Résumé: Dans le cadre de sa « Stratégie d'exploration globale » établie en 2009, l'Agence spatiale canadienne désire caractériser la répartition du minéral ilménite, un oxyde de fer et titane (FeTiO3). Ce minéral est considéré comme une ressource clé, puisque l'oxygène qu'il contient peut être extrait et pourrait servir à la fois de carburant et de matière première à l'établissement d'humains sur la Lune. La cartographie de l'ilménite n'a pas été réalisée à ce jour en raison de l'absence de données dans les longueurs d'ondes de l'ultraviolet et/ou de données hyperspectrales. L'objectif du projet est de cartographier l'ilménite lunaire pour les régions de Mare Australe et de la Mare Ingenii là où sont disponibles les récentes données ultraviolets du capteur Wide Angle Camera (WAC) de Lunar Reconnaissance Orbiter. Pour ce faire, les données du capteur WAC sont intégrées aux données des capteurs UVVIS/NIR de Clementine, généralement utilisées. L'abondance en ilménite est modélisée à l'aide de la théorie du transfert radiatif de Hapke et limitée par le contenu maximal en ilménite calculé à partir des cartes de FeO et Ti02, celles-ci étant dérivées des données des capteurs UV VIS/NIR de Clementine. L'abondance en ilménite est modélisée pour les pixels offrant le meilleur rapport signal/bruit, soit 0,47 % de la région de la Mare Australe et 1,62 % la région de la Mare Ingenii, puis interpolée par krigeage. L'abondance en ilménite modélisée est de 0 à 11,01 % pour la région de la Mare Australe et de 0 à 6,01 % pour la région de la Mare Ingenii. La précision (RMSE) est de t- 2,87 % pour les pixels modélisés. La précision (RMSE) est de ± 3,55 et de ± 3,25 % pour les pixels interpolés de la région de la Mare Australe et la région de la Mare Ingenii respectivement. Pour la première fois, les données de l'ultraviolet sont intégrées aux données du visible au proche infrarouge et un contenu maximal en ilménite est utilisé. Cela permet de cartographier l'ilménite avec précision; la corrélation entre l'abondance en ilménite modélisée et l'abondance réelle en ilménite contenue dans les échantillons lunaires utilisés pour valider le modèle est de 0,88.||Abstract: According to its " Global Exploration Strategy " established in 2009, the Canadian Space Agency wants to map the distribution of ilmenite, an iron and titanium oxide mineral (FeTiO[subscript 3]), on the Moon. Ilmenite is considered a key mineral, because the oxygen it contains can be extracted and could be used for life support and as a propellant in the perspective of human exploration of the Moon. No ilmenite map actually exists because ultraviolet (UV) and/or hyperspectral data necessary for its identification were not available. The objective of this study is to map ilmenite distribution on the Moon, over Mare Australe and Mare Ingenii regions, where recent UV data from the Wide Angle Camera (WAC) onboard Lunar Reconnaissance Orbiter has been released. To do so, we integrate WAC UV data to the widely used Clementine UVVIS/NIR cameras (UV, visible and near-infrared) data. We model ilmenite abundance using Hapke radiative transfer theory and the maximum ilmenite abundance we calculate based on available UVVIS/NIR FeO and TiO[subscript 2] maps. We model ilmenite abundance only for pixel having a high signal-to-noise ratio (0.47 % of Mare Australe region and 1.62 % of Mare Ingenii region) and interpolate the results by kriging. We find that the modeled ilmenite abundances range between 0 and 11.01 % for Mare Australe regions, and between 0 and 6.01 % for Mare Ingenii region. The root mean square error (RMSE) is +/- 2.87 % of ilmenite for the modeled pixels. The root mean square error (RMSE) is +/- 3.55 and +/- 3.25 % of ilmenite for the interpolated values in Mare Australe and Mare Ingenii regions respectively. For the first time, UV data have been integrated to visible and near-infrared data, and a maximum ilmenite content has been used as a constraint in the radiative transfer model. This enable's to obtain an enhanced precision of ilmenite abundances; the correlation between modeled and real ilmenite abundances from Apollo samples used to validate the model is 0,88. [Symboles non conformes]

Nous nous intéressons, dans le cadre de cette recherche, à l’accès à l’internet des personnes malvoyantes. Plusieurs types d’outils destinés à ce public sont disponibles sur le marché, comme les lecteurs et les agrandisseurs d’écran, en fonction de l’acuité visuelle de la personne. Bien que ces outils soient utiles et régulièrement utilisés, les malvoyants (ainsi que les aveugles) évoquent souvent leur aspect frustrant. Plusieurs raisons sont citées, comme le manque d’organisation spatiale du contenu lu avec les lecteurs d’écran ou le fait de ne solliciter qu’un seul sens. La présente recherche consiste à adapter pour les malvoyants un système en développement le TactoWeb (Petit, 2013) qui permet une exploration audio-tactile du Web. TactoWeb a été conçu pour les handicapés ayant une cécité complète et n’offre donc aucune propriété visuelle. Nous proposons ici une adaptation du système pour les handicapés n’ayant qu’une déficience visuelle partielle. Nous espérons fournir à cette population des outils performants qui leur permettront de naviguer sur l’internet de façon efficace et agréable. En effet, grâce à une exploration non-linéaire (qui devrait améliorer l’orientation spatiale) et une interface multimodale (qui sollicite la vue, l’ouïe et le toucher), nous pensons réduire fortement le sentiment de frustration qu’évoquent les malvoyants. Nous avons posé l’hypothèse qu’une exploration non-linéaire et trimodale d’un site internet avec TactoColor est plus satisfaisante et efficace qu’une exploration non-linéaire bimodale avec TactoWeb (sans retour visuel). TactoColor a été adapté pour les malvoyants en ajoutant des indices visuels traduisant les composantes de la page (liens, menus, boutons) qui devraient rendre l’exploration plus aisée. Pour vérifier notre hypothèse, les deux versions du logiciel ont été évaluées par des malvoyants. Ainsi, les participants ont commencé soit avec TactoWeb, soit avec TactoColor afin de ne pas favoriser une des versions. La qualité de la navigation, son efficacité et son efficience ont été analysées en se basant sur le temps nécessaire à l’accomplissement d’une tâche, ainsi que la facilité ou la difficulté évoquée par le participant. Aussi, à la fin de chaque session, nous avons demandé leur avis aux participants, grâce à un questionnaire d’évaluation, ce qui nous a permis d’avoir leur retour sur notre logiciel après leur brève expérience. Tous ces relevés nous ont permis de déterminer que l’ajout des couleurs entraine une exploration plus rapide des pages web et une meilleure orientation spatiale. Par contre les performances très différentes des participants ne permettent pas de dire si la présence des couleurs facilite la complétion des tâches. / For this research we wanted to focus on how we could improve the satisfaction of visually impaired people when surfing the internet. Many applications are being developed and used to help the disabled on the web, but almost all of them are criticized. Two of the main complaints are that you can only use one of your senses to interact with them and that it is very difficult to figure out how a page is organized. As Human Beings, we are used to use at least two senses at a time, for example you cannot help smelling and seeing. Thus, being forced to depend only on your hearing is very frustrating. This research wants to adapt, for visually impaired people, a new software, TactoWeb which allows an audio-tactile exploration of the web. As TactoWeb was conceived for blind people, there is no visual element. TactoWeb is a nonlinear screen reader designed to read the elements depending on where they are on the page. By answering the principal needs mentioned by blind people, TactoWeb could be an excellent product. Therefore, our hypothesis is that a nonlinear and tri-modal exploration of a web site is more efficient and satisfying than a bimodal. As many people are first visually impaired before being completely blind, we worked on a version, TactoColor, which would suit their special needs. We added visual elements (links, menu, button) that should make any exploration easier. We asked two groups of visually impaired to test both programs, one starting with TactoWeb and the others with TactoColor, in order not to favor any version. We analyzed the quality of the exploration, its efficacy and efficiency by looking at how long the participants took to fulfill their task and whether or not they found it easy. Thanks to these data, we were able to determine that participants completed their tasks faster. The exploration was also easier thanks to the colors which helped them understand the organization of the elements of the page. However, it is difficult to say if the colors make completion easier because the participant’s results are too different.

La spectrométrie de masse joue un rôle clef dans l’exploration spatiale, notamment dans la caractérisation de la matière organique présente sur de nombreux objets du Système Solaire. Dans ce manuscrit, l’accent est particulièrement mis sur Titan, présentant une chimie organique complexe initiée dans son ionosphère et se répercutant jusqu’à sa surface. Les spectromètres de masse embarqués à bord de la mission Cassini-Huygens ont permis de nombreuses détections de composés organiques. Cependant, les limites instrumentales d’un point de vue analytique poussent la communauté scientifique à se pencher sur de nouvelles techniques de spectrométrie de masse dites à haute résolution (HRMS).Mon travail de thèse s’est inscrit dans le développement d’un nouveau type d’analyseur en masse basé sur la technologie Orbitrap, instrumentation HRMS de laboratoire, pour une application spatiale. Ce projet se nomme CosmOrbitrap. L’objectif s’est ainsi concentré sur les possibilités d’analyse de la matière organique avec une configuration instrumentale simple et compacte couplant directement l’analyseur CosmOrbitrap à une ionisation par ablation laser (LAb-CosmOrbitrap), dans un contexte de future mission spatiale. L’identification univoque de composés organiques purs ou formant des mélanges complexes, la démonstration des performances en termes de résolution, de précision en masse et d’étude des rapports isotopiques mais également l’influence de la pression sur la résolution en masse obtenue sur des composés organiques sont détaillées dans ce manuscrit. L’analyse de la matière brute d’analogues d’aérosols de Titan synthétisés en laboratoire (tholins) montre un cas d’étude concret sur les capacités du LAb-CosmOrbitrap à permettre une analyse chimique profonde des échantillons représentatifs d’un environnement d’intérêt exobiologique. / Mass spectrometry is a key tool in space exploration, for the analysis of organic matter of many Solar System bodies. In this dissertation, we mainly focus on Titan. This amazing object in the Solar System shows a very rich organic chemistry from the ionosphere to the surface. Mass spectrometers aboard the Cassini-Huygens spacecraft have allowed the detection of many organic compounds. However, instrumental limits in terms of analytical performances lead scientists to develop new high resolution mass spectrometry techniques (HRMS).My PhD is rooted to the development of a new high resolution mass analyzer based on the Orbitrap technology, for a space application. This project is named CosmOrbitrap. The efficiency of a simple and compact instrumental version of CosmOrbitrap coupled with a laser ablation ionization process (LAb-CosmOrbitrap) is demonstrated on organic matter analyses in the framework of a future space mission. Univocal identification of pure organics compounds and complex organic mixtures, analytical performances such as mass resolving power, mass accuracy and isotopic abundances determination as well as the impact of the pressure on the mass resolution of organics are part of this dissertation. The study of laboratory analogs of Titan aerosols (named tholins) shows capabilities of the LAb-CosmOrbitrap to provide a deep chemical analysis of exobiological environment.

La spécificité de cette recherche réside dans sa réalisation par la validation des acquis de l'expérience professionnelle (VAE), en simultanée avec le développement des approches en vue de la patrimonialisation des sites technologiques liés à l'exploration spatiale, conduits par l’auteure au titre de ses fonctions à l'UNESCO, en tant que le responsable de l'Initiative thématique « Astronomie et patrimoine mondial». Cette recherche retrace et analyse les enjeux de la patrimonialisation des sites liés à l'exploration spatiale sous un prisme d'une obligatoire corrélation entre le patrimoine terrestre de l'Espace et le patrimoine extra-atmosphérique.La patrimonialisation des sites technologiques liés à l'exploration spatiale est une étape charnière d'un processus de reconnaissance du patrimoine de l'Espace. Cette recherche positionne deux contextes. L'un est lié à la mise en place d'un instrument normatif international qui délimite le périmètre du patrimoine mondial appartenant à l'Humanité tout entière. L'autre est celui lié au commencement de l'Ère Spatiale et à l'exploration de l'Espace. Ce dernier donne naissance à des sites qu'illustrent une exceptionnelle prouesse technologique et le génie créateur humain. La patrimonialisation de ces sites est étudiée dans une approche de création de passerelles entre les deux contextes susmentionnés qui se sont développés parallèlement, sans jamais se croiser. Ce travail de restitution contextuelle s’appuie sur les témoignages des personnes clefs qui ont contribués à la mise en oeuvre de la Convention du patrimoine mondial, et notamment à l'avancement de la reconnaissance des valeurs associées à la science. La problématique de cette recherche s'inscrit dans le cadre des études interdisciplinaires dans le domaine de science, technologie, patrimoine et logiques de participation. Ce projet constitue un apport aux axes de recherches du Laboratoire HT2S Histoire des Technosciences en Société du Conservatoire National des Arts et Métiers (CNAM). / The specificity of this research resides in its realisation by the validation of the acquired professional experience (VAE), simultaneously with the development of the approaches for the patrimonialisation of the technological sites related to space exploration, led by the author in her role at UNESCO as responsible for the Thematic Initiative "Astronomy and World Heritage". This research retraces and analyses the implementation of the issues of patrimonialisation of heritage-related sites linked to space exploration under the prism of an obligatory correlation between space heritage on Earth and outer-space heritage.The patrimonialisation of technological sites related to space exploration is a milestone in the process of recognition of space heritage. This research positions two contexts. One is linked to the establishment of an international normative instrument that delimits the World Heritage perimeter belonging to the whole of Humanity. The other is the one related to the beginning of the Space Age and space exploration. The latter gives rise to sites that illustrate an exceptional technological feat and human creative genius. The patrimonialisation of these sites is studied with an approach to create bridges between the two aforementioned contexts that have developed in parallel, without ever crossing. This work of contextual restitution is based on the testimony of key persons who contributed to the implementation of the World Heritage Convention, and in particular to the advancement of the recognition of the values associated with science. The research problem is part of the interdisciplinary studies in the field of science, technology, heritage and logics of participation. This project is a contribution to the research themes of the HT2S Laboratory on History of Technosciences in Society of the National Conservatory of Arts and Crafts (CNAM).

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Les challenges posés par les missions d’exploration du système solaire sont très différents de ceux de la Station Spatiale Internationale, puisque les distances sont beaucoup plus importantes, limitant la possibilité de ravitaillements réguliers. Les systèmes support-vie basés sur des plantes supérieures et des micro-organismes, comme le projet de l’Agence Spatiale Européenne (ESA) MELiSSA (Micro Ecological Life Support System Alternative) permettront aux équipages d’être autonomes en termes de production de nourriture, revitalisation de l’air et de recyclage d’eau, tout en fermant les cycles de l’eau, de l’oxygène, de l’azote et du carbone, pendant les missions longue durée, et deviendront donc essentiels.La croissance et le développement des plantes et autres organismes biologiques sont fortement influencés par les conditions environnementales (par exemple la gravité, la pression, la température, l’humidité relative, les pressions partielles en O2 et CO2). Pour prédire la croissance des plantes dans ces conditions non-standard, il est crucial de développer des modèles de croissance mécanistiques, permettant une étude multi-échelle des différents phénomènes, ainsi que d’acquérir une compréhension approfondie de tous les processus impliqués dans le développement des plantes en environnement de gravité réduite et d’identifier les lacunes de connaissance.En particulier, les échanges gazeux à la surface de la feuille sont altérés en gravité réduite, ce qui pourrait diminuer la croissance des plantes dans l’espace. Ainsi, nous avons étudié les relations complexes entre convection forcée, niveau de gravité et production de biomasse et avons trouvé que l’inclusion de la gravité comme paramètre dans les modèles d’échanges gazeux des plantes nécessite une description précise des transferts de matière et d’énergie dans la couche limite. Nous avons ajouté un bilan d’énergie au bilan de masse du modèle de croissance de plante déjà existant et cela a ajouté des variations temporelles sur la température de surface des feuilles.Cette variable peut être mesurée à l’aide de caméras infra-rouges et nous avons réalisé une expérience en vol parabolique et cela nous a permis de valider des modèles de transferts gazeux locaux en 0g et 2g, sans ventilation.Enfin, le transport de sève, la croissance racinaire et la sénescence des feuilles doivent être étudiés en conditions de gravité réduite. Cela permettrait de lier notre modèle d’échanges gazeux à la morphologie des plantes et aux allocations de ressources dans une plante et ainsi arriver à un modèle mécanistique complet de la croissance des plantes en environnement de gravité réduite. / Challenges triggered by human space exploration of the solar system are different from those of the International Space Station because distances and time frames are of a different scale, preventing frequent resupplies. Bioregenerative life-support systems based on higher plants and microorganisms, such as the ESA Micro-Ecological Life Support System Alternative (MELiSSA) project will enable crews to be autonomous in food production, air revitalization, and water recycling, while closing cycles for water, oxygen, nitrogen, and carbon, during long-duration missions and will thus become necessary.The growth and development of higher plants and other biological organisms are strongly influenced by environmental conditions (e.g. gravity, pressure, temperature, relative humidity, partial pressure of O2 or CO2). To predict plant growth in these non-standard conditions, it is crucial to develop mechanistic models of plant growth, enabling multi-scale study of different phenomena, as well as gaining thorough understanding on all processes involved in plant development in low gravity environment and identifying knowledge gaps.Especially gas exchanges at the leaf surface are altered in reduced gravity, which could reduce plant growth in space. Thus, we studied the intricate relationships between forced convection, gravity levels and biomass production and found that the inclusion of gravity as a parameter in plant gas exchanges models requires accurate mass and heat transfer descriptions in the boundary layer. We introduced an energy coupling to the already existing mass balance model of plant growth and this introduced time-dependent variations of the leaf surface temperature.This variable can be measured using infra-red cameras and we implemented a parabolic flight experiment, which enabled us to validate local gas transfer models in 0g and 2g without ventilation.Finally, sap transport needs to be studied in reduced gravity environments, along with root absorption and leaf senescence. This would enable to link our gas exchanges model to plant morphology and resources allocations, and achieve a complete mechanistic model of plant growth in low gravity environments.