A l'occasion du onzième anniversaire de la découverte de la première planète extrasolaire autour d'une étoile de type solaire, au moment où environ 200 planètes ont été découvertes hors de notre propre système, de passionnantes questions à propos de leur formation, leur évolution et pour certaines d'entre elles, leur aptitude à abriter la vie, sont plus que jamais posées. Ces interrogations sur nos origines ont déclenché l'émergence de nouveaux concepts technologiques et une très forte volonté pour pousser les technologies existantes à leur limite, tout cela pour répondre au fantastique défi observationnel posé. ELTs, interféromètres kilométriques au sol ou spatiaux, instruments de nouvelle génération: l'imagerie directe de systèmes extrasolaires et leur caractérisation est sans conteste l'un des thèmes observationnels les plus exigeants, tout cela à cause de l'énorme contraste et de la minuscule séparation angulaire entre les étoiles et leurs environements.<br />Cette thèse est dédiée à l'étude d'une classe de micro-composants basés sur la technologie des réseaux sublambda. Nous démontrons l'utilité des ces méta-matériaux intégrés et nano-structurés dans le domaine de l'imagerie à très grande dynamique. Les réseaux sub-lambda offrent en effet des solutions nouvelles et originales aux exigeantes contraintes induites par les objectifs scientifiques ambitieux de l'astrophysique à haut contraste. Après avoir montré l'utilité pratique des outils coronagraphiques modernes dans l'observation de systèmes planétaires en formation, nous présentons diverses solutions pour améliorer la capacité de détection de systèmes coronographiques existants, ainsi que de nouvelles totalement intégrées et susceptibles de surclasser les systèmes traditionnels au sein des instruments de nouvelle génération. Ensuite, toujours en profitant de la flexibilité optique des réseaux sublambda, nous proposons un nouveau concept de déphaseur achromatique pour l'interférométrie en frange noire, qui devra être construit et testé dans le cadre des activités de R&D censées ouvrir la voie à d'ambitieuses missions d'interféromètres spatiaux dédiés à la détection et la caractérisation de planètes semblables à la Terre.

Cette thèse porte sur l'analyse des dynamiques de développement de l'agriculture urbaine à Bobo-Dioulasso, au Burkina Faso. Elle s'intéresse à la façon dont les agriculteurs arrivent à vivre et produire en ville en s'appuyant sur une démarche systémique centrée sur les interactions ville-agriculture. Elle cherche à décrypter les facteurs d'intégration de l'agriculture au système urbain. Cette intégration peut être d'ordre économique, socio-spatial, naturel, technique, et politique. Dans toutes ces dimensions de l'intégration, les arrangements entre acteurs sont un facteur de maintien de l'agriculture en ville : c'est la thèse défendue ici. Dans la première partie, la thèse retrace l'évolution des liens entre la ville et l'agriculture depuis l'origine de la ville, et décrit la diversité des dynamiques agricoles à l'oeuvre dans la ville et ses franges urbaines. Le développement de Bobo-Dioulasso, carrefour commercial de produits agricoles, est fortement basé sur le dynamisme agricole régional. Dynamiques régionales et urbaines ont favorisé le développement multiforme de l'agriculture urbaine : cette agriculture s'est développée, transformée et adaptée et est aujourd'hui pratiquée par une multitude d'acteurs urbains. Dans un deuxième temps, cette thèse analyse les pratiques agricoles et les arrangements socio-spatiaux entre acteurs. Les agriculteurs urbains, à travers des arrangements avec d'autres acteurs, arrivent à maintenir des formes agricoles contrastées en ville : les maraîchers, à travers une logique de mobilité au sein de l'espace urbain et des arrangements à la fois avec des acteurs institutionnels et des fournisseurs d'intrants, accèdent à des ressources essentielles à la conduite de leur activité. [etc.]

L'observation des exoplanètes pose deux problèmes : le contraste entre la planète et l'étoile et leur très faible séparation. L'une des techniques permettant de résoudre ces difficultés est l'interférométrie en frange noire : deux pupilles sont recombinés pour faire une interférence destructive sur l'étoile, et leur base est réglée pour que l'interférence soit constructive sur la planète. Cependant, pour garantir une extinction suffisante de l'étoile, la différence de trajet optique entre les faisceaux doit être de l'ordre du nanomètre, et le pointage meilleur que le centième de tache d'Airy, malgré les perturbations extérieures.Pour valider les points critiques d'une telle mission spatiale, un démonstrateur de laboratoire, PERSÉE, a été défini par un consortium dirigé par le CNES et incluant l'IAS, le LESIA, l'ONERA, l'OCA et Thales Alenia Space puis intégré à l'Observatoire de Meudon. Ce banc simule une mission spatiale dans son ensemble (interféromètre et cophasage nanométrique). Son objectif est de délivrer et maintenir une extinction de 10^-4 stabilisé à mieux que 10^-5 sur plusieurs heures, en présence de perturbations typiques que l'on injecte.Mon travail de thèse a consisté à intégrer le banc en étapes successives et à développer des procédures d'étalonnage. Ceci m'a aidé à caractériser les différents éléments critiques séparément avant de les regrouper. Après avoir mis en œuvre les boucles de contrôle du cophasage, leur analyse précise m'a permis de réduire à 0,3 nm rms le résidu de différence de marche, et à 0,4 % de la tache d'Airy le résidu de tip/tilt, malgré la présence de perturbations d'une dizaine de nanomètres d'amplitude, constituées de plusieurs dizaines de fréquences vibratoires entre 1 et 100 Hz. Cela a été possible grâce à l'implémentation d'un contrôleur linéaire quadratique gaussien, paramétré par la mesure préalable de la perturbation pour la réduire au maximum. Grâce à ces très bons résultats, j'ai pu obtenir un taux d'extinction record sur la bande [1,65 – 2,45] µm de 8,8x10^-6 stabilisé à 9x10^-7 sur quelques heures, soit une décade meilleure que les spécifications initiales. L'extrapolation de ces résultats au cas d'une mission spatiale montre que les performances attendues sont atteignables si le flux disponible est suffisamment important. Avec des télescopes de 40 cm et une fréquence d'asservissement de l'ordre de 100 Hz, des étoiles de magnitude inférieure à 9 devraient être observables. / There are two problems with the observation of exoplanets: the contrast between the planet and the star and their very low separation. One technique solving these problems is nulling interferometry: two pupils are recombined to make a destructive interference on the star, and their base is adjusted to create a constructive interference on the planet. However, to ensure a sufficient extinction of the star, the optical path difference between the beams must be around the nanometer, and the pointing must be better than one hundredth of Airy disk, despite the external disturbances.To validate the critical points of such a space mission, a laboratory demonstrator, PERSÉE, was defined by a consortium led by CNES, including IAS, LESIA, ONERA, OCA and Thales Alenia Space and integrated in Meudon Observatory. This bench simulates the entire space mission (interferometer and nanometric cophasing system). Its goal is to deliver and maintain an extinction of 10^-4 stable at better than 10^-5 over a few hours in the presence of typical injected disturbances.My thesis work consisted in integrating the bench in successive stages and to develop calibration procedures. This helped me to characterize the critical elements separately before grouping them. After having implemented the control loops of the cophasing system, their precise analysis helped me to reduce down to 0.3 nm rms the residual OPD, and 0.4 % of the Airy disk the residual tip/tilt, despite disturbances of tens of nanometers, consisting of several tens of vibrational frequencies between 1 and 100 Hz. This has been achieved by the implementation of a linear quadratic Gaussian controller, parameterized by the preliminary measurement of the disturbance to minimize. Thanks to these excellent results, I obtained on the band [1.65 – 2.45] µm a record null rate of 8.8x10^-6 stabilized at 9x10^-7 over a few hours, a decade better than the original specifications. An extrapolation of these results to the case of a space mission shows that the expected performance is achievable if the available flux is sufficiently important. With telescopes of 40 cm and a control frequency around 100 Hz, stars brighter than magnitude 9 should be observable.

Cette thèse porte sur l'analyse des dynamiques de développement de l'agriculture urbaine à Bobo-Dioulasso, au Burkina Faso. Elle s’intéresse à la façon dont les agriculteurs arrivent à vivre et produire en ville en s’appuyant sur une démarche systémique centrée sur les interactions ville-agriculture. Elle cherche à décrypter les facteurs d’intégration de l’agriculture au système urbain. Cette intégration peut être d’ordre économique, socio-spatial, naturel, technique, et politique. Dans toutes ces dimensions de l’intégration, les arrangements entre acteurs sont un facteur de maintien de l’agriculture en ville : c’est la thèse défendue ici. Dans la première partie, la thèse retrace l’évolution des liens entre la ville et l’agriculture depuis l'origine de la ville, et décrit la diversité des dynamiques agricoles à l’oeuvre dans la ville et ses franges urbaines. Le développement de Bobo-Dioulasso, carrefour commercial de produits agricoles, est fortement basé sur le dynamisme agricole régional. Dynamiques régionales et urbaines ont favorisé le développement multiforme de l’agriculture urbaine : cette agriculture s’est développée, transformée et adaptée et est aujourd’hui pratiquée par une multitude d’acteurs urbains. Dans un deuxième temps, cette thèse analyse les pratiques agricoles et les arrangements socio-spatiaux entre acteurs. Les agriculteurs urbains, à travers des arrangements avec d’autres acteurs, arrivent à maintenir des formes agricoles contrastées en ville : les maraîchers, à travers une logique de mobilité au sein de l’espace urbain et des arrangements à la fois avec des acteurs institutionnels et des fournisseurs d’intrants, accèdent à des ressources essentielles à la conduite de leur activité. [etc.] / This thesis analyzes the dynamics of urban agriculture development in the city of Bobo-Dioulasso in Burkina Faso. Through a systemic approach centered on the city-agriculture interactions, it aims to understand how farmers succeed in living and cultivating within the city and the way urban agriculture can be integrated into the urban system. This integration can be economic, socio-spatial, natural, technical, and political. In each of these dimensions of integration, arrangements among actors are a central factor of the permanence of agriculture in the city: it is the central hypothesis of this thesis. In the first part, the thesis focuses on the evolution of the links between the city and the agriculture since the founding of the city, and describes the diversity of agricultural dynamics taking place in the city and its urban fringe. The development of Bobo-Dioulasso, a commercial hub for agricultural products, is strongly linked to the regional agricultural dynamism. Urban and regional dynamics have favored the multifaceted development of urban agriculture. This agriculture developed, transformed and adapted to urban dynamics and is now practiced by a multitude of urban actors. In a second step, this thesis studies the agricultural practices and socio-spatial arrangements between actors. These urban farmers, through arrangements, succeed in maintaining contrasted forms of urban agriculture in the city: on the one hand, gardeners, through a logic of mobility within the urban space and arrangements with both institutional actors and input suppliers, access to resources that are essential for them to keep on conducting their activity. [etc.]

La croissance urbaine incontrôlée est liée à plusieurs problèmes socio-environnementaux dans les pays en développement comme le Pérou. Afin de comprendre l'expansion urbaine dans les zones non aménageables, la recherche combine trois dimensions de l'analyse : l'analyse spatiale, l'analyse du comportement social et l'évaluation de la gestion urbaine et de l'aménagement du territoire. L'étude se concentre sur trois cas péruviens : une oasis de brouillard saisonnier dans la ville aride de Lima, les terres agricoles de première qualité de la vallée de Cajamarca et les zones humides de la petite ville de Huamachuco. L'expansion urbaine dans les études de cas est principalement informelle et désorganisée; à cause de sérieuses déficiences dans la gestion publique locale, la planification routière et la culture de l'informalité. Cependant, certaines organisations communautaires et certains leaders sociaux contribuent à une utilisation plus durable du territoire. / Uncontrolled urban expansion is related to several socio-environmental problems in developing countries like Peru. In order to understand the urban expansion in non-developable areas, the research combines three dimensions of analysis: spatial analysis, social behavior analysis, and the evaluation of urban management and spatial planning. The study focuses on three Peruvian cases: a seasonal fog-oasis in the arid city of Lima, the prime farmlands in Cajamarca valley, and the wetlands of the small city of Huamachuco. Urban expansion in the case studies is predominantly informal and disorganized as a consequence of serious deficiencies in local public management, road planning, and the culture of informality. However, some communal organizations and social leaders contribute to a more sustainable land-use.

L'utilisation de franges d'interférence en lumière blanche comme une sonde optique en microscopie interférométrique est d'une importance croissante dans la caractérisation des matériaux, la métrologie de surface et de l'imagerie médicale. L'Interférométrie en lumière blanche est une technique basée sur la détection de l'enveloppe de franges d'interférence. Il a été démontré antérieurement, la capacité des approches 2D à rivaliser avec certaines méthodes classiques utilisées dans le domaine de l'interférométrie, en termes de robustesse et de temps de calcul. En outre, alors que la plupart des méthodes tiennent compte seulement des données 1 D, il semblerait avantageux de prendre en compte le voisinage spatial utilisant des approches multidimensionnelles (2D/3D), y compris le paramètre de temps afin d'améliorer les mesures. Le but de ce projet de thèse est de développer de nouvelles approches n-D qui sont appropriées pour une meilleure caractérisation des surfaces plus complexes et des couches transparentes. / The use of white light interference fringes as an optical probe in microscopy is of growing importance in materials characterization, surface metrology and medical imaging. Coherence Scanning Interferometry (CSI, also known as White Light Scanning Interferometry, WSLI) is well known for surface roughness and topology measurement [1]. Full-Field Optical Coherence Tomography (FF-OCT) is the version used for the tomographic analysis of complex transparent layers. Both techniques generally make use of some sort of fringe scanning along the optical axis and the acquisition of a stack of xyz images. Image processing is then used to identify the fringe envelopes along z at each pixel in order to measure the positions of either a single surface or of multiple scattering objects within a layer.In CSI, the measurement of surface shape generally requires peak or phase extraction of the mono dimensional fringe signal. Most of the methods are based on an AM-FM signal model, which represents the variation in light intensity measured along the optical axis of an interference microscope [2]. We have demonstrated earlier [3, 4] the ability of 2D approaches to compete with some classical methods used in the field of interferometry, in terms of robustness and computing time. In addition, whereas most methods only take into account the 1D data, it would seem advantageous to take into account the spatial neighborhood using multidimensional approaches (2D, 3D, 4D), including the time parameter in order to improve the measurements.The purpose of this PhD project is to develop new n-D approaches that are suitable for improved characterization of more complex surfaces and transparent layers. In addition, we will enrich the field of study by means of heterogeneous image processing from multiple sensor sources (heterogeneous data fusion). Applications considered will be in the fields of materials metrology, biomaterials and medical imaging.