La volonté actuelle de réduire les risques environnementaux et humains amène les chercheurs à trouver de nouvelles solutions de traitement-recyclage poussé des combustibles usés. Dans le but de réduire les volumes d’effluents qu’elle génère, ses temps de réponse et son coût, la miniaturisation de l’analyse chimique en ligne constitue l’un des principaux enjeux de ces recherches. Dans ce contexte, le présent manuscrit traite de la conception, du dimensionnement, de la fabrication et de la caractérisation d’un capteur spectrophotométrique intégré sur verre borosilicate, pour l’analyse des cations radioactifs. Le dispositif, nommé « guide à nanocanal », est réalisé à l’aide des techniques de gravure sèche par plasma et d’échange d’ions. Il contient un coeur ruban surmonté d’un canal de (100 ± 10) nm de profondeur et d’un coeur plan, et permet la propagation d’un mode hybride optimisant ainsi l’interaction fluide/onde guidée sur un large domaine de longueurs d’ondes. Des mesures spectrales d’une solution de nitrate de néodyme en milieu nitrique peu acide (pH 2) et un traitement statistique ont permis de démontrer une limite de détection minimale en terme de coefficient d’absorption de (3,7 ± 0,9) x 10-3 cm-1 sur une longueur de (3,70 ± 0,05) cm et un volume de seulement (7 ± 3) nL. Une structure permettant d’augmenter la longueur d’interaction et donc de diminuer la limite de détection est proposée en perspectives de ce travail, de même qu’une étude préliminaire pour l’utilisation du dispositif en milieu actif. / The current will of reducing environment and human hazards has led the scientists to imagine new solutions for nuclear waste reprocessing. Miniaturized online chemical analysis of industrial processes has in particular an important role to play to reduce effluent volumes, response times and costs. In this context, we present the design, fabrication and characterization of an integrated spectrophotometric sensor on glass for chemical analysis of radioactive cations. The device is called a ―nanochannel waveguide‖ and is fabricated by reactive ion etching and ion exchange on glass. It is made of two borosilicate glass wafers bonded together. The first one contains a strip core and the second one a (100 ±10) nm deep nanochannel and a slab core. It allows the propagation of a hybrid mode, optimizing the fluid/guide wave interaction on a large wavelength range. Spectrometric measurements of a neodymium nitrate in nitric acid (pH 2) followed by statistical treatment have led to a limit of detection in terms of absorption coefficient of (3.7 ± 0.9) x 10-3 cm-1 for a device length of (3.70 ± 0.05) cm and fluid volume as low as (7 ± 3) nL. A structure allowing to increase the interaction length and therefore further decrease the detection limit has been proposed as an outlook of this work, and a preliminary study for use in a nuclear environment has been performed.

Les Contrats de rivière et les Schémas d’Aménagement et de Gestion des Eaux font partie des nouveaux instruments d’action publique misant sur un gain d’efficacité environnementale par leur territorialisation. La recherche pose l’hypothèse que cette efficacité dépend de la manière dont les acteurs qui mettent en œuvre ces dispositifs se saisissent de leurs dimensions territoriales. Elle propose la notion de ressort territorial pour désigner l’ensemble des ressources territorialisées et territorialisantes issues des processus dialectiques et diachroniques entre les constructions territoriales autour de l’eau et les projets pour sa gestion. La recherche explore les stratégies territoriales déployées dans l’élaboration et la mise en œuvre de ces dispositifs et analyse leurs implications en termes de modification des représentations et des pratiques des usagers de l’eau et in fine de l’état environnemental des ressources et des milieux aquatiques. La démonstration s’appuie sur le cas empirique de la vallée de la Drôme dans les quatre dernières décennies. Le corpus est constitué de comptes-rendus de réunions, de documents de projets et d’articles de presse ainsi que d’entretiens et de cartes mentales réalisés auprès des usagers et des gestionnaires de l’eau.Les résultats de la recherche portent sur les mécanismes et les conditions par lesquels la gestion territoriale de l’eau peut être gage d’efficacité environnementale. Des facteurs déterminants sont mis en évidence : (i) la mise en synergie des projets de développement territorial avec ceux de la gestion environnementale ; (ii) la mobilisation des dimensions identitaires des dispositifs de gestion des eaux et (iii) les intentions et les capacités d’action de certains gestionnaires. A cet égard, les structures intercommunales, et en leur sein, les binômes élus/agents de développement, constituent des acteurs moteurs de l’activation des ressorts territoriaux de la gestion de l’eau. / River contracts and Plans for Water Development and Management are some of the new public action instruments aiming to improve environmental efficacy through regionalisation. Research suggests the hypothesis that this efficacy depends on how actors implementing these systems apprehend their regional dimensions. It proposes the idea of territorial feedback to indicate all the regional and regionalising resources resulting from dialectic and diachronic processes between regional constructions concerning water and projects for its management.The research explores the regional strategies used in drawing up and implementing these systems and analyses their implications in terms of modification of representations and practices and water uses, and hence the environmental condition of resources and aquatic environments. The demonstration uses the empirical case of the Drome valley over the past four decades. The body of the work consists of minutes of meetings, project documents and press articles as well as interviews and mind maps produced with water users and managers.The results of the research concern the mechanisms and conditions through which regional water management can be an indicator of environmental efficacy. Determining factors are provided: (i) assurance of synergy between regional development projects with those of environmental management; (ii) the use of identification dimensions of water management systems and (iii) the intentions and ability to act of certain managers. In this respect, intercommunity structures, and within these, the association of elected representative/development agents, act as the driving force in activating territorial feedback relative to water management.

La question de la remontée des niveaux marins et du recul du trait de côte est aujourd'hui une préoccupation de premier ordre face à laquelle les sociétés sont en attente de connaissances et de propositions. Or, les littoraux les plus menacés, les côtes basses, sont d'une part le siège de pratiques séculaires, de "défense contre la mer" et ont, d’autre part, été investis dans une période récente par des activités touristiques tournées vers l'exploitation des plages. Cette vulnérabilité physique et sociale explique notre choix pour les littoraux correspondants aux trois communes de Vias, Agde et Marseillan (golfe du Lion). Ces terrains réunissent un ensemble de caractéristiques qui en font un terrain laboratoire propice à l’observation et au traitement de cette problématique. L’érosion et la submersion marine ont marqué l’espace et les paysages de ces territoires. Face à cette situation de vulnérabilité se pose la question de l'adaptation des systèmes socio-économiques qui se sont développés dans ces espaces et de la résilience des territoires. La résilience désigne la capacité à anticiper, à réagir et à rebondir après un événement perturbateur. Cette approche nous permet de comprendre comment la société locale réagit face à des situations de vulnérabilité et comment se construisent les capacités d’adaptation et de résilience dans sa dimension territoriale. L’approche monographique est mobilisée dans notre travail à partir des entretiens semi-directifs, l’objectif est de confronter la notion théorique de la résilience des territoires à sa réalité pratique. À travers, ces trois territoires, il s’agit d’apporter des connaissances empiriques afin de décrypter les enjeux et révéler un modèle de développement axé sur la littoralisation des activités. Nous proposons à la fin de ce travail une nouvelle démarche, la Résilience Intégrée de Zones Côtières (RIZC), pour dépasser la complexité du réel et entretenir les solidarités entre tous les acteurs concernés. La RIZC permet de maintenir un niveau d’activité à l’aide des capacités de la souplesse du système afin de limiter les conflits d’intérêts entre public et privé et renforcer leur confiance mutuelle. / Rising sea levels and coastline recession have become a major issue about which society requires knowledges and solutions. The shorelines most threatened are low seacoasts which are both places of century-old traditions of coastal protection and localities exploited for tourism attracted by their beaches. This material and social vulnerability explains our choice of three municipalities: Vias, Agde and Marseillan (France, Gulf of Lion). These cases highlight features that permit pertinent observations on the subject. Erosion and coastal flood have shaped their landscape and planning. Can socioeconomics systems adapt to this new vulnerability? Resilience is the capacity to anticipate, react and bounce back after a disturbance. This approach allows us to understand how local communities react to vulnerability and plan new forms of resilience and adaptation. We use semi-structured interviews to build monographs and contrast theoretical resilience against real life experiences. These three territories are used to gather empirical knowledge in order to clarify the issues at stake and the need to abandon the concentration of activities on shorelines. Finally, we discuss how a new approach known as integrated coastal zone management; can overcome the complexity of the real situations encountered and underpin solidarity between all the stakeholders. Using a more versatile system, integrated coastal zone management, can help to maintain activities, limit conflicts of interest between public and private stakeholders and strengthen their mutual trust.

Dans ce travail, nous présentons la réalisation de composants originaux d’optique guidéeutilisant une technique de fabrication basée sur l'autofocalisation d’un faisceau lumineux.Cette technique permet la photo-induction de guides d’onde optiques au coeur de cristauxde LiNbO3 par effet photoréfractif.En premier lieu, des guides adiabatiques ont été générés dans des cristaux de LiNbO3 enappliquant un gradient de température selon l’axe de propagation lors de l’étaped’induction. Ces résultats expérimentaux ont été appuyés par un modèle numérique 3-Dprenant en compte la dynamique de l'effet photoréfractif.Dans un deuxième temps, nous avons démontré que la présence d’un micro-canal présentsur le trajet d’un faisceau ne perturbe pas son autofocalisation. Cette configuration a permisde fabriquer un capteur optofluidique qui permet de mesurer l'indice de réfraction d’unliquide présent dans le canal sur une plage de mesure de 1.2 à 1.8 avec une précision de4x10-3. Enfin, cette étude a été étendue à des faisceaux sous forts angles d’incidence avec lecanal ce qui a été exploité pour induire un séparateur de polarisation en optique guidée. Ceséparateur, fabriqué en une seule étape d’induction, est constitué d’un guide d’entrée seséparant en deux guides de sortie supportant des composantes croisées de polarisation. / In this work, we present the fabrication of innovative guided optics components using asimple and efficient method based on self-trapping of light beams. This technique leads tothe formation of optical waveguides inside LiNbO3 crystals by photorefractive effect.The generation of adiabatic waveguides is first achieved by applying a temperature gradientalong the propagation axis. These experimental results have been confirmed by a 3-Dnumerical model taking into account the photorefractive dynamic.Subsequently, we have shown that the presence of a micro-channel forming a gap on thebeam trajectory does not affect the self-trapping effect. This configuration has been used tofabricate an optofluidic sensor able to measure the refractive index of liquids present in thechannel with a measuring range between 1.2 and 1.8 and a resolution of 4x10-3. Finally, thisstudy has been extended to self-trapped beams at large angle of incidence with the channelwhich has been exploited to fabricate a guided polarization separator. This polarizationseparator is formed of one input waveguide that separates into two output waveguidessupporting crossed polarizations components.

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 modes de galerie découverts par Lord Rayleigh en 1910 trouvent aujourd'hui des applications en optique intégrée sur silicium. Des cavités aux résonances extrêmes ont pu être intégrées sur silicium sur isolant (SOI) ou sur semi-conducteurs III-V. Ces composants permettent de réaliser des fonctions passives et actives pour la microélectronique, les télécommunications ou l'électrodynamique quantique en cavité. Avec ces nouvelles applications, de nouveaux composants faisant interagir le mode de galerie avec des éléments extérieurs comme un réseau de Bragg ou des guides optiques sont apparus. Les méthodes de modélisation de l'optique intégrée étant peu adaptées pour simuler ces cavités aux géométries particulières, nous avons développé deux modèles pour d´écrire ce type d'interaction. Le premier, basé sur le formalisme de Floquet-Bloch, permet de d'écrire des modes de galerie fortement perturbés par une modification géométrique de la cavité. Le second, basé sur une méthode de perturbation, permet de d´écrire des interactions de faible amplitude avec des objets extérieurs comme des guides optiques. Ces résultats ont été validés par une comparaison avec la méthode des différences finies en domaine temporel. Nos modèles ont ensuite été comparés aux réalisations expérimentales de fonctions passives sur SOI (filtres et démultiplexeurs) fabriquées au CEA-LETI, et de fonctions actives (Phosphure d'Indium et silice dopée Erbium) réalisées au LEOM ou au DRFMC. Nous avons ainsi pu caractériser des composants ayant des facteurs de qualité de 90 000.

La gestion forestière doit être envisagée de manière « durable » et « intégrée ». Durable parce qu'elle doit assurer l'amélioration de toutes les potentialités et le maintien de la pérennité des écosystèmes qu'elle renferme. Intégrée parce qu'elle doit être en mesure de satisfaire plusieurs objectifs relevant de la « multifonctionnalité » des forêts. Ainsi, les gestionnaires doivent non seulement mettre en œuvre une véritable stratégie reposant sur l'analyse de toutes les potentialités de la forêt, mais aussi concevoir des scénarios à soumettre à une concertation aussi large que possible entre acteurs revendiquant un droit de regard sur la gestion de ce qu'ils considèrent comme un patrimoine commun [écologique, économique, social,

Modélisation et simulation des procédés continus en vue de leur supervision abordée sous l'angle de la traduction automatique des données obtenues par modélisations quantitatives utilisées en automatique en des données qualitatives plus facilement compréhensibles par les opérateurs du procédé ; un langage de modélisation déclarative permet la représentation graphique avec des nœuds et des arcs figurant les grandeurs intéressantes et leurs relations de causalité

Ces travaux de thèse ont pour but de faire des avancées dans le domaine de la vision cognitive en proposant une plate-forme fonctionnelle et logicielle pour le problème complexe de l'interprétation sémantique d'images. Nous nous sommes focalisés sur la proposition de solutions génériques et indépendantes de toute application. Plus qu'une solution à un problème spécifique, la plate-forme proposée est une architecture minimale qui fournit des outils réutilisables pour la conception de systèmes d'interprétation sémantique d'images.<br />Le problème de l'interprétation sémantique d'images est un problème complexe qui peut se séparer en 3 sous-problèmes plus faciles à résoudre en tant que problèmes indépendants: (1) l'interprétation sémantique, (2) la gestion des données visuelles pour la mise en correspondance des représentations abstraites haut niveau de la scène avec les données image issues des capteurs et (3) le traitement d'images. Nous proposons une architecture distribuée qui se base sur la coopération de trois systèmes à base de connaissances (SBCs).<br />Chaque SBC est spécialisé pour un des sous problèmes de l'interprétation d'images. Pour chaque SBC nous avons proposé un modèle générique en formalisant la connaissance et des stratégies de raisonnement dédiées. De plus, nous proposons d'utiliser deux ontologies pour faciliter l'acquisition de la connaissance et permettre l'interopérabilité entre les trois différents SBCs.<br />Un travail d'implémentation de la plate forme de vision cognitive a été fait à l'aide de la plate-forme de développement de systèmes à base de connaissances LAMA conçue par l'équipe ORION.<br />Les solutions proposées ont été validées sur une application concrète et difficile: le diagnostic précoce des pathologies végétales et en particulier des pathologies du rosier de serre. Ce travail a été effectué en coopération avec l'INRA (Institut National de la Recherche Agronomique).

Le niobate de lithium dopé à l'erbium permet de tirer parti des propriétés optiques des ions terre rare et du fort coefficient électro-optique de la matrice. Il constitue ainsi un matériau prometteur pour la réalisation de lasers déclenchés monolithiques émettant vers 1,5 µm. En configuration guidée, l'obtention d'impulsions à forte puissance crête est en particulier envisageable à partir d'un pompage par diode laser du commerce et avec de faibles tensions de commande.<br />Dans cette perspective, un mécanisme prépondérant de réduction du gain aux fortes concentrations de dopant, caractéristique des cristaux dopés dans la masse, a été identifié et une méthode originale développée pour évaluer simplement ses effets de façon quantitative.<br />Ce mémoire souligne l'excellent accord entre les prévisions théoriques du modèle d'amplification optique mis en place puis adapté au cas de guides monomodes et les mesures réalisés sur les composants fabriqués dans le même temps par diffusion de bandes de titane dans des substrats dopés dans la masse et en surface.<br />Ceci a permis d'observer pour la première fois l'effet laser en continu dans des guides d'onde sur niobate de lithium dopé à l'erbium dans la masse et pompés par une diode à 1,48 µm. L'intégration de modulateurs électro-optiques a également conduit à l'observation d'impulsions déclenchées. Pour l'instant limitées par la puissance de pompe disponible, elles devraient pouvoir atteindre plusieurs centaines de watts de puissance crête avec des durées de quelques nanosecondes.