Mon travail de thèse a porté sur deux sujets distincts : (i) l’application de la DNP-RMN pour les matériaux hybrides et inorganiques et (ii) le développement de méthodes RMN avancées pour sonder la structure des solides à l’échelle atomique. Dans le domaine de la DNP RMN, nous avons cherché à démontrer comment le gain en sensibilité DNP peut fournir des informations nouvelles sur la structure des matériaux. Nous avons notamment proposé un protocole DNP sans solvant. Nous avons aussi montré que la DNP est faisable pour des nanoparticules dispersées dans une solution gelée contenant des radicaux exogènes. Nous avons mis en évidence la complémentarité entre la DNP avec polarisation croisée ou polarisation directe. En outre, nous avons démontré que le gain en sensibilité DNP permet de sonder (i) les proximités 27Al-27Al au voisinage de la surface de l’alumine mésoporeuse et (ii) les proximitiés 27Al-13C dans un solide hybride microporeux, le MIL-100(Al). Nous avons aussi établi que la DNP-RMN permet d’augmenter les signaux RMN des sites 13C et 29Si de silices mésoporeuses remplies de surfactants, bien que ces sites soient situés à plusieurs centaines de nanomètres des agents polarisants. Pour ces systèmes, nous avons analysé les différentes contributions au gain en sensibilité pour des expériences CP-MAS 13C et 29Si. Mon travail de thèse a aussi conduit au développement de nouvelles méthodes RMN conventionnelles, telles que (i) un découplage dipolaire ajustable permettant d’obtenir des spectres RMN 1H haute-résolution à différentes fréquences MAS et (ii) des nouvelles séquences de polarisation croisée permettant se sonder les proximités entre noyaux quadripolaires. / My PhD work focused on two topics: (i) the extension of Dynamic Nuclear Polarization (DNP) to inorganic and hybrid materials and (ii) the development of advanced NMR methods to probe the atomic-level structure of solids. In the field of DNP NMR, we aim at demonstrating how the DNP sensitivity enhancement can provide new insights into the structure of inorganic and hybrid materials. We have introduced a solvent-free DNP alternative to post-synthesis impregnation which permits fast polarization build-up. We have also shown that DNP is feasible for nanoparticles dispersed in a frozen solution containing exogenous radicals. The complementarity of DNP cross-polarization (CP) and direct polarization (DP) has been demonstrated. Furthermore, we have demonstrated that the DNP sensitivity enhancement allows probing 27Al-27Al proximities near the surface of mesoporous alumina and 27Al-13C proximities in the microporous metal organic framework MIL-100(Al). It was also shown that in the case of functionalized mesoporous silica nanoparticles loaded with surfactants, the DNP CP-MAS can be used to enhance NMR signals of 13C and 29Si nuclei located at several hundred nanometers from the polarizing agent. In addition, we have analyzed the different contributions to the sensitivity enhancement in 13C and 29Si CP-MAS experiments of functionalized mesoporous silica nanoparticles. My PhD has also led to the development of conventional NMR methods, including (i) tunable homonuclear dipolar decoupling for 1H high-resolution NMR and (ii) novel cross polarization (CP) pulse sequence to probe proximities between half-integer quadrupolar isotopes.

L’intérêt pour la modélisation et la commande des engins volants s’est accru de manière significative au cours de ces dernières années. La complexité et les possibilités des engins volants s’accroissent rapidement et la gamme des missions qu’elles doivent réaliser se développe. Cependant afin que les drones puissent atteindre ce potentiel, certains défis techniques doivent être surmontés, notamment l’étude et l’intégration de la flexibilité structurelle, la prise en compte des phénomènes aérodynamiques, et l’élaboration de stratégies de commandes adaptées. Le travail présenté s’inscrit dans ce cadre et porte spécifiquement sur deux types de drones : -Les plus légers que l’air : Application à la modélisation et commande d’un dirigeable souple. -Les plus lourds que l’air : Application à la modélisation et commande d’un quadrirotor flexible : le XSF. Nous présentons dans un premier temps un modèle global d’engins volants flexibles autonomes. On admet que ces objets volants subissent de grands déplacements et de petites déformations élastiques. Le formalisme utilisé est basé sur l’approche de Newton-Euler, approche souvent utilisée dans le cas d’objets volants rigides. Dans cette étude nous généralisons le formalisme de corps rigides existant en y incluant l’effet de la flexibilité, sans pour autant détruire la méthodologie globale, et ce au moyen d’une technique hybride lagrangienne-eulerienne. La flexibilité apparaît dans le système dynamique global par le moyen d’un nombre réduit de degrés de liberté supplémentaires issus d’une synthèse modale. Cette technique permet de faciliter par la suite l’élaboration d’algorithmes de commande et de stabilisation. Le phénomène des masses ajoutées est également pris en considération. Une méthode originale de traitement analytique de ce phénomène a été établie pour un corps flexible en grands mouvements. Elle est basée sur la notion de potentiel flexible, et sur le développement de l’énergie cinétique du fluide sous l’effet d’un mouvement global du corps flexible. Cette méthode a permis de mettre en évidence le couplage rigide-flexible dans la matrice des masses ajoutées pour un traitement global d’un dirigeable flexible. On présente aussi le modèle dynamique et aérodynamique du quadrirotor flexible XSF conçu au laboratoire IBISC et destiné à un concours interuniversitaire sur les microdrones. Une technique robuste " Backstepping " est réalisée pour la stabilisation du dirigeable flexible au voisinage d’un point cible. Et une stratégie de contrôle de PID a été proposée pour la stabilisation de l’XSF. La stratégie de commande est contrainte par l’impératif d’optimisation du rapport précision/portabilité, pour que les algorithmes développés puissent être intégrés dans l’informatique embarquée de ces engins volants. Une validation numérique est présentée à la fin du rapport. / The interest of dynamic modeling and control of the autonomous flying objects increased significantly during these last years. Complexity and capability of these flying objects are expanding rapidly now, and the range of missions their designed to support is growing. In order to fulfil this requirement, it is necessary, in one hand, to introduce the effect of the structural flexibility and the aerodynamic phenomenon in the dynamic model, and in the other hand, to build a suitable strategy of command and stabilization for these flying objects. The work is registered within this framework, and relates two types of engines: - Lighter than air vehicle: Application on the modelling and control of flexible airship. - Heavier than air vehicle: Application on the modelling and control of flexible micro-drone. We present a general model of autonomous flexible flying engine undergoing great overall motion and small elastic displacements. The formalism used is based on the Newton- Euler approach, which is frequently used for rigid flying objects. In this study we generalize the existing formalisms for rigid bodies, by including the effect of flexibility without destroying the total methodology. A modal synthesis is used. A hybrid method based on the energetic principles and Lagrange equations is presented. The phenomenon of the added masses is also taken into account. In order to integrate the fluid-structure interaction of a flexible airship, we develop an original analytical formulation of the problem using both the new notion of flexible flow potential, and the development of the kinetic energy of the air constrained by the motion and the vibration of the airship. This method allows to put in an obvious place the coupling "overall motion - flexibility" in the added mass matrix. We also present the dynamic and aerodynamic model of a flexible quadrirotor called XSF, designed in the IBISC laboratory and intended for an interuniversity competition for microdrones. A robust methodology based on the " Backstepping " control is realized to stabilize the airship around a desired position, and a PID controller is proposed to stabilise the XSF. The strategy of command is compelled by imperative to optimize the ratio precision/portability, to allow an easy insertion of the developed algorithms in the embedded electronics. A numerical validation is presented in the end of this report.

Le monde des Véhicules à Deux Roues Motorisés (VDRM) a changé considérablement,en matière de qualité et de performances. Ces véhicules ont pris une place importante dans notre vie quotidienne, que ce soit pour les déplacements ou les loisirs, ce qui a contribué à l’augmentation et à la diversité du parc. Néanmoins, la sécurité des usagers est devenue une des préoccupations des institutions routières et des organismes de recherche, vu le nombre croissant des accidents et la vulnérabilité à laquelle sont confrontés. Nos travaux de recherche s’inscrivent dans la thématique d’étude (modélisation et observation) et d’analyse de la dynamique limite des VDRM. L’objectif étant la conception des outils nécessaires à l’établissement de systèmes d’aide à la conduite, de type préventif, dédiés à renforcer la sécurité du conducteur et à améliorer sa conduite. Le principal outil est un bon dispositif de simulation, vu les contraintesrencontrées pour la réalisation en pratique des tests, tel que la sécurité du pilote, le coût, etc. C’est ainsi, qu’une synthèse de trois modèles dynamiques non linéaires, àun corps, à deux corps et à cinq corps, est proposée. Une fonction de risque, relativeà l’angle de roulis du véhicule maximal, est établie. Sa variation en fonction desparamètres inertiels et géométriques de l’ensemble véhicule et conducteur, de leursdynamiques et de l’infrastructure, a fait l’objet d’une étude approfondie. La difficultéd’implémentation de nombreux capteurs, nous a conduit à concevoir des méthodesd’observation des dynamiques importantes pour la mise en pratique des systèmesde sécurité. Pour ce faire, nous avons reconstruit les grandeurs, contribuant à la dynamique latérale, par l’application de l’observateur Proportionnel Double Intégral(P2I) sur deux cas de modèles (3DDL et 4 DDL). La dernière partie du mémoire, est consacrée aux travaux réalisés sur l’instrumentation du prototype Scooter dont dispose le laboratoire. L’analyse des données enregistrées sur piste et la validation des techniques d’observation développées y sont détaillées. / The world of Powered Two Wheeled (PTW) vehicles has changed considerably in quality and performance. These vehicles have taken an important place in our live, whether for transportation or leisure, which contributed to the increasing and diversity of their park. However, the safety of users has become a concern of road institutions and research organizations, given the increasing number of accidents and vulnerability at which they are faced. Our research fall within the thematic study of modeling, observation and dynamic limit analysis of the PTW vehicles. The main objective is to design tools needed to establish safety systems, of preventive kind, dedicated to enhance driver safety and improve his conduct. The main tool is a good device simulation, given the constraints encountered in the practical realization of tests, such as driver safety, cost, etc. For this, a synthesis of three non-linear dynamic models of one body, two bodies and five bodies, is proposed. A risk function relative to the maximum roll angle of the vehicle is established. Its variation according to the inertial and geometric parameters of the whole vehicle and driver, their dynamics and infrastructure, has been subject of extensive study. The difficulty of implementing many sensors has led us to develop methods to reconstruct the important dynamics for the implementation of safety systems. To do this, we reconstructed quantities contributing to the lateral dynamics by applying the Proportional Two Integral (P2I) observer. The last part of the manuscript is devoted to the work carried out about the instrumentationof the Scooter prototype, available at our laboratory. The analysis of the recorded data on the test track and the validation of the observers developed are detailed.

Dans les systèmes de télécommunication modernes et en particulier pour l'amplification de puissance RF, le rendement est un élément clé. Il doit être le plus élevé possible pour réduire la consommation. Afin d'augmenter le rendement global d'un amplificateur de puissance, la technique de polarisation dynamique, souvent basée sur l'association d'un amplificateur et d'un convertisseur DC/DC, est couramment employée. Les transistors de type HEMT GaN délivrent des puissances importantes tout en ayant des fréquences de fonctionnement élevées, de plus leur capacité à commuter rapidement et leurs faibles pertes résistives en font d'excellents candidats à la fois pour les applications d'amplification de puissance et de commutation à haute fréquence de découpage et haut rendement tels que les convertisseurs DC/DC utilisés dans le cadre d'une polarisation dynamique.Le premier chapitre de ce mémoire est consacré aux propriétés des transistors à base de GaN et leurs intérêts pour des applications d'amplification hyperfréquence et de commutation. Leur caractérisation et modélisation sont également abordées. Le deuxième chapitre est consacré à la conception et à la caractérisation de convertisseurs DC/DC GaN à haute vitesse de découpage pour des applications de polarisation dynamique d'amplificateurs de puissance. Le troisième chapitre aborde la conception d'amplificateurs de puissance GaN à haut rendement en bande C pour des applications de télécommunication. L'association d'un convertisseur DC/DC développé au chapitre II et d'un amplificateur GaN en bande S dans le cadre de la polarisation dynamique sera également présentée et ses effets sur l'amélioration du rendement étudiés. / High efficiency is a key element in modern telecommunication systems, especially in RF power amplifiers. Efficiency has to be as high as possible in order to reduce power consumption thus minimising working cost, maximising autonomy and improve system reliability. In order to increase global efficiency of a power amplifier, dynamic biasing, based on the association of an amplifier and a DC/DC converter, is often used. GaN HEMTs enable high RF power at high frequencies, moreover their capability to switch very quickly and their low resistive losses make them good candidates for both power amplification applications and high speed, high efficiency commutation applications, like DC/DC converters used in dynamic biasing systems. The first part of this manuscript is dedicated to GaN transistors properties and their advantages compared to other semi-conductors for commutation and RF amplification applications. Their characterisation and modelling is also discussed. The second chapter is dedicated to the design and characterisation of high speed DC/DC converters for dynamic biasing applications. The last part approaches high efficiency GaN power amplifiers design in C band for telecommunication applications. The association of a DC/DC converter, designed in chapter II, and a GaN power amplifier in S band in the context of dynamic biasing is also presented and the obtained efficiency improvement is reported.

Dans le contexte international actuel, les armées de la coalition subissent régulièrement de lourdes pertes matérielles et humaines liées à la détonation de mines antichars. Le premier objectif de ce travail de thèse est de caractériser la menace engendrée par la détonation d’une mine antichar enfouie. Pour cela, deux systèmes de mesure indépendants ont été réalisés afin de mesurer d’une part la pression générée par le passage de l’onde de choc et d’autre part l’influence de l’impact à très haute vitesse de l’amas de gravier sur une cible métallique. Après un traitement des signaux obtenus sur la base de l’équation modifiée de Friedlander, ils ont été analysés pour proposer un modèle de comportement des phénomènes observés lors de la détonation d’une mine antichar enfouie. Le second objectif est de concevoir et développer des solutions de protection plus efficaces que les solutions existantes. Pour cela, plusieurs campagnes de tests à échelle réduite ont été réalisées sur des assemblages composites/métalliques. Ainsi, nous avons pu étudier l’influence de la nature des plaques composites et métalliques et de leur positionnement sur la réponse dynamique des cibles réalisées. / In the actual international context, coalition armies regularly face heavy human and material losses due to the detonation of anti-tank mines. The first objective of this PhD work is to characterize the threat generated by the detonation of a buried anti-tank mine. To do so, two independent measurement systems have been realized in order to measure on the one hand the pressure generated by the shock wave and on the other hand, the influence of the high speed impact of the heap of gravels on a metallic target. After a signal processing based on the modified Friedlander equation, the measurements have been analysed in order to suggest a behaviour model of the phenomenon observed during the detonation of the buried anti-tank mine. The second objective is to design and develop more efficient protection solutions than the existing ones. To do so, several test campaigns at small scale were realized on composite/metallic assemblies. Thereby, we have studied the influence of the nature of the composite and metallic plates and of their positioning on the dynamic response of the realised targets.

Extr. de: Diss.--Physique--Berlin--Freie universitat, 2000. / Bibliogr. p. 157-165.

Proefschrift--Universiteit Leiden, 2005. / Bibliogr. p. 121-126.

Diss.--Sozialpsychol.--Universität Kiel, 2001. / Bibliogr. p. 181-196.

Texte remanié de: Thèse de doctorat--Géographie--Clermont-Ferrand 2, 2005. / Bibliogr. et webliogr. p. 327-348. Glossaire.

Thèse de docteur-ingénieur : Sciences et Techniques du déchet : Villeurbanne, INSA : 2001. / Thèse : 2001ISAL0071. Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p.205-225.