La fibrillation atriale (FA) est l’arythmie cardiaque la plus fréquente. Elle touche près de 750 000 personnes en France. La technique de traitement la plus courante est l’ablation intracardiaque par radiofréquence (RF). Son principe consiste à isoler électriquement les veines pulmonaires du reste de l’oreillette. Cependant cette technique est invasive et a une efficacité limitée. Les Ultrasons Focalisés de Haute Intensité (HIFU) permettent de léser à distance de façon précise les tissus biologiques. Un traitement de la FA par HIFU transoesophagiens aurait l’avantage d’être mini-invasif et plus efficace qu’un traitement par RF intracardiaque de par la possibilité de générer des lésions transmurales sans nécessiter de contact entre la sonde et la zone à traiter. Un applicateur HIFU transoesophagien à guidage échographique intégré a donc été développé pour le traitement de la FA. Le transducteur peut focaliser le faisceau ultrasonore de 17 mm à 55 mm de profondeur avec une intensité acoustique maximale à sa surface de 12 W•cm-2. Une procédure de traitement HIFU préservant les tissus adjacents a été simulée numériquement sur un modèle anatomique réaliste. Des lésions HIFU transoesophagiennes ont été obtenues ex vivo dans du myocarde dans des conditions anatomiques et physiologiques proches de l’in vivo. Des essais préliminaires d’élastographie par ondes de cisaillement ont permis d’évaluer la faisabilité d’un contrôle de la formation des lésions à l’aide du transducteur d’imagerie intégré. Une première série d’expérimentations in vivo sur le modèle porcin a finalement permis de valider la procédure de traitement et d’induire des dommages biologiques dans le tissu cardiaque / Atrial fibrillation (AF) is the most frequent cardiac arrhythmia. This pathology affects more than 750,000 persons in France. Radiofrequency (RF) endocardial ablation is performed to treat this disease and involves the generation of transmural thermal lesions, to isolate electrically the pulmonary veins (PV) from the left atrium. The technique is, however, invasive and has a limited efficiency, especially for ensuring transmurality which requires a perfect contact between the RF probe and cardiac tissues. High Intensity Focused Ultrasound (HIFU) allows the creation of precise thermal lesions, deep within biological tissues. A transesophageal HIFU approach could provide a minimally-invasive alternative for AF treatment, since deep transmural lesions could be generated at distance from the HIFU probe. In this work, an ultrasound-guided transesophageal applicator has been developed for AF treatment. The HIFU transducer, embedding a transesophageal echocardiography (TEE) probe, can focus the acoustic beam from 17 to 55 mm axially and generate a surface acoustic intensity up to 12 W•cm-2. A complex treatment plan, the HIFU Mini-Maze (HIFUMM), was successfully simulated on a realistic anatomical human model. Transesophageal HIFU lesions were induced experimentally in static myocardium, under ex vivo configurations reflecting an increasing complexity in anatomical and physiological conditions. Investigations conducted on shear wave elastography confirmed the feasibility of using TEE to control the formation of HIFU lesions. Finally, in vivo experiments in a porcine model allowed validating the treatment procedure by inducing biological damages in beating heart

Madagascar classé parmi les pays moins avancés et se trouvant en situation précaire a bénéficié des aides venant de nombreux bailleurs, bilatéraux et multilatéraux, traditionnels ou nouveaux pour financer pour l’appuyer à mettre en œuvre son programme de développement.Depuis son indépendance jusqu’à ce jour, il n’a cessé de recevoir des aides publiques au développement. Pourtant, jusqu’à ce jour sa situation ne s’améliore guère. L’adoption en 2005 de la Déclaration de Paris (DP) lors du forum de haut niveau par le CAD de l’OCDE a instauré une nouvelle orientation politique plus centrée sur la promotion de l’harmonisation et la coordination des politiques d’aides pour atteindre l’efficacité de toutes les actions menant à une stabilité mais également à un développement durable. Conscient des défis à relever, Madagascar s’est engagé dans cette démarche de mise en cohérence des politiques et d’harmonisation des pratiques. Il est un des cinquante pays qui ont adopté et signé cette déclaration. Cette orientation politique devait donner un souffle et recommande les partenaires techniques et financiers (PTF) à fédérer et travailler ensemble réellement pour que les aides soient vraiment un outil de développement non plus un problème du pays bénéficiaire. La dernière déclaration faite à Busan sur l’efficacité de l’aide en 2011 souligne encore sur cet aspect .Aussi, depuis 2005 le Gouvernement malgache avec l’appui de l’ensemble de ses PTF, bailleurs de fonds, a décidé de mettre en place un agenda pour l’horizon 2015. Cet agenda, une sorte de feuille de route, fixe les grandes étapes que les acteurs devraient suivre pour instaurer des mécanismes de gestion harmonisés et coordonnés des aides publiques au développement. Ce sont des cadres incitatifs de partenariat entre bailleurs et Gouvernement que ce dernier tente d’instaurer. Ces actions ont débuté par la mise en œuvre des réformes pour rendre fiables les systèmes nationaux et regagner la confiance des PTF. Par la suite, il a été procédé à la mise en place d’un organe de coordination et des mécanismes de suivi-évaluation nationale et conjointe des politiques publiques et celles des aides extérieures. Parallèlement, au niveau de chaque secteur , il est cherché l’adaptation des approches dans le but d’aller dans le sens de cette nouvelle orientation politique. Dans la pratique, ces démarches ne sont pas faciles à appliquer et des difficultés sont ressenties tant politiques que techniques. C’est ce qui engendre le désordre dans la cartographie nationale de l’aide et la méfiance dans l’application des cinq principes de mise en cohérence : Appropriation, Alignement, Harmonisation, Gestion accès sur les résultats et responsabilités mutuels connu sous le sigle d’harmonisation.L’instabilité causée par la survenance de la crise de 2009 a ralenti le processus bien enclenché bien que les résultats obtenus ont été encourageants. En effet, l’évaluation de la mise en œuvre de la DP en 2010 a évoqué une baisse de performance par rapport à celle de 2008. La recherche de complémentarité, de synergie entre les bailleurs avec comme facteurs de réussite l’appropriation des politiques sont les défis à relever. Le maintien des acquis s’avèrerait important pour éviter le recul et le retour des anciennes pratiques non adaptées à la politique de coopération internationale pour le développement . De même, du côté des autorités malgaches l’attention doit être focalisée sur le comment instaurer un climat et environnement administratif et économique sain pour regagner la confiance des acteurs nationaux de développement et les bailleurs de fonds. / Madagascar among less advanced countries in a precarious situation has benefited aids from many donors, bilateral and multilateral, traditional or new ones, to finance its development program implementation.Since its independence, it has not stopped receiving such public aids for development. However, no improvement has occurred up to now. In 2005, the adoption of the Paris Declaration during the High Level Forum by the Development Assistance Committee (DAC-OECD) established a new political orientation based on promoting harmonisation and coordinating aid policies to ensure efficiency of all actions for a sustainable stability and development. Being aware of the challenges to take up, Madagascar enrolled in the process of ensuring the politics and practise harmonization consistency. It is one of the fifty countries that adopted and signed for this declaration. The above political orientation had to provide a breath of fresh air and recommends to the technical and financial partners (PTFs) to really unite and work together so that aids could be an actual development tool and no more a problem for the beneficiary country. The last Busan Aid Effectiveness Declaration in 2011 still emphasizes this aspect .Therefore, since 2005, the malgache government with the support of all its PTFs, donors, has decided to put an agenda in place for the 2015 horizon. This agenda, a sort of roadmap, fixes the important steps that the players should follow to establish harmonized and coordinated managing mechanism of the public development aids. It is a partnership incentive between donors and government that the latter tries to establish. Those actions began with the reform implementation to make the national system reliable and to win back the PTFs’ confidence. Therefore, the implementation of the coordinating entity and the mechanism of national monitoring survey joint with public policies and external aids has been processed. Simultaneously, at each sector’s level, the approach adaptation has been searched to be in agreement with this new political orientation. In practice, these processes are not easy to carry out and some difficulties are politically and technically experienced. This engenders disorder in the national aid mapping and suspicion in the application of the five consistency principles: Ownership, Alignment, Harmonisation, Managing for results and Mutual accoutability known as harmonisation.The instability caused by the 2009 crisis occurrence has slowed down the well engaged process despite the promising results. In fact, the 2010 DP implementation survey evoked a performance decrease if compared to that of 2008. The search for complementary feature, for synergy between financial donor(s) with politics appropriation as a factor in the success are the challenges. Knowledge keeping would be important to prevent from regression and coming back to the old practices that are not adapted to the international cooperation for the development . In the same way, the malgache authority should more focalize their attention to the way how to regain the national development players’ and the donors’ trust.

Depuis plusieurs années, la complexité des circuits intégrés ne cesse d'augmenter : du SOC (System On Chip) vers le SIP (System In Package), et plus récemment les circuits empilés en 3D : les 3D SIC (Stacked Integrated Circuits) à base de TSVs (Through Silicon Vias) interconnectant verticalement les tiers, ou puces, du système. Les 3D SIC présentent de nombreux avantages en termes de facteur de forme, de performance et de consommation mais demandent aussi de relever de nombreux défis en ce qui concerne leur test, étape nécessaire avant la mise en service de ces systèmes complexes. Dans cette thèse, nous nous attachons à définir les infrastructures de test qui permettront de détecter les éventuels défauts apparaissant lors de la fabrication des TSVs ou des différentes puces du système. Nous proposons une solution de BIST (Built In Self Test) pour le test avant empilement des TSVs. Cette solution est basée sur l'utilisation d'oscillateurs en anneaux dont la fréquence d'oscillation dépend des caractéristiques électriques des TSVs. La solution de test proposée permet non seulement la détection de TSVs fautifs mais aussi de renseigner sur le nombre d'éléments défectueux et leur identification. D'autre part, nous proposons une architecture de test 3D basée sur la nouvelle proposition de norme IEEE P1687. Cette infrastructure permet de donner accès aux composants du système 3D avant et après empilement. Elle permet d'autre part de profiter du recyclage des données de test développées et appliquées avant empilement pour chacun des tiers puis ré-appliqués durant ou après l'empilement. Ces travaux aboutissent finalement à l'ouverture d'une nouvelle problématique liée à l'ordonnancement des tests sous contraintes (puissance consommée, température).Mots-clés : test, circuits 3D, TSV, BIST, oscillateur en anneau, architecture de test 3D, IEEE P1687, test avant empilement, test après empilement. / For several years, the complexity of integrated circuits continues to increase, from SOC (System On Chip) to SIP (System In Package) , and more recently 3D SICs (Stacked Integrated Circuits) based on TSVs (Through Silicon Vias ) that vertically interconnect stacked circuits in a 3D system. 3D SICs have many advantages in terms of small form factor, high performances and low power consumption but have many challenges regarding their test which is a necessary step before the commissioning of these complex systems. In this thesis we focus on defining the test infrastructure that will detect any occurring defects during the manufacturing process of TSVs or the different sacked chips in the system. We propose a BIST (Built In Self Test) solution for TSVs testing before stacking, this solution is based on the use of ring oscillators which their oscillation frequencies depend on the electrical characteristics of the TSVs. The proposed test solution not only allows the detection of faulty TSVs but also gives information about the number of defective TSVs and their location. On the other hand, we propose a 3D DFT (Design For Test) architecture based on the new proposed test standard IEEE P1687. The proposed test architecture provides test access to the components of the 3D system before and after stacking. Also it allows the re-use of recycled test data developed and applied before stacking to each die in the mid-bond and post-bond test levels. This work lead to the opening of a new problem related to the test scheduling under constraints such as: power consumption, temperature.Keywords: test, 3D circuits, TSV, BIST, ring oscillators, 3D DFT architecture, IEEE P1687, pre-bond test, post-bond test.

Ce travail de thèse concerne le contrôle santé intégré (SHM : Structural Health Monitoring) de structures composites aéronautiques par ondes guidées avec des transducteurs piézoélectriques (PZT). La majorité des méthodes de détection classiques reposent sur la comparaison de signaux issus de la structure inspectée à l’état courant avec ceux mesurés dans un état sain (la baseline). La température altère significativement les signaux mesurés et le diagnostic associé si son influence n’est pas prise en compte dans la baseline. D’autre part, l’acquisition de la baseline est très contraignante en vue d’un déploiement des systèmes SHM en condition réelles. La première contribution de cette thèse est l’estimation du champ de température à partir des mesures des PZTs (décalage du spectre fréquentiel et capacité statique), qui permet de compenser l’effet de la température dans la baseline sans ajouter de capteurs dédiés. La seconde contribution concerne les méthodes sans état de référence (baseline free). Les performances de détection de quatre méthodes sont comparées (rupture de réciprocité, variation d’amplitude, analyse des modes de Lamb et baseline instantanée) sur un modèle numérique et des cas expérimentaux d’endommagement à différentes températures sur une plaque de composite fortement anisotrope. Les résultats obtenus démontrent que la décomposition des modes de Lamb dans les signaux mesurés par l’intermédiaire de dual PZTs (PZTs constitués de deux électrodes concentriques – un anneau et un disque – sur leur face supérieure) permet d’améliorer de façon significative les performances de détection de ces méthodes. Un processus de dimensionnement du réseau de dual PZTs est proposé pour le déploiement de ces méthodes sur des structures complexes et prenant en compte la forte anisotropie des matériaux. Ces résultats ouvrent des perspectives prometteuses contribuant potentiellement au transfert des technologies de SHM des laboratoires vers l’industrie. / This thesis work concerns the Structural Health Monitoring (SHM) of aeronautical composite structures by guided waves with piezoelectric transducers (PZT). Conventional detection methods are based on the comparison of signals from the inspected structure in the current state with those measured in a healthy state (the baseline). Temperature significantly alters the measured signals and the associated diagnosis if its influence is not considered in the baseline. Also, the acquisition of the baseline is very constraining for the deployment of SHM systems in real conditions. The first contribution of this thesis is the estimation of the temperature field from the PZT measurements (modal frequency shift and static capacity), which allows to compensate the effect of temperature in the baseline without adding dedicated sensors. The second contribution of this thesis concerns baseline free methods. The detection performance of four methods are compared (reciprocity principle, amplitude variation, Lamb mode analysis and instantaneous baseline) on a numerical model and experimental cases of damages at different temperatures on a highly anisotropic composite plate. The results obtained show that the decomposition of Lamb wave modes in signals measured via dual PZTs (PZTs consisting of two concentric electrodes - a ring and a disk - on their upper side) significantly improves the detection performance of these methods. A dimensioning process for the deployment of these methods on complex anisotropic structures is proposed. These results open up promising opportunities that potentially contribute to the transfer of SHM technologies from laboratories to industry.

Les travaux de recherche menés dans cette thèse s’inscrivent dans le cadre de la réalisation de la technologie cellule solaire intégrée (i-Cell), qui est une technologie innovante de fabrication de cellules solaires à hauts rendements de conversion et à bas coût de production. L’i-Cell consiste en la réalisation de plusieurs cellules élémentaires ou sous-cellules, en feuilles minces de silicium cristallin purifié, qui sont connectées en série sur un substrat de Si fritté bas coût. La technologie i-Cell permet en effet la réduction du coût de la plaquette grâce à la faible épaisseur des feuilles de silicium et grâce à l’utilisation de substrats issus du frittage de poudres de silicium. Dans une telle structure la fonction photovoltaïque est assurée par la feuille mince de surface alors que le transport du courant et la fonction mécanique sont gérés par le substrat fritté ce quipermet de réduire les coûts de fabrication de la cellule. En effet, à l’instar des couches minces, on peut décomposer la couche active en cellules de faibles surfaces et ainsi produire sur une surface standard (156 x 156 mm²), une cellule dans laquelle circule un faible courant qui permet de réduire fortement la consommation des métaux précieux au sein de la cellule (Argent) et entre les cellules du module (Cuivre). En outre, la configuration des cellules à i-Cell permet de s’affranchir des busbars en Ag traditionnellement utilisés dans les technologies silicium. Ceci présente l’avantage d’éviter le masquage de la lumière et donc d'augmenter la puissance de la cellule. Ce travail de thèse s’articule sur deux axes de recherche principaux. Le premier est orienté sur l’étude de la cinétique d’oxydation thermique de substrats de silicium frittés poreux. Le deuxième axe concerne la réalisation du substrat fritté intégré et la réalisation des premiers prototypes d’i-Cells sur ces derniers. Ce travail a permis de démontrer la faisabilité de l’i-Cell et de réaliser des prototypes d’i-Cell sur le substrat fritté intégré. Des rendements de conversion PV supérieurs à 18% ont été ainsi obtenus. / The research work conducted in this thesis are within the framework of the realization of the integrated solar cell technology (i-Cell), which is an innovative solar cell technology with a high conversion efficiency and a low cost production. The i-Cell consists of the realization of several elementary cells or sub-cells, in purified crystalline silicon thin foils, which are connected in series on a low cost sintered silicon substrate. In fact, the i-Cell technology allows the reduction of the cost of the wafer thanks to the low thickness of the silicon foils and through the use of substrates obtained from the sintering silicon powders. In such a structure, the photovoltaic function is provided by the thin purified Si foil on the surface. Whereas both the current transport and the mechanical function are provided by the sintered silicon substrate – thin allows to reduce the cell manufacturing costs. In fact, just like thin films, we can decompose the active layer in small cell surfaces and thus produce, on a standard surface (156 x 156 mm²), a low current cell that greatly reduces the consumption of precious metals within the cell (Silver) and between the cells within the module (Copper). Furthermore, the configuration of cells in the i-Cell technology permits to eliminate the use of Silver busbars traditionally used in the Si solar cell technologies. This offers the advantage of avoiding the masking light and thus increases the power of the i-Cell. This thesis work focuses on two main axes of research: The first axis relates to the study of the kinetics of thermal oxidation of porous sintered silicon substrates. The second axis of research focuses on the realization of the “integrated sintered substrates”, which consists of the realization of local conductive zones on the insulating porous sintered substrate, and the fabrication of the first i-Cells prototypes on them. This work demonstrated the feasibility of i-Cell and produced prototypes of i-Cell on the integrated sintered substrate. High photovoltaic conversion efficiencies, greater than 18%, were obtained.

Les téléphones et tablettes de dernière génération embarquent une puissance de calcul numérique très importante nécessitant une puissance électrique d’alimentation toute aussi significative. Afin de réduire la consommation énergétique des composants numériques complexes des terminaux mobiles, des techniques de modulation dynamique de la tension d’alimentation et de la fréquence de fonctionnement du cœur de calcul numérique sont utilisées. Le convertisseur DC/DC qui assure l’alimentation du cœur numérique doit donc faire face à de forts transitoires de charge, de tension de référence et de tension de source. Le contrôle en mode glissant d’un convertisseur DC/DC permet un bon compromis entre les performances transitoires du convertisseur, la réalisation via des composants analogiques et la puissance dissipée par le contrôleur. C’est pourquoi ce type de contrôle apparait être adapté au contrôle de convertisseurs DC/DC alimentant des cœurs numériques. Cette thèse a pour objet l’étude des alimentations sur carte électronique où le contrôleur et l’étage de puissance sont intégrés sur puce tandis que les composants de puissance passifs sont montés sur le circuit imprimé. Le contrôle en mode glissant à fréquence de découpage fixe d’un convertisseur DC/DC a été démontré avec des résultats significatifs. Cependant les performances transitoires d’un tel convertisseur sont amoindries en raison des délais introduits par une fréquence de découpage fixe. Une nouvelle structure de régulation de fréquence de découpage d’un convertisseur DC/DC contrôlé en mode glissant est proposée dans cette thèse. Cette structure régule la fréquence de découpage moyenne du convertisseur tout en maintenant la réponse transitoire du convertisseur asynchrone par rapport à l’horloge de référence. Une analyse de stabilité qui prend en compte les spécificités d’un tel système est aussi proposée. Le convertisseur a été conçu sur un procédé CMOS 130nm de STMicroelectronics. La fréquence de découpage est maintenue volontairement faible pour conserver un rendement élevé avec des composants passifs externes. Le prototype présente un rendement supérieur à 80% entre 2.4mW et 960mW de puissance de sortie. / Mobile applications necessitate nowadays huge digital-resources. Power management of a digital System-On-Chip (SOC) is based on dynamic voltage scaling. DC/DC converters used to supply the digital SoCs are facing stringent constraints with respect to load-transients, line-transients and reference tracking. Hysteretic control is known as the most convenient control scheme with a fair trade-off between transient performances, analog implementation and power consumption, particularly for one-phase architecture. The thesis focuses on-board DC/DC with a significant constraint on footprint (i.e. on components count and values). Fixed switching-frequency hysteretic control has been experimented with significant results. Transient performances are reduced due to latency introduced in the switching frequency control. The present study focuses on the improvement of the concept as well as its implementation and the analysis of stability. A new analog implementation of the sliding-mode control is presented with switching-frequency control using a particular analog phase-locked-loop but preserve transient performances. The DC/DC converter is implemented in CMOS 130nm by STMicroelectronics. The switching frequency range has been voluntarily limited and excludes the possible integration of passive components for the sake of silicon access. A hybrid demonstrator is presented with efficiency higher than 80\% between 2.4 mW and 960 mW output power.

Ce mémoire présente la modélisation, la simulation, l’expérimentation et la conception d’une structure composite intelligente pour des mesures de haute température (jusqu’à 300 °C). Pour ce faire, une fibre à revêtement métallique, particulièrement résistante pour de tels niveaux thermiques, a été considérée et intégrée au sein d’un revêtement d'alumine. La structure composite intelligente se compose alors du substrat, du dépôt et d’un capteur à fibre optique à modulation d’intensité. Pour mener cette étude, une estimation des flux thermiques basée sur le thermogramme expérimental s’est révélée nécessaire afin d’alimenter un modèle numérique. Différents modèles ont ensuite été construits afin d’évaluer les niveaux de températures atteints en surface ainsi que les niveaux de contraintes au sein même du composite. La simulation a montré que le dépôt pouvait thermiquement être considéré comme une couche mince et que la diffusion de la chaleur au sein du dépôt et du substrat était rapide et pouvait être estimée à l'échelle de la milliseconde. La répartition des contraintes est comme on pouvait s'y attendre dépendante du flux incident mais aussi de la géométrie globale du composite. Les contraintes restent relativement uniformes lors de l'échauffement et durant leur propagation mais s’intensifient après le refroidissement. Il s'avère également que les contraintes résultantes ne sont pas symétriques dans la fibre et sont dépendantes de la position de la fibre par rapport au substrat. Après une phase de modélisation des niveaux thermiques et des contraintes susceptibles d’être atteints au sein du matériau, une phase expérimentale consistant à intégrer une fibre optique non fonctionnalisée dans un dépôt d’alumine a donc été réalisée. Les observations microscopiques en surface et en coupe ont été effectuées afin de vérifier l’intégrité de la fibre intégrée. L’adhérence mécanique des fibres a ensuite été mesurée ainsi que l’atténuation optique pendant le processus d’intégration et le comportement thermique de l’ensemble durant des cyclages thermiques. Enfin, un capteur à fibre optique à modulation d’intensité a été conçu par intégration dans un dépôt céramique réalisé par projection thermique. Un système de mesure de la température a donc été construit et les premiers essais de réponse thermique ainsi que le cyclage thermique du capteur de température ont été effectués et analysés. En concluision, cette étude démontre la faisabilité d’une structure composite intelligente par intégration d'un capteur à modulation d’intensité à fibre optique dans un dépôt céramique élaboré par projection thermique susceptible de pouvoir travailler jusqu’à des températures de 300 °C. / This paper presents the modeling, simulation, experimentation and design of a smart composite structrure for high temperature measurements (up to 300 °C). In order to achieve this goal, a high temperature resistant metal coated optical fiber was considered and integrated into alumina coating. The smart composite structure consists of a substrate, a coating and an intensity modulated optical fiber temperature sensor. Firstly, an estimation of heat flux based on a experimental thermogram was firstly carried out in order to feed a numerical modeling. Then, different modelings were built to evaluate the surface temperature levels as well as the composite stress levels. The simulation showed that the composite (substrate and coating) could be considered as a thermally thin medium, the heat propagation within the composite was fast and could be estimated at a scale of millisecond. The stresses remained relatively uniform during the heating process but intensified during the cooling process. The modeling also showed that the stresses are not symmetrical in the fiber and depend on the position of the fiber relative to the substrate. After a modeling evaluation of the thermal levels as well as the stresses that may be achieved in the composite, an experimental step integrating a optical fiber into a thermal coating was carried out. Microscopic observation of surface and cross section were conducted in order to analyze the characteristics of the integrated fiber. The mechanical strength of the integrated fiber was then measured and the optical attenuation during the integration process as well as the thermal behavior of the integrated fiber during the thermal cycling were evaluated. Finally, an intensity modulated optical fiber temperature sensor was designed and integrated into ceramic coating by thermal spraying. A temperature measuring system was designed and the first tests of the thermal response as well as thermal cycling of temperature sensor were carried out. This study demonstrates the feasibility of designing a high temperature resistant smart composite structure by integrating an intensity modulated optical fiber temperature sensor in a ceramic coating elaborated by thermal spraying.

Les performances électriques des cellules photovoltaïques à base de silicium sont fortement dégradées lorsque leur température augmente. Cette problématique, pourtant bien connue, n’est pas suffisamment prise en considération dans l’industrie du photovoltaïque. Pour parer à cette dégradation, deux voies d’améliorations peuvent être explorées : diminuer la température de fonctionnement des cellules ou réduire leurs coefficients de dégradation en température. Cette étude est d’autant plus importante pour les applications sous concentrations, un éclairement élevé favorisant l’échauffement des cellules. Pour les facteurs de concentration élevés, l’utilisation de systèmes de refroidissement actifs réduit drastiquement la température de fonctionnement. Pour les faibles éclairements, le refroidissement passif est préféré, bien moins coûteux en énergie. Ce travail de thèse est focalisé sur l’étude du comportement thermo-électrique des cellules sous faible concentration du rayonnement incident. Un banc de caractérisation innovant développé dans cette thèse a rendu possible la quantification des variations de la température de la cellule avec la tension de polarisation sous différents facteurs de concentration. Avec l’augmentation de la polarisation, une évolution du facteur d’émission thermique est observée du fait des variations de la concentration de porteurs de charge minoritaires. Le refroidissement radiatif est minimal au courant de court-circuit et est maximal à la tension de circuit ouvert : la température atteinte au point de court-circuit est supérieure à celle atteinte en circuit ouvert. Pour une cellule donnée, sous un éclairement de 3 soleils, un écart de température de 6.2 °C a pu être mesuré entre ces deux points. La fabrication de cellules avec des propriétés différentes nous a permis de confirmer l’importance du dopage de la base et de l’architecture sur l’augmentation du refroidissement radiatif avec la polarisation. De plus, la comparaison du comportement thermo-électrique des cellules de type de dopages différents a mis en avant de plus faibles coefficients de dégradation en température de la tension en circuit ouvert pour les cellules ayant un substrat de type n. Par exemple, pour une température de et sous un éclairement de 1 soleil, un coefficient de dégradation en température du Voc de −0.45% %·°C-1 a été mesuré sur une cellule de type n contre −0.49%·°C-1 pour une cellule de type p. / The electrical performances of silicon based solar cells strongly degrade when increasing their temperature. However, such a well-known issue is too scarcely considered in the phovoltaic industry. To prevent the degradation of silicon based solar cells, two ways of improvement can be explored : one can either decrease the cells’ functionning temperature or either reduce the temperature degradation coefficient. As light intensity tends to favor cell heating, the study is even more important under concentrated sunlight. Regarding high light intensities, active cooling systems can be used to drastically reduce the cell temperature. For low light intensities, passive cooling systems, such as radiative cooling, are more energetically savy. The thesis aims at studying the electro-thermal behavior of cells under low light intensities. An innovative experimental set-up has been developped during this thesis to quantify the variation of the cell temperature with the applied bias voltage. When increasing the bias, an evolution of the cell emissivity is observed because of a variation of the minorities carrier concentration. The radiative cooling is at its lowest at the short circuit current and peaks its highest value at the open circuit voltage : as a result, the reached temperature is higher at the short circuit current than at the open circuit voltage. For a given solar cell, under 3 suns, a temperature shift of 6.2 °C was measured between these two points. The control of the fabrication process gives the opportunity to analyse the influence of the base doping and cell architecture on the evolution of the radiative cooling with the applied bias. Furthermore, the comparison between the electro-thermal behaviors of solar cells, which are related to their type of doping, has shown a lower thermal degradation coefficient of the open circuit voltage for n-type based dope solar cells. For example, at 60°C and under 1 sun, we measured a thermal degradation coefficient BVoc = −0.45% %·°C-1 for a n type solar cell whereas the p type solar cell recorded BVoc = −0.49% %·°C-1.

La surface occupée par la mémoire et la circuiterie digitale dans une carte à puce est prépondérante, ce qui motive l'utilisation de technologies à forte densité, mais impliquant une tension d'alimentation Vdd en dessous du volt. Par ailleurs, les cartes à puces étant destinées à des applications nomades, leur consommation est limitée alors que les fonctionnalités demandées deviennent plus nombreuses, ce qui nécessite de diminuer la consommation de chaque fonction élémentaire. Ainsi, le concepteur est amené à dimensionner des cellules analogiques fonctionnant sous spécifications nanowatt (faible tension d'alimentation - au plus 1 Volt - et faible consommation - quelques dizaines à quelques centaines de nano-ampères - ). Cette étude traite de l'élaboration d'une méthodologie de conception de circuits analogiques nanowatt, et de son application au domaine de la carte à puce. La méthodologie développée a été appliquée à des architectures autopolarisées et à polarisation fixée. Les circuits dimensionnés sous spécifications nanowatt, ont été simulés avec Spectre et les paramètres BSIM3v3 de la technologie CMOS 0.15µm de la société ATMEL. Les transistors qui ont été utilisés sont des transistors haute tension (HV oxyde épais). Les résultats de simulation se sont révélés cohérents avec les performances prédites par la méthodologie. Les mesures expérimentales ont confirmé l'aptitude de la méthodologie au dimensionnement de circuits sous spécifications nanowatt.

Le besoin securitaire lie au developpement des cartes a puce intelligentes impose de fortes contraintes quant a la robustesse de fonctionnement de ces dispositifs afin de garantir des performances optimales dans un environnement sans cesse perturbe. Depuis Trois ans, des effets d'annonces, suivies de prudentes introductions commerciales, se sont multiplies pour promouvoir aupres des operateurs telecoms un nouveau concept de carte SIM : une carte, Mega, Very Large ou SuperSIM, offrant des capacites memoires etendues aptes a supporter de nouveaux services de gestion de contenus et, surtout, disposant d'un protocole de communication bien plus rapide que celui specifie par l'ISO7816-3 (9, 6kbits/s en standard). L'augmentation de ce taux de transfert est donc un enjeu important pour ce marche. Une des solutions envisagees serait d'utiliser la performance de la norme USB (Universal Serial Bus) qui est une interface rapide, bidirectionnelle, isochrone et de faible cout, dont les connections sont gerees dynamiquement. En depit de sa simplicite, cette solution a un cout. En effet, l'isochronisme n'est pas assure par le transfert d'une base de temps au travers de la connexion. Ainsi le lecteur et l'element connecte (host et device) doivent generer leurs propre reference. Cependant, celles-ci doivent avoir une precision compatible, aussi bien au niveau des taux de transfert que du nombre d'elements faisant partie de la chaine de communication. L'objectif de cette these est d'une part, la recherche de solutions innovantes et de faible cout permettant la recuperation d'horloge lors de la transmition de donnees entre la carte a puce et son lecteur en se servant du protocole USB, et d'autre part, de demontrer la faisabilite de la solution par l'implementation d'une structure robuste, a faible puissance, pour les applications Smart-Card.