Ce travail porte sur l'étude des étapes initiales du dépôt de couches atomiques de ZnO (ALD) sur une surface (100) de In0,57Ga0,43As, par l'utilisation de techniques de caractérisation in situ (rayonnement synchrotron). En raison de la grande mobilité des électrons, le semi-conducteur III-V InGaAs est un matériau potentiel pour remplacer le canal de Silicium dans les transistors à effet de champ (MOSFET). Afin de diminuer la hauteur de la barrière Schottky et la résistance de contact, une couche ultra-mince (tunnel) de ZnO peut être insérée entre le métal et le semiconducteur InGaAs. Au cours de ces dernières années, la technique ALD, compatible avec les spécifications de l'industrie et basée sur des réactions chimiques de surface auto-limitantes, est utilisée pour la fabrication de films minces conformes et homogènes avec un contrôle sub-nanométrique de l’épaisseur. Cependant, le comportement au cours de la croissance diffère fortement en fonction de la surface du substrat. Ainsi, l'étude des premières étapes ALD est particulièrement intéressante afin d’améliorer la compréhension des mécanismes de croissance en vue de la création de films ultra-minces.Pour ce faire, nous avons développé et mis à niveau un réacteur thermique ALD (MOON) dédié. Il peut être installé sur des lignes de lumière synchrotron afin d’étudier la croissance des matériaux in situ avec des techniques telles que la fluorescence X, l’absorption X, la spectroscopie des rayons X ainsi que la diffraction X en incidence rasante. De plus, des techniques optiques de caractérisation in situ peuvent être utilisées en laboratoire ou couplées en milieu synchrotron. Les expériences au synchrotron ont été réalisées sur les lignes de lumière SIRIUS (SOLEIL, Saint-Aubin (France)) et ID3 (ESRF, Grenoble (France)).Nous montrons que dans sa phase initiale, la croissance ALD de ZnO est inhibée par le substrat (100) InGaAs, ce qui conduit à un régime transitoire avant le régime de croissance ALD stable. La première phase du régime transitoire conduit à la formation d’une couche d’oxyde de Zinc, ultra-mince (~1 nm d'épaisseur), fabriquée avec un taux de croissance très faible. L'absorption X et la diffusion X en incidence rasante montrent qu’à ce stade le matériau ZnO est désordonné (non cristallisé) et présente un ordre à courte distance caractérisé par une structure wurtzite embryonnaire. Ensuite, le régime transitoire entre dans une deuxième phase (croissance 3D), le taux de croissance par cycle (GPC) augmente, atteint un maximum puis diminue jusqu'à une valeur constante (croissance ALD stable). Afin de mieux comprendre le mode de croissance 3D nous avons développé un modèle géométrique qui schématise la croissance d’îlots hémisphériques par ALD. Ce modèle permet d'obtenir des paramètres quantitatifs de croissance.En modifiant le débit d’eau (H2O) utilisée comme réactif pendant le processus ALD, il est possible de contrôler le délai (ou le nombre de cycles) avant le début de la croissance 3D. Cet effet est très probablement lié à la variation de la densité des groupes hydroxyle à la surface de l'InGaAs. Par ailleurs, nous avons caractérisé la croissance ALD de ZnO pour différentes températures du substrat InGaAs (dans et hors fenêtre ALD). Les cartes de diffusion des RX réalisées en cours de dépôt, montrent l’apparition d’une phase cristallisée à longue distance en lien avec le démarrage de la croissance 3D. À température élevée, hors de la fenêtre ALD, nous observons une texturation de la couche ZnO lorsque son épaisseur augmente. Aucune relation d’épitaxie n’est observée.Enfin, nous rendons compte de l'utilisation de couches ZnO ultraminces sur InGaAs pour les contacts électriques. La résistance de contact des échantillons de métal/ZnO/InGaAs a été mesurée à l'aide de la méthode Transfert Length Method (TLM). Nous montrons que la résistivité de contact spécifique des tampons Al/p-InGaAs est réduite par l’insertion d’une couche tunnel ZnO entre l'Al et l'InGaAs dopé p. / This work focuses on the study of the initial stages of ZnO atomic layer deposition (ALD) on atomically flat (100) In0.57Ga0.43As surface, notably by using in situ synchrotron techniques. Due to high electron mobility, III-V InGaAs semiconductor has been recognized as a promising material to replace Silicon channel in the metal-oxide-semiconductor-field-effect transistors (MOSFET). Ultrathin ZnO layer on InGaAs can be used as a passivation layer at the interface with the gate transistor dielectric, as well as tunneling layer inserted in between metal/InGaAs contact to decrease the Schottky barrier height and the contact resistance. In the recent years, ALD technique based on self-limiting surface chemical reactions has received world-wide attention for manufacturing highly conformal and homogeneous thin films with sub-nanometer thickness control at low temperatures compatible with industry specifications. However, the growth behavior strongly differs depending on the substrate surfaces. Thus for the creation of few monolayers thick films, the study of ALD in the initial stages of growth is of particular interest for improving the understanding of the growth mechanisms.For that purpose, we have developed and upgraded a thermal ALD reactor (MOON:MOCVD/ALD growth of Oxide Nanostructures) dedicated to monitor the growth of materials by in situ characterization techniques. The MOON reactor can be moved to synchrotron centers for monitoring material growth in situ by using X-ray based techniques, notably X-ray fluorescence, X-ray absorption, XRR, and grazing incidence diffraction. Also, optical in situ techniques can be used in the laboratory. In this work, we show the results of experiments obtained at two synchrotron beamlines, i.e. SIRIUS (SOLEIL, Saint-Aubin (France)) and ID3 (ESRF, Grenoble (France)).We show that ZnO growth in the initial stages is inhibited by the (100) InGaAs substrate, leading to a transient regime prior to the steady ALD is achieved. We report a detailed investigation of this transient regime and find that an ultra-thin (~1-nm-thick) 2D layer is indeed fabricated but with a growth rate so low that one may believe that nothing has been deposited on the surface. We identify the structural and chemical properties of that ultra-thin layer. Only afterward does the substrate inhibited of type 2 growth mode begins: as the cycle number increases, the growth per cycle (GPC) increases, then reaches a maximum and level down to a constant value (steady growth). For a better understanding of the 3D growth mode by reproducing the experimental growth per cycle curves we have developed a geometric model that schematizes the growth of hemispheroid islands by ALD. We show that this model allows obtaining quantitative growth parameters.When water is used as a reactant, we showed that by changing the water flow during the ALD process, it is possible to control the time delay (or cycle number) prior to 3D growth begins. It is very likely that the water flow controls the density of hydroxyl groups on the InGaAs surface. We also demonstrated ZnO ALD for different InGaAs substrate temperatures. By combining in situ X-ray absorption and grazing incidence scattering techniques, we identified a short-range-order atomic structure of the ZnO material, with an embryonic ZnO wurtzite, prior to 3D growth, then a long-range-order structure is detected both by X-ray absorption and X-ray diffraction, together with the appearance of a microstructure. At higher growth temperature, outside of the ALD window, we observed the well-known ZnO texturing when the layer thickness increases.At last, we report on the use of ultrathin ZnO layers on InGaAs in the electrical contact structure. The contact resistance of metal/ZnO/InGaAs samples was measured using Transfer Length Method (TLM). We show that specific contact resistivity of Al/p-InGaAs pads is reduced by inserting a ZnO tunnel layer in between Al and p-doped InGaAs.

L'imagerie a pris une importance croissante dans l'étude des processus biologiques. L'utilisation de la microscopie de fluorescence a notamment favorisé le développement de nombreuses molécules sondes pour le marquage et la visualisation de biomolécules en milieu biologique complexe. D'autre part, des techniques d'imagerie complémentaires émergent, comme la microspectroscopie infrarouge. Les complexes organométalliques ont un potentiel important comme outils pour l'imagerie biologique, car ils peuvent combiner sur un même cœur moléculaire des propriétés permettant leur détection par différents types d'imagerie. En particulier, des complexes rhénium tricarbonyl ont été utilisés comme sondes pour l'imagerie multimodale. Ces " SCoMPIs " (Single Core Multimodal Probes for the Imaging) sont luminescents et présentent des signaux infrarouge et de fluorescence X intenses et qui permettent leur détection spécifique en milieu biologique. Dans cette étude, nous nous sommes intéressés aux possibilités d'imagerie multimodale de peptides et de protéines exogènes ou endogènes. Différents SCoMPIs ont été préparés et caractérisés, permettant le marquage N-terminal de peptides, le marquage d'une protéine exogène (homéodomaine) via une réaction thiol-maléimide ou le marquage par affinité d'une protéine endogène (anhydrase carbonique). L'évolution des propriétés de luminescence de SCoMPIs en fonction de l'environnement a été étudiée. Les imageries de luminescence et infrarouge ont permis la détection des peptides en contexte cellulaire, mais pas des protéines marquées avec des SCoMPIs. En revanche, il a été possible de détecter ces faibles quantités par microspectroscopie de fluorescence X. / Bioimaging is now widely used for the study of biological processes. The expansion of fluorescence microscopy has led to the development of small chemical probes for the labelling and imaging of biomolecules in complex biological environments. Alternative imaging techniques, such as infrared microspectroscopy, are also emerging. Organometallic complexes have a great potential as tools for bioimaging, since they can combine on a single molecular core properties enabling their detection by various imaging techniques. In particular, rhenium tricarbonyl complexes have been used for multimodal imaging. These “SCoMPIs” (Single Core Multimodal Probes for the Imaging) are luminescent and exhibit intense, specific infrared and X-ray fluorescence signals, which make possible their multimodal detection in biological media. In this study, we focused on the possibility to perform the multimodal imaging of SCoMPI-labelled peptides and proteins in cells. Various SCoMPIs were prepared and characterized, that were suitable for N-terminal labelling of peptides, labelling of an exogenous protein (homeodomain) through thiol-maleimide labelling, or the affinity-guided labelling of endogenous proteins (carbonic anhydrases). Dependance on the luminescence properties of SCoMPIs with their environment was investigated. SCoMPI-labelled peptides could be easily detected by luminescence and infrared imaging, which was not the case for SCoMPI-labelled proteins. However, it was possible to detect these small amounts of proteins by X-ray fluorescence microspectroscopy.

Dans cette thèse, nous avons étudié plusieurs combinaisons de matériaux et quelques méthodes d’ingénierie des interfaces : introduction de barrières de Zr dans les multicouches Co/Mg ; pulvérisation réactive des multicouches Co/Ti ; incorporation de B et C dans les multicouches Cr/Ti and remplacement de Mo par Mo2C dans le système Mo/B4C. Les propriétés des interfaces enterrées ont pu être étudiées en combinant XRR, XPS, TEM, etc. De plus, un modèle pour analyser les empilements a été développé en se basant sur la fluorescence X induite par ondes stationnaires. Pour les multicouches à base de Co, nous avons effectué des mesures RMN pour comprendre le comportement des atomes de cobalt dans les empilements. Ces méthodes se révèle des outils puissants pour analyser les multicouches sans dommages. / In this thesis, we study several material combinations and some interface engineering methods...

Objectives: To evaluate qualitatively and quantitatively changes in the surface and chemical composition of bovine enamel and composite, using hydrogen peroxide 38% when submitted to different surface treatments. Method: It was used 120 fragments from the tooth surface of bovine incisors, and in one half was prepared and a standard cavity restored with composite. Subsequently, the specimens were submitted to thirty hundreds brushing cycles, immersion in two different drinks: orange juice (Del Valle ), Whiskey (Johnnie Walker ), and last session of bleaching with hydrogen peroxide 38%. The surface changes and mineral composition of enamel and composite was determined using a superficial roughness and by Micro-Fluorensce X-ray Dispersion Energy before and after treatments. Dada were statiscally tabulated and analyzed. Calcium and Fhosphorum relative amounts and Zirconium and Silica were measured on enamel and resin composite, respectively. Results: The results showed significant difference when compared to the control group and treatment group. Conclusion: It was concluded that all bleaching alone does not cause surface changes and loss of chemical components in both the enamel and composite resin; brushing significantly increased surface roughness of the composite and enamel, comparing the initial and final time, the Association of brushing with whitening enhances the effects of surface changes and chemical composition in both the enamel and the resin. / Objetivos: Avaliar qualitativamente e quantitativamente as alterações na superfície e composição química do esmalte dental bovino e compósito nanoparticulado, utilizando peróxido de hidrogênio 38% quando submetidos a diferentes tratamentos superficiais. Método: Foram utilizados 120 fragmentos da superfície dental de incisivos bovinos, sendo que em uma das metades foi preparado uma cavidade padronizada e restaurada com compósito. Posteriormente, os espécimes foram submetidos a trinta mil ciclos de escovação, imersão em duas diferentes bebidas: Suco de laranja (Del Valle), Uísque (Johnnie Walker) e finalmente, sessão de clareamento com peróxido de hidrogênio 38%. As alterações superficiais e a composição mineral do esmalte e compósito foram determinadas com a utilização do rugosímetro e por meio de Micro-fluorescência de raios-x por energia dispersiva antes e após os tratamentos. Os dados obtidos foram tabulados e submetidos a análise estatística. Foram avaliados os teores de Cálcio e Fósforo no esmalte e de Zircônia e Sílica no compósito. Resultados: Os resultados mostraram diferença significativa quando comparado grupo controle e grupo tratamento. Conclusão: Concluiu-se que, o clareamento dental isoladamente não causa alterações superficiais e perda de componentes químicos tanto no esmalte quanto na resina composta; a escovação aumenta significativamente a rugosidade superficial do compósito e do esmalte, comparando-se tempos iniciais e finais; a associação da escovação com clareamento potencializa os efeitos de alterações superficiais e composição química tanto no esmalte quanto na resina; o uso de bebidas com baixo pH causa alterações superficiais e na composição do esmalte e do compósito.

L’objet de cette thèse est le développement méthodologique et logiciel d’outils permettant de traiter les grands volumes de données multimodales et tomographiques produits sur Nanoscopium. La technique de microscopie en rayons X durs par balayage permet l’acquisition simultanée d’information par contraste d’absorption, de phase, de diffusion et de fluorescence X. L’association des techniques de balayage avec l’infrastructure d’acquisition rapide FLYSCAN permet de proposer aux futurs utilisateurs de la ligne Nanoscopium de faire des acquisitions tomographiques multimodales. Un des principaux enjeux de cette approche est le traitement en ligne des grands volumes de données générées durant l’acquisition. Le résultat principal de cette thèse est le logiciel MMXI, dédié au traitement et à la reconstruction des jeux de données multimodales 2D et 3D. Ce logiciel intègre un algorithme dédié à la lecture de gros volumes de données, différentes fonctions de réduction de données, deux algorithmes de reconstruction de phase (intégration dans l’espace de Fourrier et technique itérative) et des algorithmes de reconstruction tomographiques (rétroprojection filtré ou itérative). L’ensemble des méthodes implémentées, des applications permettant de valider ces développements ainsi que les perspectives d’évolution sont présentées dans ce manuscrit. / The subject of this thesis is the methodological and software development of tools for processing very large multimodal and tomographic datasets produced on Nanoscopium beamline in the SOLEIL synchrotron. Scanning hard X-ray imaging allows simultaneous acquisition of multimodal information, i.e. of images in which each pixel contains several types of data. Combining these scanning techniques with the FLYSCAN infrastructure, developed for fast data acquisition at Synchrotron SOLEIL, permits to perform multimodal tomographic imaging and tomographic reconstruction during routine user experiments. A main challenge of such imaging techniques is the online processing of the important amount of generated multimodal data. The main outcome of this thesis work is the MMX-I software which is dedicated to processing large 2D/3D multimodal dataset. This software includes an original algorithm for continuous reading of large data volumes, several reduction functions, two phase reconstruction algorithms (integration in Fourier space and iterative technics) and tomographic reconstruction technics (filtered back projection and iterative technics). Every implemented method as well as application allowing to validate the new developments and few evolution perspectives are presented in this thesis manuscript.

Depuis les années 60 les modèles de structure nucléaire prédisent l'existence d'un îlot de stabilité des noyaux super-lourds, situé autour du prochain noyau doublement magique, attendu selon les modèles à N=172 ou 184 et entre Z=114 et 126. Ces noyaux posséderaient de très hautes barrières de fission, de l'ordre de quelques MeV, générées par les effets microscopiques, et responsables de larges distributions de temps de fission s'étendant à des temps très longs. Ainsi nous avons entrepris des mesures de temps de fission du noyau superlourd Z=124 par fluorescence X, une méthode basée sur le remplissage des lacunes électroniques internes crées durant la collision conduisant à la formation du noyau composé. Cette expérience repose sur la détection des fragments de fission en coïncidence avec les raies XK caractéristiques du Z=124, formé lors de la réaction U+70,76Ge. La difficulté majeure a été d'identifier ces raies XK, du fait de la présence de raies gamma émises par des fragments de fission dans la gamme d'énergie des XK du 124 entachant les multiplicités de photons mesurées pour différentes sélections de fragments. Cette difficulté met clairement en évidence une limitation importante à la méthode de fluorescence X pour certains systèmes super-lourds. Des simulations de spectres d’émission XK, réalisées à partir d'un calcul MCDF (Multi-Configuration-Dirac-Fock) ont été comparées aux spectres expérimentaux. Une limite maximale de multiplicité d'XK compatible avec les données, de l'ordre de 6 à 7 % pour le 76Ge et de 12 à 14 % pour le 70Ge ont ainsi pu être extraites. Ces valeurs restent compatibles avec les signatures de temps longs obtenues sur le même système par la technique de blocage cristallin. / Since the 1960s nuclear structure model have predicted the existence of an island of stability of superheavy elements. It should be located around the next magic numbers expected at N=172 or 184 and between Z=114 and 126 depending on the model. Very high fission barrier of a few MeV are predicted to be generated by microscopic effects for those nuclei for which large fission times distributions extended to very high fission times are induced. Fission time measurements of the superheavy element Z=124 have been made by us using the X-ray fluorescence technique, a method based on the filling of inner-shell electronic vacancies created during the collison leading to the formation of the compound nucleus. The aim of this experiment was to detect in coincidence both fission fragments and characteristic X-rays from the Z=124, created by the reaction U+70,76Ge.The main difficulty was to identify those X-rays due to the fact that gamma-rays from fission fragments were emitted in the same energy range, which affected our photon multiplicities for any fragment selection. This new difficulty brings an mportant limitation to the study of some particular superheavy elements by the X-ray fluorescence method. K X-rays spectra have been simulated using MCDF (Multi-Configuration-Dirac-Fock) and then compared to the experimental ones in order to get a maximal K X-ray multplicity compatible with our data. The extracted results were about 6-7% for 76Ge and from 12 to 14% for 70Ge. Those values remain compatible with the experimental signature of long lifetime component observed for the same system but using a blocking tehcnique in single crystals.

Cette thèse développe un système d'analyse en ligne compact, précis, rapide et autonome par spectrométrie de fluorescence X raies L, pour quantifier les transuraniens (uranium, plutonium et américium) présents dans les solutions et effluents des procédés du plutonium. Au cours de cette étude, la configuration, les paramètres de ce système et une méthode de quantification non destructive ont été définis puis la capacité du spectromètre à dissocier ces éléments dans de fortes concentrations relatives a été vérifiée. Des solutions contenant des éléments non radioactifs ont d'abord été étudiées afin de s'affranchir des effets dus à la désintégration des transuraniens et d'optimiser efficacement le spectromètre. Par simulations Monte-Carlo avec le code PENELOPE, une méthode de quantification a été mise au point et diverses configurations pour optimiser l'intensité d'excitation de l'échantillon et mesurer une raie de diffusion Compton de la source X ont été testées numériquement. Ces configurations ont été expérimentées avec un spectromètre prototype sur des solutions non radioactives pour valider et compléter la configuration la plus intéressante. Des solutions contenant des éléments en fortes concentrations relatives ont été analysées afin de déterminer une méthode de déconvolution des spectres avec le logiciel COLEGRAM et démontrer la faculté de cette méthode à quantifier de telles solutions. Quelques solutions d'uranium et de plutonium ont été analysées pour s'approcher au plus près des futures conditions expérimentales, caractériser et diminuer les effets dus à la désintégration des radioéléments. / This thesis deals with the development of a new compact, accurate, fast, without cooling liquid, fluorescence L X-ray spectrometer, with the aim to determinate online transuranic elements (uranium, plutonium and americium) in nuclear materials reprocessing. The objective was to define the configuration and the characteristics of this spectrometer and the method to quantify transuranic elements between 0.1 g/L and 20 g/L. To minimize as law as possible the manipulation of these elements, we have used an original approach, namely Monte-Carlo simulations and none radioactive surrogate elements. The study of these solutions allowed to eliminate the specific effects of transuranic elements decay (internal conversion) and to optimize the spectrometer. Monte-Carlo simulations with the PENELOPE code were used for two reasons. Firstly, we have developed an analytical method to correct the matrix effects. Then, we have selected three systems to produce a quasi-monochromatic X-rays beam from the X-ray generator, to optimize the intensity of the L X-ray fluorescence spectra, and to measure the Compton scatter peak. These systems were then tested with an adjustable spectrometer in order to select and optimize the best configuration. We have shown that, after peaks and left tails separation from spectra with COLEGRAM software, the spectrometer can be used to analyze solutions with various concentrations of thallium and bismuth. Several solutions of uranium or plutonium were analyzed to determine the effects of interferences from gamma rays and internal conversion with the fluorescence L X-rays. These effects have been corrected by subtracting a passive spectrum to an active one.

Ce travail a pour cadre l'étude de la récupération des métaux précieux complexes en solution grâce a du charbon actif. Il a permis de comprendre les mécanismes fondamentaux de l'adsorption dans un système modèle constitue d'une solution d'ion dicyanoaurate et de charbon actif. Les interactions entre cette solution et le solide ont été caractérisées par diverses techniques: la pHmétrie, la titrimétrie, la zetamétrie, la potentiométrie et la thermodésorption. Ces méthodes ont permis d'avoir des renseignements sur la nature des groupements fonctionnels à la surface du charbon, groupements constituant les sites responsables de l'adsorption des complexes. De même par une méthode de traitement originale gaz-liquide-solide, nous avons modifié la nature de ces sites et leur répartition à la surface du charbon, ce qui a permis d'améliorer la capacité d'adsorption du charbon. Cette modification dépend de la nature et de la pression du gaz utilise. L'étude thermodynamique a montré que l'adsorption de l'ion dicyanoaurate sur le charbon peut être représentée assez correctement par l'équation de Langmuir généralisée à plusieurs types de sites. L'adsorption s'effectue de façon plutôt localisée, avec interaction sur des sites d'énergie différente. La vitesse d'adsorption de l'ion dicyanoaurate sur le charbon actif a été étudiée en fonction de plusieurs paramètres physico-chimiques: la température, les conditions hydrodynamiques comme la vitesse d'agitation et le rapport solide/liquide, la concentration initiale en complexe, la nature des substances étrangères, et la nature du gaz en contact avec la solution. Le mécanisme d'adsorption se déroule en trois étapes. La réaction limitante est la diffusion à travers un film pendant le début de la réaction, puis la diffusion-adsorption dans la structure poreuse au voisinage de l'équilibre.

Dans les aciéries, la conversion de la fonte en acier est une opération qui génère des quantités très importantes de déchets : les laitiers d'aciérie de conversion (LAC), qui sont en partie valorisés en tant que granulats en génie civil. Cette thèse vise à quantifier et à expliquer le comportement à la lixiviation des LAC, c'est-à-dire leur altération et le relargage des métaux traces (Cr, V) qu'ils contiennent, par l'identification des mécanismes physico-chimiques qui régissent, au sein même de la matrice solide, la mobilité et le transfert des éléments. L'approche expérimentale choisie est basée sur des tests de lixiviation (en laboratoire à l'aide du CTG-Leachcrete et en lysimètre à l'échelle semi-pilote) et des spectroscopies d'absorption et de fluorescence des rayons X permettant de caractériser à l'échelle du site cristallochimique le degré d'oxydation, la symétrie et la nature des phases porteuses des éléments.<br />Le Cr exclusivement trivalent, très stable dans les sites octaédriques d'une ferrite de calcium, est très peu relargué lors des tests de lixiviation en laboratoire et en lysimètre. Une phase de type spinelle, issue de l'altération de (Fe, Mn, Mg)O contrôle également la mobilité du Cr(III). Au contraire, le V(III) subit une oxydation en V(V) au sein même de sa phase porteuse, qui s'accompagne d'une perte de symétrie, à l'origine de sa mobilité à l'échelle du laboratoire.<br />Les données issues de ces expériences ont permis d'écrire les équations thermodynamiques d'équilibre à l'origine de l'initialisation d'un modèle géochimique robuste (CHESS) reproduisant l'altération des LAC : évolution minéralogique et courbes cinétiques de relargage obtenues lors des tests de lixiviation statique et dynamique en laboratoire. Ce modèle vise à terme à prédire le comportement à long terme des LAC dans un scénario de valorisation donné.

La glace de H2O est présente dans de nombreux environnements planétaires, et notamment sous forme de polymorphe de haute pression au sein des satellites de glaces ainsi que dans le manteau des planètes extrasolaires, dites planètes océan. La diversité des conditions thermodynamiques prédite au sein de ces corps planétaires a souligné le besoin de nouvelles données de laboratoire et de calculs sur les glaces de H2O afin de pouvoir modéliser leur évolution et leur structure interne.Si les propriétés structurales et spectroscopiques des pôles purs de ces glaces sont déjà relativement bien connues, une description pétrologique plus réaliste des solutions solides et des phases riches en impureté, manque encore à la communauté. Ce travail de thèse s'est concentré sur l'étude de la fusion des glaces VI et VII dans le binaire H2O-NaCl grâce aux techniques de cellules à enclumes en diamants et la spectroscopie vibrationelle Raman. Ces données ont été complétées par des mesures du fractionnement du sel analogue RbI entre les glace VI et VII et le fluide aqueux en utilisant la cartographie de fluorescence X et de diffraction des rayons X réalisées à l'European Synchrotron Research Facility (Grenoble). Ceci as permis de mettre en évidence une inversion de densité entre le fluide riche en sel et la glace VI et de révéler une forte différence de partage du sel entre la glace VI et la glace VII avec un coefficient de partage du RbI estimé à Kd(VI-VII)=4.5(±2.7)10-2.Au sein des plus gros corps riches en H2O appelés planète océan, le manteau de glace potentiellement épais de plus de 1000 km abrite un type de glace de ultra haute pression appelé glace X. Cette phase de la glace d'eau est unique de part sa structure cristallographique ionique, contrairement aux autres glaces de plus basse pression, toutes de structure moléculaire. Cette caractéristique structurale et l'absence de données concernant ses propriétés mécaniques ont motivé l'étude de ses propriétés élastiques et plastiques. Ainsi à partir de calcul ab initio et du modèle de Peierls Nabarro, j'ai pu déterminer une forte variation de l'anisotropie élastique avec la pression, les différentes structures de cœurs des dislocations vis et coin et les systèmes de glissement préférentiels au sein de la glace X dans son champ de stabilité de 100 à 350 GPa. Nos calculs suggèrent que la déformation de la glace X est toujours localisée sur le plan {110} et que le système <110>{110} contrôle la déformation plastique en dessous de 250 GPa et que le système <100>{110} est dominant à plus haute pression. Nos résultats montrent aussi que si l'anisotropie élastique augmente rapidement avec la pression, la plasticité de la glace X devient quasi-isotrope à 350 GPa.