La bande de fréquences au voisinage de 60GHz (bande 57-64GHz) est en développement rapide pour les systèmes de communication sans fil à courte portée. Cependant, les rayonnements autour de 60GHz sont absents du spectre naturel et les organismes vivants n'y ont encore jamais été exposés dans les conditions environnementales. <br />Ce travail de thèse porte sur l'analyse des effets potentiels des rayonnements millimétriques de faible puissance au niveau cellulaire. Les études sont axées sur deux directions de recherche. Premièrement, nous avons considéré l'influence des ondes millimétriques à 60GHz sur la structure et les propriétés biophysiques des modèles artificiels des membranes biologiques. Deuxièmement, nous avons étudié l'influence du rayonnement millimétrique autour de 60GHz sur les modifications de l'expression génétique des protéines chaperones dans les cellules gliales du cerveau humain.

Les liaisons par fibre optique sont une alternative sérieuse aux câbles électriques pour la transmission de signaux analogiques. A bord des satellites, elles permettent une réduction significative de la taille et de la masse des harnais de distribution vers les charges utiles, une meilleure isolation électromagnétique, et les applications TéraHertzs bénéficieront de leur bande passante très large. Au sol, la faible atténuation des fibres a des applications comme le partage d'une horloge ou la synchronisation des réseaux de stations sols ou d'antennes. Cette thèse propose des systèmes de transmissions optiques de signaux hyperfréquences, optimisés en gain et en bruit. La modulation par annulation de porteuse optique, ou DSB-CS, a été plus particulièrement étudiée. Enfin le signal reçu est conditionné par la synchronisation d'un oscillateur faible bruit : le bruit de phase du signal est ainsi amélioré et son niveau largement relevé.

Le marché de l'éclairage est un marché de masse à diffusion large en pleine mutation face aux nouvelles contraintes environnementales. Il s'inscrit dans une démarche de préservation de l'environnement avec une volonté européenne de voir sa consommation énergétique réduite de 20% d'ici 2020. Les luminophores jouent un rôle prépondérant dans les performances des systèmes d'éclairage utilisant comme sources d'excitations des LEDs bleues ou UV, ou encore un plasma (Xe-Ne), où ils permettent de convertir les photons incidents (VUV, UV ou bleus) en lumière visible. Dans le cadre de cette thèse, nous nous sommes intéressés à la production de lumière blanche. Pour obtenir une couleur la plus proche du blanc idéal et répondant aux mieux au cahier des charges de l'éclairage domestique, une amélioration des performances des luminophores utilisés classiquement est nécessaire. Au cours de ces travaux nous avons porté notre attention sur deux aluminates de formulations Y3Al5O12 dopé Ce3+ (YAG :Ce) et BaMgAl10O17 dopé Eu2+ (BAM :Eu). L'aspect novateur repose d'une part sur la synthèse de ces luminophores sous forme de nanoparticules par des voies de synthèse originales (la voie solvothermale et la combustion assistée par micro-ondes respectivement) et d'autre part sur leur mise en forme (revêtements composites " luminophores/polymère "). Plusieurs techniques expérimentales (DRX, IR, Mössbauer, aimantation, MEB, MET,...) ont été utilisées afin de caractériser leurs propriétés structurales et morphologiques. L'étude des performances optiques de ces luminophores enregistrées sous excitations bleue, UV et/ou VUV nous a permis de mettre en évidence leur utilisation potentielle dans les nouveaux dispositifs d'éclairage : associés à d'autres luminophores (rouge pour le YAG :Ce; rouge et vert pour le BAM :Eu) en proportions adéquates, il est possible de générer de la lumière blanche présentant les propriétés escomptées.

La méthanisation est un processus biologique de transformation des matières organiques libérant principalement du méthane et du dioxyde de carbone. Cette technologie connaît un essor important pour la production de biométhane, source d'énergie renouvelable. Elle présente cependant des rendements de dégradation faibles lorsque de la biomasse lignocellulosique est utilisée comme matière première. Pour optimiser son rendement, la paille de blé a été sélectionnée comme biomasse représentative et l'impact sur la méthanisation de chacune des fractions (extractibles, hémicelluloses, cellulose et lignine) a été évalué. Une biomasse de synthèse a été construiteà partir des constituants pures de la paille de blé afin d'évaluer l'impact des interactions lignine-holocellulose. Le potentiel de méthanisation de différentes molécules phénoliques,provenant de la dégradation de la lignine, a été déterminé. Elles inhibent la méthanisation à l'exception de trois d'entres elles qui présentent un rendement de méthanisation élevé : les acides vanillique, l'acide férulique et le syringaldéhyde. Différents prétraitements physique (le chauffage par échangeur thermique ou par irradiation aux micro-ondes ainsi que la sonication et le raffinage papetier) et chimique (la soude, l'ammoniaque et l'ozone) ont ensuite été sélectionnés, et leurs impacts sur lacomposition de la paille et sa méthanisation ont été mesurés. Les meilleurs rendements de méthanisation ont été obtenus suite à l'exposition aux micro-ondes en présence de soude.

Dans cette thèse, nous nous sommes particulièrement intéressés au cas d'adsorptions compétitives sur des zéolithes, de molécules polaires en phase gaz, sous irradiation micro-ondes. Dans un premier temps, nous avons étudié de façon approfondie les mécanismes d'interactions onde-matière sur des systèmes adsorbant-adsorbant à l'aide de mesures de permittivités. Dans un second temps, des adsorptions ont été effectuées à l'échelle pilote et ont permis d'analyser les possibilités réelles, offertes par les micro-ondes. Le procédé de régénération adsorbant sous micro-ondes a été décrit à l'aide d'un modèle multi-physique et validé expérimentalement. Un procédé de purification d'un courant gazeux humide chargé en COV apolaire a été proposé. Ce procédé permet une récupération sélective et efficace des molécules d'eau et de toluène. Ce procédé s'appuie sur les différences de sélectivités d'adsorption de plusieurs zéolithes, ainsi que sur leurs pertes diélectriques contrastées.

Les films à base de Si, C et N sont des matériaux multifonctionnels aux propriétés optiques, électroniques et mécaniques attractives pour des applications dans le domaine du photovoltaïque et de la microélectronique entre autres. Il existe une forte dépendance de ces propriétés par rapport à la structure. Ce travail de thèse a plusieurs objectifs. Le premier objectif est la mise au point d’un procédé de dépôt de films minces de SiCxNy:H dans un réacteur CVD assistée par plasma micro-ondes ECR avec les précurseurs organosiliciés héxaméthyldisilazane (HMDSN) et tétraméthylsilane (TMS). Le second objectif est la caractérisation des dépôts synthétisés dans ce nouveau réacteur et le développement d’outils de diagnostic afin d’étudier le dépôt en cours de croissance. Deux techniques de caractérisation in situ ont été développées. Un procédé d’extraction de la ligne de base interférentielle des spectres FT-IR permet la détermination des paramètres optiques dans l’infrarouge (indice de réfraction et épaisseur) du film sondé. Ce diagnostic est adapté aussi bien à une analyse post-dépôt qu’au contrôle de procédé in situ en temps réel. De plus, la mise au point de la technique de réflectométrie a permis le suivi et le contrôle des dépôts lors de leur croissance dans le domaine visible. L’influence de la température de dépôt, du flux de précurseur et de la puissance injectée dans le plasma ainsi que le vieillissement des films à l’air ont été étudiés dans un premier temps. Ces études ont permis l’établissement des paramètres de dépôts optimaux et la détermination des conditions menant aux dépôts les plus denses avec la meilleure résistance à l’oxydation. Dans un second temps, l’étude de l’influence du taux d’azote dans le mélange gazeux a permis la synthèse de films avec une composition variée allant d’un type SiC:H à un type SiN:H et ainsi d’obtenir une large gamme d’indices de réfraction. Enfin, l’utilisation d’un procédé de dépôt hybride couplant le plasma ECR micro-ondes dans un mélange gazeux contenant TMS à la pulvérisation d’une cible de Si, a mené à la synthèse de films plus riches en silicium améliorant la densité de liaisons Si-C et entraînant la hausse de l’indice de réfraction des films / Si, C and N based thin films are multifunctional materials with optical, electronical and mechanical properties showing great potential for photovoltaic and microelectronic applications and more. Those properties exhibit a strong dependency upon the structure of the thin film. Several goals were set for this thesis work: the development of a ECR microwave plasma assisted CVD deposition reactor using organosilicon precursors (hexamethyldisilazane or HMDSN and tetramethylsilane or TMS), the characterization of SiCN thin films deposited in this reactor, and the development of diagnosis tools suited for the analysis of the growing film. Two in situ characterization techniques have been developed. The interferential baseline extraction from FT-IR spectra enables the determination of thin film optical parameters (refractive index and thickness) in the infrared range. This diagnosis is applied as well with post-deposition analysis as with real time in situ control of the deposition process. Moreover, the development of a reflectometry diagnosis has allowed to monitor and control the deposition process in the visible range. Influence of substrate temperature, precursor flow and plasma power as well as thin film ageing has been studied. Those analyses have enabled the derivation of optimal deposition conditions leading to denser films with better oxidation resistance. Then, the variation of nitrogen concentration in the gaseous mixture has led to the synthesis of a wide variety of thin film compositions ranging from SiC to SiN like thin films with a large range of refractive index. Finally, using an innovative hybrid system coupling an ECR microwave plasma with the pulverization of a Si target, Si-richer thin films have been synthesized allowing for denser thin films with higher refractive indices owing to an increase in Si-C bonding.

L’utilisation de technologies d’extraction est cruciale dans l’industrie cosmétique. Cette étape de procédé consomme beaucoup d’énergie et de grandes quantités de matières premières. De plus, les solvants utilisés ne sont pas tous anodins, et certains sont issus de produits pétroliers. Afin de mieux préserver l’environnement et la santé humaine, il faut trouver des alternatives aux solvants et aux méthodes d’extractions conventionnelles. Pour cela, nous avons utilisé l’eau comme solvant et des technologies innovantes pour créer de nouvelles méthodes. Les travaux présentés dans cette thèse font tout d’abord un état de l’art des méthodes d’extractions utilisant l’eau comme solvant. L’ensemble de ces méthodes très anciennes, comme récentes, ont toutes leurs spécificités en termes de matrices et de molécules extraites. Puis nous nous sommes intéressés à une méthode ancienne qu’est l’hydrodistillation. L’extraction et la séparation simultanée des composés hydrosolubles et volatiles des feuilles de boldo (Peumus boldus, Mol.) est ensuite effectuée à l’aide des micro-ondes. L’optimisation des paramètres ont ensuite aboutis sur un scale-up à l’échelle pilote. L’intensification et la mise en continu de l’extraction des feuilles de boldo assisté par ultrasons sont ensuite explorés. Puis, nous étudions une méthode en cours de maturation avec l’assistance des tensioactifs pour l’extraction de composés hydrophiles et hydrophobes du romarin (Rosmarinus officinalis L.) dans l’eau. Enfin, nous avons exploré une méthode d’extraction encore en R&D. Elle utilise uniquement l’eau pour obtenir des composés hydrophobes de l’écorce d’orange douce ( Citrus sinensis L.) à l’aide d’un appareil micro-ondes pour atteindre un état subcritique. / The use of innovative extraction technologies is of outmost importance in the cosmetic industry. This process step is consuming large amounts of energy and materials. Furthermore, some solvents used are not benign. Some of them are from oil products. In order to better preserve the environment and human health, we must find alternatives to solvents and conventional extraction methods. To pursue this goal, we will use water as solvent and innovative technologies to create new extraction methods of natural products. The work presented in this thesis first establishes a review of extraction methods. All those methods, old as well as new ones, are specific in terms of target matrix or extracted molecules. Then, we focused on a mature extraction method: hydrodistillation. The simultaneous extraction and separation of water soluble compounds as well as volatile compounds from boldo leaves (Peumus boldus, Mol.), is undertaken with the help of microwaves. The parameters optimization leads to a pilot scale-up. The intensification and continuous mode transition of the ultrasound assisted extraction of boldo leaves is then studied. Afterwards, we studied the maturing method of surfactant addition to water. This is in order to extract hydrophilic and hydrophobic compounds of rosemary (Rosmarinus officinalis L.). Finally, we explored an extraction method still in R&D. This method use only water in order to extract hydrophobic compounds of sweet orange peels ( Citrus sinensis L.) with a microwave device.

La turbulence au sein d’un plasma contribue de manière significative à l’augmentation du transport de l’énergie et des particules. Ce transport diminue la qualité de confinement du plasma réduisant la possibilité d’atteindre le seuil de fusion. Notre travail a consisté à étudier et à mesurer l’évolution des caractéristiques de la turbulence ainsi que son rôle durant la transition d’un mode à faible confinement (L-mode) à un mode de confinement amélioré (H-mode) des plasmas du tokamak ASDEX Upgrade. Nous avons, en particulier, étudié la phase de transition intermédiaire (I-phase) où la turbulence et le cisaillement des structures turbulentes par les flux interagissent. Une des théories prévoit que la turbulence au bord du plasma est stabilisée par des gradients de champs électriques radiaux: le cisaillement de flux E×B stabilise la turbulence et diminue la taille radiale des structures. Le mécanisme physique détaillé de la formation de la barrière de transport n’est pas encore bien compris. Afin d’étudier la dynamique radiale et temporelle de la transition L-H, nous nous sommes servis d’un réflectomètre à balayage en fréquence ultra-rapide. Durant nos campagnes expérimentales nous sommes parvenus à réduire ce temps de balayage à 1 μs. La dynamique de densité électronique, du niveau de turbulence et des spectres lors des transitions L-H ont été réalisées. Les mesures montrent que le niveau des fluctuations de grande échelle diminue après une transition L-H, ce qui confirme les prédictions théoriques. La I-phase a été documentée pour diverses conditions du plasma. Enfin, ces réflectomètres ont aussi permis l’observation de modes cohérents à haute fréquence au bord du plasma / Plasma confinement is limited by energy and particle transport, in which turbulence plays an important role. In this work the measurements of the turbulence characteristics carried out on the ASDEX Upgrade tokamak are presented during the transition from the Low (L) to the High (H) confinement mode which goes through an Intermediate (I) phase where turbulence and shear flows strongly interact. One of the most widely accepted theories concerning the L-H transition describes how the turbulence in the plasma edge is stabilized by radial electric field gradients: the E×B flow shear stabilizes turbulence and decreases the radial size of turbulent structures. As a consequence, a transport barrier forms in the edge where the plasma density, the temperature, and their gradients increase. The detailed physical mechanism of the formation of the transport barrier as well as the reason for the residual transport across this barrier are not yet well understood. The density dynamics is measured by an ultra-fast swept reflectometer with a time resolution as high as 1 μs. Studies of the electron density profile dynamics, the density turbulence level, radial wavenumber and frequency spectra during L-H transitions have been performed. The reflectometer measurements show that the density large scale fluctuations decrease after an L-H transition, which confirms the theoretical predictions of the turbulence reduction by sheared flows and supports previous experimental evidences. I-phases for various plasma conditions are documented and the density evolution is compared with the turbulence level. Moreover the results on high frequency coherent modes appearing at the plasma edge are presented.

La grande quantité des solvants utilisés dans l'industrie chimique représente un des problèmes les plus importants à aborder, d'un point de vue environnemental ainsi qu'économique. Les solvants communément utilisés sont volatiles, toxiques, inflammables et/ou corrosifs, et leur substitution par des autres moins nocifs est un objectif primordiale dans un cadre de développement durable. Le glycérol se présente comme un candidat prometteur pour remplacer les solvants organiques conventionnels. Il est généré comme produit concomitant dans la production de biodiesel. En conséquence, la valorisation du glycérol est devenue un enjeu majeur. Ce composé possède des propriétés très intéressantes pour être utilisé comme solvant en catalyse, telles que son innocuité, haut point d'ébullition, pression de vapeur négligeable, capacité de solubilisation de composés organiques et inorganiques, faible miscibilité avec autres solvants organiques et également son faible coût. Cette Thèse à pour objectif développer des nouveaux systèmes catalytiques dans un milieu glycérol. En particulier, dans ce travail nous montrons comme le glycérol promue la stabilisation de nanoparticules de cuivre (I) capables de catalyser la réaction de Huisgen 1,3-dipolaire entre alcynes terminaux et azotures organiques (connu comme la réaction click), de façon très efficace à température ambiante. Dans ce solvant, cette réaction peut aussi être réalisée en absence de cuivre avec alcynes internes non activés, en travaillant sous activation microondes. L'utilisation du glycérol favorise la réaction par rapport à des autres solvants (incluant ceux qui sont protiques), probablement grâce à sa capacité pour former liaisons d'hydrogène, favorisant l'interaction avec l'irradiation microondes (et ainsi accélérant la réaction). Avec le propos d'étudier des transformations stéréosélectives, nous avons préparé des nouveaux ligands énantiopures dérivés du PTA (1,3,5-triaza-7-phosphaadamantane). Ces composés innovants ont été utilisés en réactions énantiosélectives comme l'addition asymétrique de B2pin2 à N-Boc-imines (Cu) ou encore la alpha-amination (Cu), ou encore comme organocatalyseur (réaction de Morita-Baylis- Hillman). / Solvents are used in huge amounts in the chemical industry and this is one of the biggest problems to be solved not only from an environmental point of view, but also for economic reasons. The solvents commonly used in the industry are volatile, toxic, inflammable and/or corrosive; then, their replacement by others less harmful represents a crucial objective. Glycerol appears as a promising candidate to substitute the conventional organic solvents. It is produced in huge amounts as a waste in biodiesel industry. Consequently, the valorisation of glycerol becomes an important concern. This compound possesses very interesting properties to be used as solvent such as its non-toxicity, the wide range of temperature for its liquid state, negligible vapour pressure, capacity for solubilising organic and inorganic compounds, low miscibility with other organic solvents and also its low price. This Thesis deals with the development of new catalytic systems in glycerol medium. In particular, in this work we show how glycerol can facilitate the stabilisation of copper(I) nanoparticles that are able to catalyse the 1,3-dipolar Huisgen cycloaddition between terminal alkynes and organic azides (known as click reaction). The reaction proceeds at room temperature and it is very efficient. Moreover, this reaction can be carried out in the absence of copper using non-activated internal alkynes, working under microwave irradiation. Glycerol favours the process in comparison with other solvents (including protic ones), probably due to its ability to form hydrogen bonds, which favours the interaction with the microwave irradiation (accelerating the process). With the aim of studying stereoselective transformations, we have conceived new enantiopure ligands derived from PTA (1,3,5-triaza-7-phosphaadamantane). These innovative phosphines have been applied in enantioselective processes, such as pinacolboryl addition to N-Boc-imines (Cu) or alpha-amination (Cu), among others, or as organocatalyst (Morita-Baylis-Hillman reaction).

Les motifs de type pyridine sont des motifs centraux dans de nombreux domaines, aussi bien rencontrés dans divers principes actifs en chimie médicinale, qu’en agrochimie, chimie des matériaux et des polymères, et enfin en synthèse organique de manière générale. De nombreuses voies d'accès toujours plus simples et directes à des motifs de type pyridine polysubstituées ont été proposées dans la littérature, et, parmi ceux-ci, le motif de type aminopyridine fusionnée à retenu notre attention. En effet peu de rapports d'un tel motif sont fait dans la littérature, en partie en raison du défi synthétique que représente ce squelette. Une méthode convergente en trois étapes clefs permettant d'accéder à une large gamme d'aminopyridines fusionnées est décrite dans ce manuscrit, ainsi que son extension par chimie en flux continu permettant une synthèse multi-grammes de ces composés. Enfin une étude théorique du mécanisme est proposée afin d'élucider l'influence des différents paramètres de la réaction. / Pyridine scaffolds are very interesting building blocks in various fields, they appear in various drugs, and are relevant either in agrochemistry, marials chemistry, polymers and in organic chemistry. Many efficient and direct methods to access polysubstituted pyridine scaffolds are described in the litterature, amongst these, the fused aminopyridines caught our attention. Indeed, there are only few reports in the litterature of such scaffold.