La précision des calculs théoriques d'électrodynamique quantique dans l'atome d'hydrogène est actuellement limitée par la constante de Rydberg et la distribution de charge du proton. La comparaison entre ces calculs et les mesures expérimentales de deux fréquences de transition dans l'hydrogène permet d'extraire ces deux constantes. La mesure de la transition 1S-2S est la plus précise à ce jour avec une incertitude relative de 10-15. L'objectif de mon travail de recherche est d'améliorer la précision de mesure de la fréquence de la transition 1S-3S, pouvant être utilisée comme la deuxième mesure nécessaire.La transition 1S-3S est sondée par une excitation à deux photons à 205 nm, permettant de s'affranchir de l'effet Doppler du 1er ordre. Ce faisceau UV est produit par somme de fréquence dans un cristal non linéaire. L'onde lumineuse délivrée par un laser Titane-saphir à 894 nm est sommée avec un faisceau à 266 nm produit par doublage d'un laser Nd-YO4. Cette somme de fréquence délivre un faisceau continu à 205 nm d'une puissance de 15 mWLa distribution de vitesse du jet atomique, dont la connaissance est indispensable pour évaluer l'effet Doppler du 2ème ordre, est déterminée grâce à l'effet Stark motionnel où l'action d'un champ magnétique produit un décalage en fréquence quadratique en vitesse.Les fréquences des deux lasers sources sont mesurées à l'aide un peigne de fréquence optique.La fréquence de la transition 1S-3S est finalement déterminée avec une incertitude relative de 10-12. Sa valeur conduit à une valeur préliminaire du rayon du proton qui serait en contradiction avec celle préconisée par le CODATA. / The uncertainty of the Quantum Electrodynamics calculations for hydrogen atom is currently limited by the knowledge of the Rydberg constant and the proton charge radius. Those two quantities can be extracted from the comparison between the theoretical predictions and two different frequency measurements on hydrogen.The 1S-2S transition frequency is one measured with the highest resolution with a relative uncertainty of 10-15. The aim of this thesis is to improve the determination of the 1S-3S transition, which can be used as the second precise measurement. The 1S-3S two-photon transition is excited at 205 nm. This UV light beam is generated by frequency mixing in a non-linear crystal. An 894 nm light delivered by a Ti:Sa laser is mixed with a 266 nm light beam generated by a quadrupled Nd:YVO4 laser. A reliable 15 mW continuous radiation at 205 nm is then produced. The frequencies of both lasers are measured simultaneously using an optical frequency comb referenced to a cesium clock. To evaluate the second-order Doppler effect, the velocity distribution of the atomic beam is determined thanks to a motional Stark effect. This effect is realized with a static magnetic field which induces a velocity-dependent quadratic frequency shift. Finally, the frequency of the 1S-3S transition is determined with a relative uncertainty of 10-12 which is accurate enough to contribute to the “proton size puzzle”. However, depending on the velocity distribution used in the analysis, the obtained value agrees or not with the present recommended CODATA value.

Ce mémoire présente la réalisation d'un dispositif expérimental de deuxième génération pour le projet FORCA-G (FORce de CAsimir et Gravitation à courte distance). L'objectif de ce projet est la mesure des interactions à faible distance entre un atome et une surface massive. La mesure de force est réalisée à l'aide d'interféromètres atomiques utilisant des atomes confinés dans un réseau optique 1D vertical basé sur le déplacement des atomes de puits en puits. La dégénérescence des niveaux d'énergies des atomes dans les puits du réseau est levée par la force que l'on cherche à mesurer. Des transitions Raman permettent de séparer les atomes dans des puits adjacents, puis de les recombiner, créant ainsi un interféromètre atomique qui permet de mesurer la différence d'énergie entre puits, liée à la fréquence de Bloch nu B du réseau. Ce travail présente la mise en place d'un dispositif proprement dédié au projet, qui permettra à terme de mesurer les forces à faible distance. Il rend compte des améliorations obtenues en configuration de gravimètre sur la sensibilité court terme de la mesure qui atteint 5. 10^-6 à 1 s. Il regroupe l'étude des limitations de la sensibilité, de l'exactitude et l'étude de la perte de contraste des interféromètres. Il présente aussi la mise en place d'une étape supplémentaire : l'implémentation d'un piège dipolaire visant obtenir un échantillon d'atomes plus dense et plus froid. / The thesis presents the set up of the second version of the experiment FORCA-G (CAsimir FORce and Gravitation at short range). The purpose of this experiment is the measurement of short-range interactions between an atom and a massive surface. The measurement is realised thanks to atom interferometers using atoms trapped in a 1D vertical optical lattice. The energy levels of atoms in such a trap are shifted from lattice site to another by the force we aim at measuring. We move the atoms from site to site using counter-propagating Raman transitions. The atoms are moved from Δm lattice sites only if the Raman frequency matches υHFS +∆m.υB where υHFS is the frequency of the hyperfine ground state transition and υB is the Bloch frequency and represents the difference of potential energy between two wells in the case where the atoms are far from the surface. This thesis presents the implementation of a setup properly dedicated to FORCA-G in which the measurement of short-range forces will be possible. It reaches an improved short-term relative sensitivity on the measurement of the Bloch frequency of at 3.9 10-6 at 1s. It contains the studies of the limits in the sensitivity, the accuracy and the contrast losses. It also presents the implementation of a dipolar trap to further cool the atoms and increase their density (crossed dipolar trap with a 1064 broadband laser).

L'objectif de cette thèse est de développer un système étalon de thoron afin de raccorder les instruments de mesure de l'activité volumique du thoron (²²⁰Rn) dans l'air. Le dispositif de mesure conçu est un volume composé d'un détecteur semi-conducteur silicium couplé à un champ électrique permettant la capture des descendants solides chargés du thoron à la surface du détecteur. Des simulations avec un code déterministe ont permis d'optimiser la forme et les dimensions du dispositif pour obtenir un champ électrique efficace pour la capture de ces descendants malgré un débit de circulation rapide à l'intérieur du volume de mesure. Des calculs Monte-Carlo ont aussi permis de définir le rendement de détection du dispositif, ainsi que la forme du spectre alpha. Les rendements de détection calculés pour la mesure du ²²²Rn et ²²⁰Rn ont été validés expérimentalement avec une atmosphère étalon de radon (²²²Rn) produite à l'aide d'un banc de dilution spécifiquement conçu. Une étude de sensibilité a montré que la réponse du dispositif est indépendante de la pression, de l'humidité et du débit de prélèvement dans la gamme de mesure considérée. L'analyse des spectres alpha obtenus a permis de qualifier précisément l'activité volumique d'une atmosphère en thoron avec une incertitude-type associée de 1%. Le dispositif, portable, a été transporté au laboratoire de métrologie de l'activité Italien pour réaliser des comparaisons avec leur dispositif en développement. Les résultats sont compatibles en tenant compte des incertitudes associées. / The goal of this PhD is to develop an activity standard for use in calibrating monitors used to measure the thoron (²²⁰Rn) concentration in air. The device, which has been designed to be the standard, is a volume with a silicon semi-conductor detector and an electric field which allows the charged decay products of thoron to be trapped on the detector surface. A finite element method has been used for the electric field simulations. This electric field is high enough to catch the decay products of thoron at the detector surface even with the high flow rate inside the volume. Monte-Carlo calculations were used to define the detection efficiency of the system and to optimise the geometry shape and size. The calculated detection efficiencies have been compared with the results obtained for a reference radon (²²²Rn) atmosphere produced with a new gas dilution setup. These experiments allowed the sensitivity of the system to be evaluated, as a function of the air properties. It has been demonstrated that the measurement system is independent of the pressure, the relative humidity and the flow rate for a large range of values. Through the analysis of measured alpha spectra the experimental gas detection efficiency was found to be consistent with the Monte-Carlo simulations. This portable system can now be used to evaluate precisely the thoron activity concentration with a well-defined associated uncertainty. Comparison measurements have been performed at the Italian metrological institute. Both systems are consistent within their uncertainties.

Cette thèse présente les travaux de recherche effectués dans le but de concevoir et optimiser un instrument de métrologie du front d’onde et d’imagerie de phase sur faisceau synchrotron dans la gamme des rayonnements X durs. L’étude s’est focalisée sur la conception d’un interféromètre à réseau unique dont l’extraction des informations associées à l’analyse du front d’onde s’effectue par démodulation Fourier. Ces choix ont été déterminés par la volonté de concevoir un instrument robuste pouvant fonctionner sur une large gamme de conditions expérimentales sans avoir à modifier et accorder les paramètres et éléments constitutifs fondamentaux de l’instrument à chaque expérience. Ceci se résume par la contrainte forte de pouvoir réaliser une calibration absolue du système de façon à garantir la prise de mesure ultérieure par acquisition d’un interférogramme unique tout en s’affranchissant des erreurs de mesure déterministes de l’instrument.La variable expérimentale la plus importante correspond à l’énergie de travail; par conséquent la conception de l’interféromètre s’est organisée autour de la recherche de performances constantes sur une large bande spectrale pour des énergies entre 10 à 30keV, et a conduit à l’étude et à la mise en œuvre d’une configuration interférométrique innovante. Celle-ci exploite un régime diffractif particulier du réseau permettant d’accéder à la propriété d’achromaticité (non rigoureuse) par repliement des performances de mesure sur cette bande spectrale, et ce, pour un instrument reposant pourtant sur un composant diffractif fondamentalement chromatique.D’autre part, afin de garantir l’analyse quantitative de l’information portée par les modulations interférométriques générées par le réseau, nous avons également optimisé les traitements numériques et abouti au développement d’un algorithme de pré-traitement des interférogrammes permettant de s’affranchir des effets de bord lors de l’analyse d’images à support fini. Les artefacts rencontrés sont connus sous le nom de phénomènes de Gibbs et apparaissent dans le cas général de la transformée de Fourier d’un signal discontinu. Ainsi, annuler ces effets de bord permet également de gérer les problèmes d’éclairement partiel de la pupille de l’analyseur dont la gestion est essentielle en métrologie de front d’onde.Enfin nous présenterons les résultats expérimentaux de validation du concept interférométrique et de mesures applicatives en métrologie optique et en imagerie de phase sur des échantillons d’intérêt issus de domaines variés, de la biologie à la paléontologie. / This PhD dissertation presents the optimization and design of a wavefront analyzer dedicated to optical metrology and phase imaging on synchrotron sources in the hard X-ray regime. We chose to develop a single grating interferometer combined with a phase retrieval algorithm based on Fourier analysis. The main purpose here is to conceive a bulk instrument able to work in a great variety of experimental conditions without having to tune the parameters of the instrument in between experiments. This is thus related to the key constraint that is to calibrate the wavefront analyzer so that any further measurements could be corrected from any deterministic errors and allow single shot measurements of any sample.The key varying parameter in synchrotron experiments is the radiation energy (or wavelength). Therefore, the design of the interferometer aimed at minimizing the discrepancies of its performances over a broad spectral range from 10 to 30keV . This research lead in one hand to the description and implementation of an innovative interferometric configuration based on the achromatization of the instrument performances over this spectral range, despite the chromatic nature of the grating.On the other hand, in order to guaranty the quantitative analysis of interferograms, we also optimized the numerical approach to extract and treat the information they contain. This lead to the development of a conditioning procedure for a subsequent phase retrieval by Fourier demodulation. It fulfills the classical boundary conditions imposed by Fourier transform techniques and allows a nearly artifact-free extraction of the information.At last, experimental results demonstrate first, the viability of the grating achromatization concept, and then, the possibility to realize the metrology of grazing incidence optics at different wavelengths. The instrument was then used for phase imaging purposes of biological and archaeological samples.

La concentration des espèces chimiques comme H₂O, CO₂, CO, K, HCl ainsi que les grandeurs thermodynamiques comme la pression et la température sont des paramètres clés pour comprendre les réactions de combustion. Ces données permettent de mieux caractériser la combustion dans les foyers aéronautiques et aussi d’affiner les simulations numériques qui permettent d’aider à la conception de moteurs. L’objectif est d’améliorer leur efficacité avec un meilleur rendement et une diminution du rejet de gaz polluants. L’objectif de la thèse est de développer une méthode de caractérisation optique non-intrusive permettant d’obtenir des cartographies de concentrations d’espèces chimiques, de température et de pression dans ces flammes. Cette méthode consiste à acquérir des spectres d’absorption à plusieurs positions et angles dans l’écoulement réactif. L’inversion spectral de ces données permettra de remonter quantitativement aux concentrations chimiques, à la pression et à la température. Dans la thèse, nous avons choisi de combiner cette inversion spectrale à un algorithme de tomographie permettant d’améliorer la résolution spatiale. La méthode développée est appelée Tunable Diode Laser Absorption Tomography (TDLAT). Deux axes de recherches ont été poursuivis au cours de la thèse. Le premier a consisté à développer plusieurs spectromètres d’absorptions associés à un système mécanique de balayage spatial de la flamme. Dans un second temps, nous avons cherché à développer un algorithme de tomographie non-linéaire permettant d’exploiter les séries de spectres d’absorption pour obtenir la résolution spatiale. Les principaux résultats obtenus en simulation ont permis d’optimiser l’algorithme et aussi d’adapter son fonctionnement aux configurations de mesures représentatives des bancs de combustion. Les principaux résultats de mesures ont été enregistrés dans une flamme de laboratoire et sur un banc de combustion de propergol solide. / Chemical species densities like H₂O, CO₂, CO, K, HCl and thermodynamic data like pressure and temperature are keys parameters to understand combustion. Measurements of these parameters are great help to validate or complement numerical simulations aiming at improving engine design and efficiency. The current thesis presents the development of an optical characterization method leading to two dimensional maps of chemical densities, pressure and temperature in combustion flames. This method consists to acquire absorption spectra at different positions and angles around the reactive flow. The spectral inversion of these data can be used to recover quantitatively chemical densities, pressure and temperature. In this thesis, we have chosen to combine this spectral inversion with a tomographic algorithm in order to obtain results with improved spatial resolution. The developed method is called Tunable Diode Laser Absorption Tomography (TDLAT).Two research directions have been followed during the thesis. The first consisted to develop several absorption spectrometers associated with a mechanical scanning device of the flame. In a second time, we have searched to develop a non-linear tomographic algorithm in order to process absorption spectra series in order to obtain spatial resolution. The main results obtained in simulations have led to an optimization of the tomographic algorithm in order to adapt its functioning to measurements configurations characteristics of combustion benches. The main measurements results have been acquired in a laboratory flame and in a solid propellant combustion bench.

Ce travail de thèse porte sur l’étude de deux éléments au cœur d’un système de nanopositionnement et de micromanipulation : a) un capteur interférométrique intégré sur puce ; ses caractéristiques, particularités et potentiels sont étudiés en détails ; b) un élément utilisable en capteur et actionneur : un polymère électro-actif à flexions.L'interféromètre PicoMove est le résultat de l'étroite collaboration entre LISV et l’entreprise TeemPhotonics. Cet interféromètre, qui fonctionne dans le domaine de l'infrarouge moyen (1,55 µm) est basé sur la technologie des guides d'ondes optique lui offrant une plus grande robustesse vis-à-vis de l'environnement extérieur. son architecture est basée sur une structure Michelson-Young modifiée. Des expérimentations ont été mises en œuvre pour caractériser ses performances. Il a été démontré une résolution sub-nanométrique et un très faible niveau de bruit. Une densité spectrale de puissance de 100 fm/√Hz a été atteinte en condition statique.En outre, sa robustesse aux conditions environnementales est démontrée, et ses sources d’erreurs et spécificités métrologiques sont discutées au travers d’une application sur un étage de nanopositionnement, fonctionnant avec un moteur à bobine mobile et un guidage flexible.Le second point de cette thèse concerne l’étude des propriétés électro-mécaniques d'un polymère électro-actif ionique (IEAP) en configuration poutre encastrée. Il est capable de fonctionner en mode actionneur et en mode capteur. Pour la partie actionneur, sa raideur et fréquence propre sont déterminées. Pour la partie capteur, sa bande passante, sa résolution et sa fonction de transfert sont étudiées expérimentalement.Les capacités micrométriques de ce polymère en mode actionneur et en mode capteur sont démontrées et discutées. / This work concerns the study of two elements of a system of nanopositioning and micromanipulation: a) integrated on-chip interferometric sensor; its characteristics, peculiarities and potential are studied in detail; b) an element usable in sensor and actuator mode: an electro-active flexural polymer.The PicoMove interferometer is the result of the collaboration between LISV and the company TeemPhotonics. This interferometer, which operates in the mid-infrared range (1.55 μm), is based on optical guide technology that gives a high degree of robustness to the external environment. Its architecture is based on a modified Michelson-Young structure. Experiments have been implemented to characterize its performance. It has been demonstrated nanometric resolution and very low noise level. A spectral power density of 100 fm/√Hz was reached under static conditions.In addition, its robustness to the environmental conditions is demonstrated, and the metrological specificities are discussed with details about the specific error sources. It is applied to a nanopositioning stage using mobile coil and flexible guidance.The second point of this PhD work concerns the study of electromechanical properties of an ionic electroactive polymer (IEAP) in a flexible cantilever configuration. It is able to operate in actuator mode and in sensor mode. For the actuator part, its stiffness and its natural frequency are studied. For the sensor part, its bandwidth, resolution and transfer function are experimentally studied.The micrometric capabilities of this polymer in actuator and sensor mode are demonstrated and discussed.

Les développements technologiques et scientifiques des dernières années dans le domaine des lasers à impulsions ont permis l'essor d'une toute nouvelle méthode de détection multihétérodyne utilisant deux peignes de fréquence. Un petit nombre de groupes de recherche ont commencé à étudier diverses applications possibles avec ce que l'on appelle aujourd'hui l'interféromètre à peignes de fréquence. Ce mémoire présente différentes mesures de réflectométrie prises avec un interféro-mètre à peignes de fréquence. La première moitié est consacrée à la présentation de la théorie, de l'implémentation en laboratoire de l'instrument et comment il est utilisé en réflectométrie. Par la suite, des mesures d'échantillons montrent les performances épatantes de l'interféromètre à peignes de fréquence pour caractériser des composants optiques à fibre communs dans le domaine des télécommunications. De plus, une série de mesures consécutives montre la capacité de l'instrument de prendre des mesures instantanées permettant ainsi de suivre le profil de déformation mécanique d'un échantillon à fibre dans le temps. L'instrument est par la suite adapté afin de prendre des mesures de type tomographic sur une surface étendue d'un échantillon. Le premier résultat montre la capacité de l'instrument à prendre des mesures en profondeur tandis que le second présente une image en trois dimensions de la surface d'un échantillon. Pour terminer, une brève analyse des performances et limites du montage de l'interféromètre à peignes de fréquence permet d'introduire les améliorations futures de l'instrument.

Elisa est un oscillateur saphir cryogénique (CSO) dont la vocation est d'équiper la nouvelle station sol de l'ESA. Les performances requises sont une stabilité de fréquence σy (τ) ≤ 3 × 10−15 pour τ ∈ [1 − 1000 s] et un bruit de phase Sφ (1 Hz) = −93 dB.rad2 /Hz pour une autonomie de 2 ans. Cette référence de fréquence doit également possèder des sorties aux fréquences de 10 GHz, 100 MHz et 5 MHz pilotées par le CSO. Elisa intègre dans une boucle d'entretien un résonateur saphir (Al2 O3 ) excité sur des modes de galeries (WG) et refroidi à 4,2 K dans un cryogénérateur. A cette température, le facteur de qualité à vide peut atteindre 1 × 109 . Le mode opérationnel W GH15,0,0 a été choisi par rapport à notre savoir-faire et à la littérature. Sa fréquence de résonance a été fixée à 10GHz - D où D est un “intervalle de confiance” égal à 10 MHz. La fréquence de 10 GHz est suffisament éloignée des fréquences de transition des ions paramagnétiques présents dans le cristal de saphir et l'écart de fréquence D permet de faire face aux tolérances d'usinage. D peut être compensé par l'intermédiaire d'un “Direct Digital Synthesizer” intégré dans le chaîne de synthèse pour atteindre 10 GHz. Les dimensions du cylindre de saphir ont été calculées par la méthode des éléments finis. Après avoir validé les caractéristiques du résonateur, différentes méthodes de couplage ont été expérimentées dans le but d'atteindre une sélection modale performante. Tous les éléments nécessaire à la construction d'Elisa sont analysés en détails. Une méthode originale de mesure de bruit d'amplitude de détecteurs quadratiques, l'étude d'électroniques faibles bruits, le principe d'une chaîne de synthèse sur base d'un DDS et la description de deux technologies cryogéniques sont présentées. Pour ces dernières, nous avons focalisé notre étude sur un modèle de cryogénérateur à faible vibration mécanique. Les performances démontrées par Elisa satisfont le cahier des charges de l'ESA. Une stabilité de fréquence inférieure à 3 × 10−15 a été mesurée pour τ ∈ [1 − 1000 s]. Elle atteint 1, 4 × 10−15 à τ = 20 s. La mesure de bruit de phase montre Sφ (1 Hz) = −98 dB.rad2 /Hz. La chaîne de synthèse permet le tranfert des performances du CSO aux fréquences de 10 GHz et 100 MHz. La stabilité journalière de 4, 5 × 10−15 place Elisa à l'état-de-l'art.

Les techniques d’analyse thermique et de calorimétrie sont des méthodes d’essai largement utilisées dans les laboratoires d’analyse physico-chimique, pour des finalités de recherche ou de contrôle qualité. Comme tout appareil de mesure, un analyseur thermique ou un calorimètre doit être étalonné en température et en énergie avec des matériaux de référence certifiés. Les matériaux de référence recommandés correspondent généralement aux points fixes de l'échelle internationale de température (EIT-90), à savoir gallium, indium, étain, zinc et aluminium. Il existe peu de matériaux de référence certifiés au-dessus de 420 °C, alors que certains analyseurs thermiques peuvent être utilisés jusqu'à 1000 °C, voire au-delà.L’élaboration et la certification de matériaux de référence doivent employer des méthodes de mesure très précises avec un raccordement métrologique des mesures au système international d’unités (SI). Le Laboratoire Commun de Métrologie (LCM) s'est engagé dans le développement d'un moyen de référence métrologique en calorimétrie permettant des mesures précises en enthalpie de fusion et en capacité thermique massique sur la plage de température [23 °C, 1000 °C]. La solution métrologique retenue a été de modifier un calorimètre de type Calvet, et de mettre au point des procédures d’étalonnage et de mesure afin d’atteindre des incertitudes de mesures suffisamment faibles pour la certification des matériaux de référence.Dans ce travail, un système d'étalonnage fonctionnant à haute température a été spécifiquement conçu et intégré dans le calorimètre pour permettre l'étalonnage par substitution électrique. Ce système permet de réaliser successivement des étalonnages par effet Joule et des mesures d’enthalpie de fusion, sans modification des conditions expérimentales.Ce travail comprend également le développement des systèmes d’acquisition et traitement des résultats des mesures. La détermination de l'enthalpie de fusion de plusieurs métaux (indium, étain et argent notamment) avec une recherche des facteurs d’influence sur cette grandeur, et une estimation des incertitudes de mesure. La mesure de l’enthalpie de fusion d’un alliage eutectique argent-cuivre, candidat comme matériau de référence en énergie à 779 °C, est également présentée. / Differential scanning calorimeters are widely used in many academic and industrial laboratories to study the thermal behavior of materials for research or quality control. Like any measuring device, a thermal analyzer or calorimeter must be calibrated in temperature and energy with certified reference materials. Recommended reference materials generally correspond to fixed points of the International Temperature Scale (ITS- 90), namely: gallium, indium, tin, zinc and aluminum. However, there are few certified reference materials above 420 °C, while the operating range of some thermal analyzers and calorimeters exceeds 1000 °C.The certification of reference materials insures the metrological traceability of measurements to the International System of Units (SI). The LCM-LNE has been working in the development of a metrological standard facility for accurate measurements of the enthalpy of fusion and heat capacity in the temperature range [23 °C, 1000 °C]. The metrological approach is based on the modification of a commercial Calvet calorimeter and of the procedures implemented for calibration and measurement, so as to get measurement uncertainties sufficiently low to fulfill the objectives of the certification of reference materials.A new in-situ high temperature calibration system (constituted by a resistance wire wound around the crucible containing the material sample) was integrated into the calorimeter to perform the calibration by electrical substitution. The system allows both calibration and measurement without modification of the apparatus, so that the experimental conditions during both steps remain unchanged.This work also includes the development of data acquisition system and processing of measurement results. The determination of the enthalpy of fusion of several metals (indium, tin and silver in particular) with an estimation of the measurement uncertainty has been made. The measurement of the enthalpy of fusion of a silver-copper eutectic alloy, as candidate reference material at 779 °C, is also presented.

L’instrumentation et la mesure en ligne pour les Material Testing Reactors sont en pleine expansion en France en particulier avec la construction du Réacteur Jules Horowitz (RJH) qui possédera des capacités expérimentales accrues (conditions extrêmes). Conception/développement/optimisation de moyens expérimentaux sont requis pour une caractérisation fine des conditions expérimentales régnant dans ce MTR. C’est dans ce contexte que s’inscrivent mes travaux de thèse. Plus précisément depuis 2009, le CEA et l'Université d'Aix-Marseille (Laboratoire IM2NP UMR7334, eq. Microcapteurs-Instrumentation) conduisent des programmes de recherche au sein du laboratoire commun LIMMEX afin de proposer de nouveaux capteurs et dispositifs dédiés à la détermination spatiale et temporelle des flux neutrons/photons et de l’échauffement nucléaire dans les matériaux inertes par interactions rayonnements nucléaires/matière dans les canaux du RJH. Les travaux de ma thèse ont porté sur la calorimétrie, méthode permettant la quantification de l’échauffement nucléaire. L’objectif était d’étudier et d’optimiser la méthode et les capteurs hors flux nucléaires et d'améliorer les étapes conduisant à la quantification de l’échauffement nucléaire. Ces travaux expérimentaux et numériques ont comporté trois volets principaux. Le 1er a porté sur des études sur la réponse et le comportement de calorimètres différentiels classiques. Le 2ème volet a été dédié à des études sur la méthode d’étalonnage des calorimètres prototypes. Le 3ème volet a consisté à l’interprétation de mesures d’échauffement nucléaire et à la simulation de nouveaux capteurs pouvant mesurer un échauffement nucléaire de 20W.g-1 dans le RJH. / The instrumentation and on-line measurement for Material Testing Reactors are booming in France in particular with the construction of the Jules Horowitz Reactor (RJH), which possess increased experimental capacity (extreme conditions). Design / development / optimization of experimental resources are required for a detailed characterization of experimental conditions in the MTR. It is in this context that fit my thesis work. Specifically since 2009, the CEA and the University of Aix-Marseille (IM2NP Laboratory UMR7334, eq. Microcapteurs-Instrumentation) lead research programs in the LIMMEX joint laboratory to provide new sensors and devices dedicated to determining spatial and temporal neutron / photon fluxes and nuclear heating in the inert materials by nuclear radiation / matter interactions in the channels of RJH. The work of my thesis focused on calorimetry method for the quantification of nuclear heating. The objective was to study and optimize the method and sensors excluding nuclear flow and improve the steps leading to the quantification of nuclear heating. These experimental and numerical works involved three main components. The first focused on studies of the response and behavior of conventional differential calorimeters. The second part was devoted to studies on the calibration method calorimeters prototypes. The third component was the interpretation of nuclear heating measures and simulation of new sensors that can measure a nuclear heating of 20W.g-1 in the JHR.