De la fin du IXe au milieu du XIe siècle, la Lotharingie, ancien cœur de l’empire carolingien, devint une marge du royaume de Francie occidentale, d’abord, puis de Francie orientale, ensuite, sans que ne se développe pour autant une identité lotharingienne. Cette recherche, qui porte sur la Lotharingie méridionale, s’intéresse tout d’abord aux structures de parenté aristocratiques, qui demeurent résolument horizontales et cognatiques. L’interrogation principale porte ensuite sur l’évolution du rapport des aristocrates à leurs espaces de domination. Ce travail montre que l’exercice de la potestas des comtes se fit, jusqu’à la réforme grégorienne, selon des logiques davantage sociales que spatiales : pagus et comitatus ne furent pas des circonscriptions territorialisées. Le territoire ne constituait pas le pouvoir comtal : il en découlait. À l’inverse, les seigneurs furent les premiers à s’ancrer spatialement en fondant des centres castraux dont ils adoptèrent le nom comme cognomen toponymique. Pour ce faire, cette thèse étudie dans le détail les fonctions, la morphologie et la chronologie de l’apparition des différents centres, aussi bien ecclésiastiques que laïques, en s’interrogeant également sur l’existence de « modèles spatiaux ». Une double approche textuelle et archéologique permet de déconstruire l’image d’aristocrates prédateurs et de montrer que si les abbayes et les sièges épiscopaux furent, pour les laïcs, l’objet d’enjeux nombreux, ceux-ci n’étaient pas d’ordre territorial. Elle amène également à reconsidérer l’aimantation castrale, en se détachant notamment d’une compréhension légaliste de ce phénomène et en analysant la coexistence de fortifications d’architectures très différentes. La multipolarisation de l’aristocratie lotharingienne ne peut se comprendre qu’en considérant pleinement les différents acteurs politiques – notamment les évêques –, afin de saisir les rapports de force changeants et la « coopétition » permanente entre ces différentes parties qui expliquent le rythme de cet ancrage spatial à tâtons. Celui-ci est à la fois différent de ce que l’on rencontre en Francie occidentale et en Francie orientale, confirmant le statut singulier de cet espace de l’entre-deux. / From the end of the ninth to the middle of the eleventh century, the Southern part of Lotharingia – the former heart of the Carolingian empire – first became a periphery of the West Frankish kingdom, and then a march of Eastern Francia. However, that does not mean that a Lotharingian identity emerged. To start with, our research indicates that aristocratic kinship patterns remained definitely horizontal and cognatic. The main research problem focuses on the aristocrats’ relations to their spaces of power, and their evolutions. This work shows that, until the Gregorian reform, counts performed their potestas according to a logic which was more social than spatial: pagus and comitatus were not territorialized divisions. Territory was not the core of the counts’ power: it was a consequence of it. Even so, lords were the first to found fortified places thus establishing manifestations of spatial power by assuming the castles’ names as a toponymic cognomen. This dissertation examines the functions, morphologies and chronologies of the emergence of such centers, either ecclesiastical or secular. It also raises questions about the existence of « spatial models ». Evidence from texts and archaeology allows us to deconstruct the image of predatory aristocrats. It also proves that although nobles competed for abbeys and episcopal sees, this rivalry was not territorial; our findings have also brought us to reconsider the growing function of castles by moving away from a legalistic approach to the process of polarization and rather analyzing the coexistence of the quite different fortification styles. One can understand the multipolarization of Lotharingian aristocracy only by fully taking into account the different political protagonists – especially bishops – in order to better grasp the changing power balances and constant « coopetition » between different parties. Those dynamics can explain the uncertain pace of the manifestation of spatial power, the modalities of which were different from both West and East Francia and thus confirm the unique status of this in-between space.

La lumière polarisée est généralement considérée comme une valeur ajoutée et est souvent utilisée pour améliorer l'observation de scènes et d’échantillons, grâce à différents processus d'optimisation. Cependant, il existe un certain nombre de situations où la polarisation de la lumière est pénalisante, et pour lesquelles il est majeur que la lumière polarisée soit transformée en lumière non polarisée. Pour illustration, de nombreuses applications spatiales nécessitent des détecteurs embarqués pour analyser les flux optiques provenant de la Terre ou de l’environnement. Ces flux sont collectés après avoir été diffusés et réfléchis par les différents éléments rencontrés, qui peuvent partiellement polariser la lumière étudiée. Cette dépolarisation n’est pas prédictible car elle dépend fortement des milieux traversés alors qu’elle influe fortement sur l’étalonnage des instruments. Bien que l'on puisse facilement transformer l'état de polarisation de la lumière en un autre état arbitraire, ou passer d’une lumière non polarisée à une lumière polarisée, la situation inverse qui consiste à dépolariser une lumière est moins fréquente et s'accompagne souvent de pertes optiques et d'une réduction de la cohérence spatiale ou temporelle. Dans cette thèse, nous proposons une technique alternative originale s’appuyant sur le principe de dépolarisation spatiale. Elle requiert un composant de type multicouche optique présentant un gradient transverse de propriétés optiques. Nous montrons dans quelles conditions ce gradient vient satisfaire à une condition de dépolarisation spatiale, sans créer de perte d’énergie / Polarized light is generally considered as an added value and is often used to improve the viewing of scenes and samples through various optimization processes. However, there are a number of situations where the polarization of the light is penalizing, and for which it is important that the polarized light is transformed into unpolarized light. For example, many space applications require embedded sensors to analyze optical flux from the Earth or the environment. These fluxes are collected after being scattered and reflected by the different elements encountered, which can partially polarize the light studied. This depolarization is not predictable because it strongly depends on the environments encountered whereas it strongly influences the calibration of the instruments. Although the polarization state of light can be easily transformed into another arbitrary state, or from unpolarized light to polarized light, the reverse situation of depolarizing light is less common and is often accompanied by optical losses and a reduction in spatial or temporal coherence. In this thesis, we propose an original alternative technique based on the principle of spatial depolarization. It requires an optical multilayer type component having a transverse gradient of optical properties. We show under which conditions this gradient satisfies a spatial depolarization condition, without creating energy losses. This synthesis step simultaneously takes into account the spatial and spectral variations of the optical properties of the filter

Le cil primaire, véritable organite sensoriel cellulaire est présent à la surface de la plupart des cellules de mammifères en quiescence. Truffé de récepteurs à sa membrane, le cil capte les signaux mécaniques et chimiques, jouant ainsi un rôle clé dans de nombreux processus développementaux et physiologiques. Un défaut de structure et/ou de fonction du cil est à l'origine de cancérogénèse et de pathologies humaines appelées ciliopathies.Le cil primaire est ancré à la membrane plasmique grâce au corps basal, structure dérivée du centriole père et connectée aux trois réseaux du cytosquelette. La formation du cil primaire nécessite une succession d'étapes cytoplasmiques hautement régulées. Elle débute par la maturation du centriole père en corps basal. Cette étape nécessite le recrutement de protéines spécifiques au centriole père permettant l'association avec une vésicule ciliaire à l'extrémité distale du centriole père. Ce complexe migre et vient s'ancrer à la membrane apicale déclenchant la nucléation de microtubules pour la formation de la partie externe du cil, ou axonème. En parallèle, la ciliogénèse nécessite un remodelage important du cytosquelette d'actine ainsi qu'un trafic de vésicules orienté vers la base du cil. Si la plupart des étapes sont bien caractérisées, celle concernant la migration du corps basal ainsi que la contribution du cytosquelette reste mal comprise.Afin de mieux appréhender les mécanismes impliqués dans la migration du corps basal lors de la ciliogénèse, nous avons développé un système expérimental basé sur l'utilisation de micro-patrons adhésifs recouverts de fibronectine. Cette technologie comporte de nombreux avantages. Elle permet le contrôle de l'étalement de la cellule inhérent à la surface imposée par la matrice extracellulaire régulant ainsi l'organisation du cytosquelette ainsi que le positionnement des organelles subcellulaires. Par ailleurs, le volume cellulaire induit par le confinement spatial facilite l'observation de la position du centrosome en z au cours du temps, indispensable pour l'étude de chaque étape de la ciliogénèse cytoplasmique.Dans un premier temps, nous avons démontré que la forme et l'architecture du cytosquelette d'actine qui en dépend sont des régulateurs majeurs du processus ciliogénique. Les cellules confinées spatialement et sevrées 24h sur des petits disques développent un réseau branché au niveau de leur surface apicale nécessaire à la croissance du cil primaire. A l'inverse, les cellules étalées sur des grands disques sont beaucoup plus contractées. Elles développent d'importantes fibres de stress sur leur surface ventrale. Le centrosome reste sous le noyau et le niveau de contraction empêche l'assemblage du cil. Le niveau de contractilité module donc la formation du réseau d'actine apicale qui contrôle en retour le mouvement du corps basal et l'élongation du cil.Dans un deuxième temps, nous avons étudié la dynamique du cytosquelette d'actine et de microtubules durant l'étape de migration du corps basal c'est à dire juste après la privation de sérum. Nos résultats indiquent que la migration nécessite une augmentation transitoire de la stabilité des microtubules concomitante avec une augmentation de la contractilité des filaments d'actine. Un crible basé sur l'ARN interférence nous a permis d'identifier des gènes impliqués dans le processus de migration dont CEP164, contribuant à l'ancrage du centriole père à la vésicule ciliaire. Les cellules déficientes en CEP164 montrent un défaut de réorganisation du cytosquelette expliquant l'inhibition du transport du corps basal vers la membrane apicale.L'ensemble des résultats nous permet d'avancer dans la compréhension des conditions requises pour le mouvement du corps basal vers la membrane apicale. Celui-ci nécessite à la fois un remodelage significatif du cytosquelette en constant dialogue et en interaction avec certains composants ciliaires nécessaires à la formation du cil primaire. / The primary cilium is a sensory organelle present on the surface of most quiescent cells. It possesses numerous receptors on its surface and is responsible for transducing biochemical and mechanical signals to the interior of the cell and playsimportant roles during development and in homeostasis. Defects in primary cilium assembly are the underlying cause of a group of pleiotropic diseases referred to as ciliopathies.The primary cilium is anchored to the plasma membrane through the basal body which is derived from the mother centriole and is connected to three networks of the cytoskeleton. Primary cilium formation is a highly regulated and multi-step process that begins with the maturation of the centriole mother into basal body in the cytoplasm of the cell. One of the first steps of primary cilium assembly is the recruitment of specific proteins to the mother centriole to initiate the formation of a ciliary vesicle at the distal end of the mother centriole. Once formed, the mother centriole migrates to and is anchored to the apical membrane, triggering the elongation of microtubules from the distal end of the mother centriole to form the outer part of primary cilium, or axoneme. In order for this to occur, significant remodeling of the actin cytoskeleton and directe-trafficking of vesicles to the base of the cilium is required. While much progress has been made in characterizing the initial steps of primary ciliogenesis, how the basal body migrates to the plasma membrane is not fully understood.To gain a better understanding of the mechanisms involved in the migration of basal body during ciliogenesis, we developed an experimental system based on the use of adhesive micro-patterns coated with fibronectin. This technology has many advantages. It enables the control of the cell spreading which is imposed by the size of the adhesive area and, in turn, the regulation of cytoskeletal organization and the positioning of subcellular organelles. Furthermore, this technique enables the cell volume induced by the spatial confinement, to be controlled, facilitating the observation and measurement of the centrosome's position in z throughout the primary ciliogenesis process.First, we demonstrated that the shape and architecture of the actin cytoskeleton are major regulators of primary ciliogenesis. Cells spatially confined and starved for 24h on small discoidal micropattern develop an apical web like actin network necessary for the primary cilium growth. In contrast, cells plated on large discs are much more contracted and they develop significant stress fibers on their ventral surface. In this situation, the centrosome remains below the nucleus and the level of contraction prevents the assembly of a primary cilium. The level of contractility therefore modulates the formation of apical actin network that in turn controls the movement of the basal body and the cilium elongation.Secondly, we studied actin cytoskeleton and microtubule reorganization during the basal body migration step that occured just after serum starvation. Our results indicate that migration requires a transient increase in the stability of microtubules, concomitant with an increase in contractility of actin filaments. By RNA interference screening, we have identified genes involved in the migration process including CEP164, which has previously been shown to participate in the anchoring of the ciliary vesicle to the mother centriole. CEP164-deficient cells were found to have defects in cytoskeletal reorganization thereby explaining why basal body transport to the plasma membrane was blocked in these cells.Altogether, these results enable our understanding of how basal body movement to the apical membrane is driven. This requires both significant remodeling and crosstalk between the actin and microtubule cytoskeleton and interaction with ciliary components necessary for the formation of a primary cilium.

Les monocytes sont des leucocytes circulants dont la caractérisation est longtemps restée difficile. La dissection de l’ensemble de ces cellules en sous-populations fonctionnelles chez l’homme reste à ce jour insuffisante. Les monocytes sont cependant des précurseurs circulants de plusieurs populations de cellules dendritiques et de macrophages tissulaires, et occupent donc à ce titre une place prépondérante dans la mise en place des réponses immunitaires normales et pathologiques.À l'heure actuelle, trois sous-populations sont décrites chez l’homme : les monocytes classiques CD14+CD16neg, les non-classiques CD14dimCD16+ et les intermédiaires CD14+CD16+. Fonctionnellement, ces sous-populations sont diverses et hétérogènes et dotées de propriétés pro- et anti-inflammatoires apparemment redondantes. En pathologie, une augmentation du ratio entre CD16+ et CD16neg monocytes a été décrite en situation inflammatoire, suggérant un rôle des premières dans le développement et/ou l’amplification de l’inflammation. Parmi les monocytes non-classiques, des cellules capables de détecter des altérations de l’endothélium et ayant donc des propriétés spécifiques de surveillance du lit vasculaire ont été identifiées et caractérisées. Dans le but d’obtenir une meilleure définition des populations monocytaires et de les subdiviser en sous-populations où l’identification des fonctions de ces cellules serait plus accessible, je me suis attachée, dans ce travail de thèse, à analyser les différentes populations de monocytes humains circulants de manière aussi exhaustive que possible et avec les outils d’analyse biologiques et informatiques actuels. Les résultats, obtenus par l’analyse en cytométrie de flux de PBMC de 28 donneurs sains après marquage des cellules par vingt anticorps dirigés contre les molécules de surface, ont révélé l’existence d’une population de monocytes de plus grande taille. Ces « large » monocytes se subdivisent également en populations CD16neg et CD16+ (monocytes la14+16neg et la14+16+). Les monocytes restant ou « small » se composent de sm14+16neg largement majoritaires, de sm14+16+, et de sm14dim16+ auxquels se rajoutent des monocytes sm14lo16neg dont nous confirmons l’existence. L’expression des divers marqueurs sélectionnés a été faite par des méthodes d’analyse classiques, manuelles, ainsi que par l’utilisation d’algorithmes d’analyse non-supervisée. Les résultats ont montré les particularités d’expression propres à chaque population mais ont aussi indiqué que l’hétérogénéité phénotypique à l’intérieur de ces six populations de monocytes reste importante. Cependant, des profils d’expression qui sont partagés par plusieurs donneurs sains ont été identifiés. L’expression des molécules d’adhésion telles que CD49d, CD62L, CD162, ainsi que CD43 a été particulièrement utile pour cette identification. Quatre groupes phénotypiques majeurs ont ainsi été définis chez les 28 donneurs sains analysés. / Monocytes are circulating leukocytes which characterization has long been difficult. Dissection of these cells into functional subpopulations in humans is still insufficient. Monocytes are however circulating precursors of several populations of dendritic cells and tissue macrophages, and play a prominent role in the development of immune response in steady state and pathology. At present, three monocyte subpopulations are described in humans: classical CD14+CD16neg, non-classical CD14dimCD16+ and intermediates CD14++CD16. Functionally, these subpopulations are diverse and heterogeneous and with apparently redundant pro - and anti-inflammatory properties. In pathology, an increase in the ratio of CD16 + to CD16neg monocytes has been described in inflammatory situation, suggesting a role of the former in the development and amplification of inflammation. Among the non-classical monocytes, cells that can detect changes in the endothelium and having then specific properties of vascular bed monitoring have been identified and characterized. In order to get a better definition of monocyte populations and break them down into subpopulations in which the identification of the cell functions would be more accessible, I endeavoured in this thesis work to analyse different populations of circulating human monocytes as comprehensively as possible and with state of the art analytical and computer tools. The results of flow cytometry analysis of PBMC from 28 healthy donors after cell staining with twenty antibodies directed against surface molecules revealed the existence of a population of monocytes of larger size.

Le présent travail de thèse porte sur l’étude, la conception et la démonstration d'émetteurs entièrement numériques, ciblant des standards de communication avancés pour les applications mobiles dans le cadre de l’Internet des Objets (IoT). Les innovations clés sont le modulateur Delta-Sigma (DSM) entrelacé et un amplificateur de puissance à réponse impulsionnelle finie (FIR-PA) basé sur une structure efficace à capacités commutées (SC). Le block FIR-PA utilise uniquement des inverseurs CMOS et des condensateurs dans une configuration SC, ce qui est entièrement compatible avec les nœuds technologiques CMOS avancés. Le prototype est implémenté dans une technologie 28nm FD-SOI CMOS avec 10 couches métalliques et un contrôle amélioré de la tension du substrat. L'émetteur RF numérique atteint un nombre de bits effectif de 13.5 dans la bande de signal utile et est compatible avec le standard LTE 900 MHz. Le circuit consomme 35 mW à une puissance de sortie maximale de 2.9 dBm et une alimentation de 1 V. Par rapport à l'état de l'art, à des niveaux de puissance de sortie similaires, le FIR-PA consomme 7 fois moins qu'un DAC 10-bit intégrant des modulateurs delta-sigma et 25% moins qu’un DAC résistif 12-bit. La surface active totale est de 0.047 mm2, soit 4 fois moins que le plus petit circuit publié précédemment. Par conséquent, ce travail se distingue par une faible consommation d'énergie grâce à la l’architecture 1-bit combinée au filtrage de bande et par la surface réduite obtenue par l’intégration efficace des cellules du FIR-PA. Il démontre la transition de l’émetteur analogique traditionnel à l’émetteur numérique intégré ciblant l'avenir des applications mobiles. / The present PhD work covers the study, design and demonstration of all-digital transmitters targeting advanced communication standards for mobile applications in the frame of the Internet of Things (IoT). Key innovations are time-interleaved Delta-Sigma modulators (DSM) and a power and area-efficient switched-capacitor (SC) finite impulse response power amplifier (FIR-PA). The common FIR-PA block uses exclusively inverters and capacitors in a switched-capacitor configuration, thus being fully compatible with advanced CMOS technology nodes. The prototype is integrated in 28nm FD‐SOI CMOS technology with 10 metal layers and body biasing fine-tuning features. The proposed digital RF transmitter achieves 13.5 in‐band effective number of bits and is 900 MHz LTE‐compliant. The overall power consumption is 35 mW at 2.9 dBm peak output power and 1V supply. With respect to relevant state-of-the art, at similar output power levels, the FIR‐PA consumes 7 times less than a 10‐bit DSM‐based DAC and 25% less than a 12‐bit resistive DAC. The total active area is 0.047 mm2, at least 4 times lower than the smallest previously published work. Consequently, this work stands out for low power consumption thanks to the single-bit core solution combined with band filtering and low area achieved with a multi-layer FIR-PA cell structure. It demonstrates the transition from traditional analog to highly integrated digital-intensive transmitters targeting the future of mobile applications.

Ce travail de thèse consiste en l’étude de la mise en forme topologique de la lumière et de la matière et s’articule autour de deux axes de recherche. Le premier concerne la mise en forme topologique de la lumière à partir d’interfaces spin-orbite à base de cristaux liquides. En l’occurrence, nous montrons dans ce manuscrit que différents systèmes de défauts topologiques naturels permettent de générer des vortex optiques par interaction spin-orbite de la lumière, de manière efficace, accordable en longueur d’onde et reconfigurable en temps réel et donnant accès à des charges topologiques diverses. Tout ceci nous a permis de travailler à des échelles microscopiques et de manière spatialement contrôlée. Ces avancées ouvrent la voie au contrôle de l’état orbital de la lumière sur une large bande spectrale.Le second axe concerne la mise en forme topologique d’un film de cristal liquide cholestérique dans le cadre du stockage de l’information de nature topologique. Nous avons démontré la possibilité de générer une grande diversité de défauts topologiques métastables, de manière contrôlée et reconfigurable, à la fois dans le temps et dans l’espace. Nous avons développé une approche permettant de réduire drastiquement le coût énergétique d’écriture de ces défauts. Nous avons également montré qu’il était possible d’obtenir un nouveau type de mémoire réinscriptible contrôlé par le degré de liberté «spin» du photon. / The enclosed work deals with the study of the topological shaping of light and matter and will bedivided into two categories of research. The first focuses on the topological shaping of light from liquid-crystal based spin-orbit interfaces. In particular, we show in this manuscript, that different systems based on the use of natural topological defects behave as highly efficient natural optical spin-orbit encoders, for distinct topological charges, at the micron scale and with spatial control.The operating wave length and operation mode of such interfaces can be tuned in real-time using low voltage electric fields. This breakthrough opens the path to the ultra-broadband control of the light’sorbital state. The second category concerns the topological shaping of a cholesteric liquid crystal film in context of mass data storage. We show the potential to generate metastable topological mi-crostructures in a controlled and reconfigurable way, both in time and space and with a low energy cost. We also demonstrated a new, unique type of rewritable memory, controlled by the«spin»ofthe laser-generated incident photon

Le rejet aigu humoral (RAH) est une complication post-transplantation qui peut conduire à la dysfonction puis la perte du greffon. Le RAH est caractérisé, au niveau histologique, par la présence de lésions endothéliales et d’un infiltrat de macrophages intravasculaires. Cette étude avait pour objectif d’identifier les mécanismes et voies de signalisation impliqués dans l’altération des cellules endothéliales (CE) au cours du RAH et de nouvelles molécules régulatrices. Nous montrons que l’induction du ligand de la voie Notch Dll4 dans les CE et les macrophages est caractéristique du RAH dans les greffons cardiaques. L’expression endothéliale de Dll4et la sécrétion de l’IL-6 par les CE induit la polarisation des macrophages vers un profil pro-inflammatoire de type M1. Nous identifions aussi Dll4 comme un régulateur négatif et pro-apoptotique de la différentiation vers un phénotype suppressif de typeM2. Nous montrons que les cellules microvasculaires sont les cibles cellulaires privilégiées des anticorps non HLA préformés associés à certains RAH en transplantation rénale. Enfin, nous avons mis en évidence l’activité d’une famille de coumarines issues de végétaux sur l’expression endothéliale de molécules de l’inflammation et de l’immunité. Pour conclure,notre étude montre l’importance de la voie Notch dansl’inflammation liée au RAH et identifie DLL4 et IL-6comme de nouveaux médiateurs de l’inflammation et d’une interaction spatiale et fonctionnelle des CE et des macrophages. Ces travaux proposent donc DLL4 etl’IL-6 comme des cibles moléculaires et les coumarines comme nouvelles molécules bioactives pour le contrôle de l’inflammation et du RAH en transplantation. / Acute humoral rejection (RAH) is a post-transplantcomplication that can lead to dysfunction and graftloss. RAH is characterized histologically by thepresence of endothelial lesions and of an infiltrate ofintravascular macrophages. This study aimed toidentify the mechanisms, the signaling pathwaysinvolved in the alteration of endothelial cells (EC) upon RAH as well as new regulatory molecules fortherapeutic approaches. Here, we show that theinduction of the Notch ligand DLL4 in both the EC andmacrophages is a feature of RAH in cardiac allografts.The expression of Dll4 and secretion of IL-6 inducedpolarization of macrophages into proinflammatory M1-type. We further identify Dll4 as a negative and pro-apoptoticregulator of macrophage differentiation towards a suppressive phenotype M2-type. We foundthat glomerular microvascular cells are the cell targetsof preformed non HLA antibodies causing RAH inkidney transplantation. Finally, we have demonstratedthe inhibitory activity of a series of coumarins issued from plants on the endothelial expression of a panel of inflammation and immunity molecules. In conclusion,our study shows the importance of the Notch pathwayin inflammation-related RAH and identifies DLL4 and IL-6 as new mediators of inflammation and spatial andfunctional interaction of the EC and macrophages. Thiswork therefore propose DLL4 and IL-6 as moleculartargets and coumarins as new bioactive molecules forthe control of inflammation and RAH.

There is a need in the dairy industry for instrumentation capable of providing on-line information about the moisture content of cheese during manufacture. Present measurement techniques are usually performed off-line and can be susceptible to human error. It is demonstrated that microwave-based moisture sensing techniques offer a number of potential advantages over conventional methods due to the strong interaction of microwaves with water. The permittivity of cream cheese curd and low-fat cheddar cheese curd has been measured over a range of frequencies and moisture contents in order to establish the relationship between these variables. A vector reflection coefficient measurement engine based on a six-port reflectometer has been built and tested. A suitable sensing head has been fabricated from a short length of microstrip transmission line. Two sensor characterisation models have been developed and compared with measured data. A novel algorithm has been developed to resolve the ambiguity inherent in many permittivity measurement techniques. It has been discovered that surface waves can propagate on a grounded dielectric slab covered by a material with a higher dielectric constant, provided the loss factor of the covering medium is greater than zero. It has also been found that the dominant mode of microstrip can radiate when the line is covered by a high-permittivity material, although this can be suppressed if the covering material is sufficiently lossy. There are three principal conclusions to draw from the investigation in this thesis. Firstly, changes in the moisture content of cheese curd during manufacture produce measurable variations in permittivity. Secondly, these changes can be measured accurately and cheaply using off-the-shelf microwave hardware. Finally, considerable attention must be paid to the characterisation of the sensing head if the instrument is to achieve its full potential. Promising results have been obtained in this area, however certain issues pertaining to the propagation of multiple dominant modes and higher order modes have not been fully resolved and would repay further theoretical analysis.

Ce travail porte sur l'étude d'antennes agiles en directivité et polarisation, et de leurs circuits d'alimentation. Cette agilité est obtenue au moyen de différents éléments actifs dont les propriétés sont mises à profit pour modifier le fonctionnement électromagnétique des antennes. Des composants semi-conducteurs classiques comme les diodes PIN ou les varactors sont ainsi reportés sur des circuits d'alimentation des antennes selon les techniques MIC (microwave integrated circuit). Une architecture innovante de coupleur reconfigurable à base de varactors est proposée, étudiée et théorisée. Ce coupleur hybride est associé à une antenne à double alimentation orthogonale. Le système complet permet une reconfiguration de la polarisation de l'onde rayonnée par l'antenne, allant d'une polarisation parfaitement linéaire à une polarisation circulaire. Les mesures de cette antenne montrent un rapport axial pour la polarisation circulaire de 0,8dB. Une seconde application proposée permet de réaliser électroniquement une variation sur un angle de 90° de la direction de polarisation d'une antenne. Les mesures montrent qu'une polarisation linéaire de qualité est conservée tout au long de la rotation. Dans une troisième étude, une antenne microruban est associée à deux éléments parasites sur un même substrat. En modifiant la réactance de charge des deux éléments parasites, une reconfiguration du diagramme de rayonnement de l'antenne est observée. Enfin, différentes solutions sont proposées pour alimenter un réseau linéaire. Une première solution utilisant deux coupleurs hybrides en mode réflexion et des diodes PIN permet de réduire le nombre de composants nécessaires à la conception. Un second déphaseur basé sur le coupleur reconfigurable et la méthode de la sommation des vecteurs en quadrature est étudiée. Ce déphaseur est associé à un réseau de deux antennes pour modifier l'angle de focalisation du réseau. Enfin, une solution totalement intégrée sur Silicium haute résistivité à 60 GHz utilisant des composants microsystèmes est étudiée et réalisée grâce au procédé micro-électronique de la société MEMScap. Les déphaseurs utilisent la technique des lignes commutées. Des commutateurs MEMS de type série et parallèles sont conçus, simulés et réalisés. Le système final occupe une place de 0,5*1mm².

Cette thèse s'inscrit dans un nouveau projet de mesure du moment dipolaire électrique (EDM) du neutron à l'institut Paul Scherrer. Deux aspects ont été étudiés ici: la détection et l'analyse de polarisation de neutrons ultra-froids. Trois types de détecteurs ont été testés à l'Institut Laue-Langevin (ILL): le Cascade-U (technologie GEM), le compteur à gaz 3He et des scintillateurs dopés au 6Li (type GS). Leur efficacité de détection ainsi que leur sensibilité au bruit de fond ont été mesurées. Sous les conditions expérimentales du spectromètre EDM, le scintillateur GS10 s'est montré compétitif avec le détecteur à gaz 3He. Un système de double scintillateur GS3/GS20 a permis d'améliorer la séparation entre signaux neutrons et gammas. Il s'est avéré 20% moins efficace que le détecteur à gaz 3He sous le spectromètre EDM. Le Cascade-U a, quant à lui, montré qu'il était 20% moins efficace qu'un GS10 de 500 microns d'épaisseur comme l'ont conrmé des simulations. Un nouveau système d'analyse simultanée de spin est présenté. Il consiste en deux systèmes de détection (bras) possédant chacun un spin flipper adiabatique, un analyseur de spin, et un détecteur. Les bras détectent chacun une composante de polarisation, permettant ainsi un comptage des deux états de spin du neutron. Des tests d'un prototype monté en situation horizontale à l'ILL ont montré que le pouvoir d'analyse des bras était de 80%. La transmission du système sans analyseurs est de 50%.