Cette thèse porte sur la conception et la réalisation d’une nouvelle expérience d’interféromètre atomique au SYRTE. Elle permettra de réaliser des mesures ultrasensibles du gradient vertical de gravité. Cette expérience fonctionnera à terme en utilisant comme source des atomes ultra-froids, préparés sur une puce à atomes. Elle utilisera comme séparatrices des transitions multiphotoniques, obtenues par diffraction de Bragg d’ordre élevé. Le transport des atomes sera assuré par des réseaux optiques en mouvement. Une première partie du dispositif expérimental a été assemblée et son fonctionnement a été validé en réalisant un interféromètre dual. Cet interféromètre est réalisé sur deux ensembles d’atomes produits successivement à partir de la même source d’atomes froids, et interrogés par une même paire de faisceaux Raman. Une nouvelle méthode d’extraction de la phase différentielle a été démontrée expérimentalement. Elle repose sur l’exploitation des corrélations entre les mesures de phase des interféromètres et une estimation de la phase sismique fournie par la mesure annexe d’un capteur classique. / This thesis is about the design and realisation of a new atomic interferometer experiment at SYRTE. It will allow ultra-sensitive measurements of the vertical gradient of gravity. This experiment will work using ultra-cold atoms as a source, prepared on an atom chip. It will use large momentum transfer beam-splitter, obtained by high order Bragg diffraction. The transport of atoms will be provided by moving optical lattices. A first part of the experimental setup was assembled and its operation was validated by producing a dual interferometer. This interferometer is performed on two atomic clouds produced successively from the same source of cold atoms, and interrogated by the same pair of Raman beams. A new method of differential phase extraction has been experimentally demonstrated. It is based on the exploitation of the correlations between the interferometer phase measurements and the estimation of the seismic phase provided by an additional classical sensor.

Dans cette thèse, nous présentons la conception et les performances de capteurs magnétiques basés sur les technologies AMR et GMR en vue d'une utilisation dans la navigation. Afin d'obtenir une sensibilité et une linéarité optimales à champ nul, le design des capteurs utilise des barberpoles et un pont de wheatstone pour l'un et prend avantage des différentes anisotropies et couplages pour l'autre. Les capteurs sont fabriqués par pulvérisations cathodiques et photolithographies et leurs performances en terme de sensibilité, de linéarité et de bruit sont testées et comparées. La conception de gradiomètres nécessaires à la navigation magnéto-inertielle repose sur l'utilisation de magnétorésistances placées aux extrémités du capteur reliées par un pont de WheatStone dont la sortie est proportionnelle au gradient du champ magnétique. Des concentrateurs de Flux destinés à amplifier le champ afin d'améliorer la sensibilité sont conçus et testés sur les capteurs. Un concentrateur de flux destiné à amplifier un champ ayant la forme du gradient est proposé comme amélioration des gradiomètres. Des solutions innovantes pour le swithching d'anisotropie et la compensation d'offset utilisant l'effet Hall de spin et le couplage spin-transfer sont étudiées. Dans cette optique, un dispositif de mesure du couplage spin-transfer appelé spin-torque-bridge est conçu et utilisé pour étudier l'effet Hall de spin et le spin transfer dans différentes multi-couches. / In this work, we present the conception and the performances of AMR and GMR-based sensors for navigation applications In order to obtain the best sensitivity and linearity at zero field, the design include barberpoles and a Wheatstone bridge for the first and takes advantage of the different anisotropies and coupling for the other. The sensor are fabricated by magnetron sputtering and photolithography and their performances in terms of sensitivity, linearity and noise are compared. The concept of gradiometers used for magneto-inertial navigation is based on the utilisation of magnetoresistances placed at each extremity of the sensor connected by a wheatstone bridge whose output is proportional to the gradient of the magnetic field. Flux concentrators designed to amplify the incoming field in order to improve the sensitivity are fabricated and tested on the sensors. A flux concentrator designed to amplify a magnetic gradient is proposed as an improvement of the gradiometers. Innovant solutions for low consumption anisotropy switching and offset compensation are being experimented using spin Hall effect and spin transfer torque with adjacent Pt and AuW layers. In that regard a spin torque measurement device: the spin-torque-bridge, is designed and used to study the spin hall effect and the spin transfer couplings in different multi layers.