révèle donc de première importance afin de prédire et comprendre le fonctionnement de ces dispositifs de nouvelle génération. Tel est l'objet de ce mémoire consacré à l'étude des boîtes quantiques en silicium dans le cadre d'une utilisation de type "blocage de Coulomb". Après un exposé de l'état de l'art, tant théorique qu'expérimental, en matière de composants à blocage de Coulomb, le présent travail se concentre d'abord sur l'étude des boîtes quantiques semi-conductrices (polarisées ou non) entourées d'oxyde en développant une série de modèles visant à décrire leur structure électronique. En particulier, la mise en oeuvre d'un modèle unidimensionnel capable de décrire des boîtes quantiques à symétrie sphérique se révèle très avantageux d'un point de vue du temps de calcul. Les limites de l'approximation de la masse effective, clé de voûte des modèles présentés sont, en outre, évaluées à l'aide d'une description moléculaire des nanocristaux de silicium en utilisant la méthode des combinaisons linéaires d'orbitales atomiques. La deuxième partie de ce travail de thèse est plus spécifiquement axée sur le transport des électrons par effet tunnel dans le cadre du blocage de Coulomb. La description des mécanismes de transfert de charges est basée sur le concept d'hamiltonien de transfert tunnel dont l'application au cas des composants à blocage de Coulomb métalliques et semi-conducteurs (plus particulièrement à des structures du type Métal-Isolant-Métal-Isolant-Métal ou Métal-Isolant-Boîte Silicium-Isolant-Métal) a permis la mise au point d'un simulateur reposant uniquement sur la connaissance des paramètres physiques fondamentaux du système.

Depuis la fin de ma thèse, mes travaux de recherche se sont orientés vers la modélisation, la conception et la caractérisation de dispositifs passifs hyperfréquences accordables. L'accordabilité pouvant être envisagée aussi bien par du contrôle optique sur substrat silicium haute résistivité, que par des varactors intégrés ou reportés, ou bien encore par des capacités MIM ferromagnétiques. Ces activités sont à la fois liées au domaine de la modélisation électrique et électromagnétique de filtres et d'adaptateurs d'impédances accordables ainsi qu'au domaine des techniques de mesures sensibles hyperfréquences sur silicium. Je résumerai donc ces recherches qui s'appuient sur les travaux des doctorants et stagiaires que j'ai encadrés depuis une dizaine d'années.