La plupart des systèmes en matière molle sont en contact avec des solutions contenant des espèces chargées. Certains d’entre eux sont bien décrits par des théories de champ moyen, d’autres nécessitent des approches plus fines qui tiennent compte des corrélations entre ions.Dans la première partie de cette thèse, nous analysons la dynamique de relaxation d’un nanocondensateur. Les techniques analytiques et numériques utilisées relèvent du champ moyen (formalisme de Poisson-Nernst-Planck). Nous étudions les temps caractéristiques de relaxation dans les régimes linéaire et non linéaire et caractérisons le comportement du système en fonction de la concentration en sel et du potentiel appliqué. Les géométries planaire et coaxiale sont traitées. Nous nous intéressons ensuite au problème de concevoir un protocole temporel pour le potentiel appliqué, capable de piloter le système d’un état d’équilibre à un autre, que ce soit pour accélérer le processus de formation de la double couche électrique ou celui d’instauration d’un flux électroosmotique.Dans la deuxième partie, nous abordons la physique des systèmes chargés corrélés, avec une attention particulière pour le phénomène d’attraction entre charges du même signe. Nous élaborons une théorie qui décrit les systèmes sans sel à l’équilibre, quelle que soit la valeur du paramètre de couplage électrostatique. Inspirée en partie par le concept du trou de corrélation et en partie par un formalisme à la Poisson-Boltzmann, la théorie satisfait nombre de résultats exacts et elle peut être facilement résolue numériquement.Dans la troisième partie, nous développons la théorie du couplage fort pour les constituants nanoscopiques du ciment. Après avoir présenté l’histoire et l’état de l’art dans notre compréhension de la physique de cet omniprésent matériau, nous analysons des simulations de dynamique moléculaire de l’interface entre plaquettes de C-S-H. Nous montrons que la grande force de cohésion observée est due à une baisse de la permittivité diélectrique sous confinement, ce qui augmente l’importance des corrélations. Nous étudions la statistique du phénomène d’hydratation des ions, et finalement obtenons de façon analytique la pression en fonction de la distance entre plaquettes, en excellent accord avec les simulations. / Most systems in soft matter are immersed in solutions with charged species. Some of them can be described by mean-field techniques, while others require more sophisticated treatments that account for correlations between ions.In the first part of this thesis, we analyze the relaxation dynamics of a nanocapacitor. We use analytical and numerical techniques within mean-field (so-called Poisson-Nernst-Planck formalism). We study characteristic relaxation times in the linear and nonlinear regime and characterize the behavior of the system as a function of salt density and applied voltage. Both the parallel plate and the coaxial geometries are examined. The problem of designing a smart time-dependent applied potential, to drive the system from an initial to a final equilibrium state is also tackled, with regard to both the electric double layer build-up process and the establishment of an electroosmotic flow.In the second part, the physics of correlated charged systems is presented, with particular focus on the like-charge attraction phenomenon. We develop a theory describing salt-free systems, at arbitrary value of the electrostatic coupling parameter. Inspired partly by the correlation-hole concept and partly by the Poisson-Boltzmann formalism, the theory satisfies a number of exact requirements and can be easily solved numerically.In the third part, we develop the theory of strong coupling for the nanoscopic constituents of set cement. After introducing the history and the present understanding of the physics behind this omnipresent material, we analyze molecular dynamics simulations of the interface between C-S-H platelets (Calcium Silicate Hydrate). We show that the strong cohesion force observed is ultimately due to a decrease in the dielectric permittivity under confinement, which enhances correlations. We study the statistics of ion hydration and obtain analytically the pressure as a function of inter-platelet distance, in excellent agreement with simulations.

Durante el presente trabajo de investigación, se realizó un estudio estratégico para la producción y comercialización de aceite esencial de molle para el mercado de Estados Unidos; esto debido al gran valor que este tipo de esencias han obtenido para diferentes industrias en los últimos años, como por ejemplo en la industria de perfumes y cosmética, en donde el aceite esencial de molle es usado como un insumo para la elaboración de fragancias de alta calidad. Cabe señalar que en el Perú existen grandes extensiones de plantaciones de molle, muchas de ellas de manera silvestre y especialmente en las zonas andinas del país, por lo que el desarrollo de industrias a base de esta materia prima, permitirá el desarrollo de comunidades, empresas nacionales y sobretodo el de la economía del país. En el primer capítulo, se desarrolló un análisis del macroentorno, considerando las variables políticas, económicas, tecnológicas, socioculturales y legales que afectan la producción y comercialización de aceite esencial de molle al extranjero; esto con la finalidad de comprender las fuerzas externas frente a las cuales no se puede llegar a tener control, y sacar una respectiva conclusión de los mismos. En el segundo capítulo, se realizó el análisis del microentorno, aplicando el modelo de las cinco fuerzas competitivas de Porter; esto con el objetivo de entender el comportamiento de los principales participantes en el mercado, especialmente de la competencia y los compradores. Es importante destacar, que a partir de esto se determinó que la estrategia competitiva más apropiada de una empresa para este tipo de negocio sería la de enfoque diferenciador. En el tercer capítulo, se analizó de manera específica el sector de exportaciones a Estados Unidos de aceites esenciales a base de árboles forestales, rubro dentro del cual se encuentran los aceites esenciales de molle. Para ello se consideraron los clientes, los productos sustitutos y/o complementarios, la evolución del mercado, los insumos y proveedores, las tecnologías de producción usadas, los canales de distribución utilizados y los principales competidores del mercado. En el cuarto capítulo, a través de un análisis FODA, se identificó los factores externos e internos que afectan la exportación del aceite esencial de molle a Estados Unidos; a partir de ello, se desarrolló el plan estratégico de la empresa, definiendo la misión, visión, estrategias a considerar y lineamiento de los objetivos estratégicos. Finalmente, a partir de toda la información recopilada y analizada en el capítulo cinco, se muestran las principales conclusiones que resumirán las ideas más importantes de este trabajo de investigación.

Ce travail de thèse expérimental porte principalement sur deux études concernant la dynamique collective de particules dans des écoulements à très faible nombre de Reynolds et dans des environnements confinés. Dans ces systèmes les particules interagissent via des couplages hydrodynamiques à longue portée d'origine géométrique ou topologique. Le thème général faisant le pont entre ces deux études est la notion de réversibilité hydrodynamique. De part les méthodes mises en oeuvre pour aborder ces problèmes, cette thèse se place à l'interface de trois grands domaines de la physique: l'hydrodynamique, la matière molle et les systèmes dynamiques. Le premier système est un ensemble de gouttes micrométriques confinées dans une cellule de Hele-Shaw et soumis à un écoulement sinusoïdal afin de sonder la nature réversible de la dynamique. Cette expérience d'écho caractérisée par une dynamique microscopique complètement réversible met en évidence une transition de phase du premier ordre entre un état macroscopique réversible en dessous d'une certaine amplitude d'oscillation et un état macroscopique irréversible au dessus de cette amplitude. De plus, il est montré que cette transition n'est pas seulement dynamique mais également structurale. La seconde étude correspond quant à elle à une expérience de trafic dans un réseau de boucles microfluidiques où la dynamique asymptotique du système à 3 corps est étudiée de manière extensive. En combinant des études numériques, analytiques et expérimentales, il est montré que cette dynamique de trafic est Hamiltonienne et réversible.

Les métallacarboranes sont des clusters anioniques constitués d'atomes de bore, de carbone et d'hydrogène avec un cation métallique pris en « sandwich » au cœur de ce cluster (Co3+ en général) et hautement stable thermiquement que chimiquement. Ces entités sont représentées trivialement par la lettre grecque « thêta » où leurs pôles sont considérés comme hydrophobes et possèdent une charge négative délocalisée qui peut être contre balancée par un proton acide. Cette forte stabilité ainsi que ces diverses propriétés leur procurent un intérêt particulier dans des applications telles que la co-extraction du Cs et Sr dans les effluents nucléaires ou bien en médecine pour leur aptitude à inhiber la protéase du VIH de par ses liaisons hydrogènes. La chimie du bore étant relativement riche, une synthèse de quelques dérivés a été réalisée en laboratoire. Il est ainsi possible de substituer spécifiquement des atomes d'hydrogène par des atomes d'iode ou de chlore ou bien de changer le métal central par un cation Fe3+ formant respectivement les anions diiodo-COSAN (I2COSAN), dichloro-COSAN (Cl2COSAN) et ferrabisdicarbollide (FESAN). Ces métallacarboranes sont aussi considérés comme une nouvelle classe de tensioactif pour lesquels une première étude de leur auto-assemblage a été réalisée. Les résultats obtenus sur l'un d'entre eux, le cobaltabisdicarbollide ou COSAN, ont montré un effet sur la tension de surface ainsi qu'une structuration spontanée de ces clusters en forme de vésicule (à partir de 0,5 mmol/L) et par interaction Coulombienne, tendent à former des micelles à plus forte concentration (après 15 mmolL). Mais ces derniers offrent davantage de surprise de par la formation de phases lyotropes en solution aqueuse. En effet, ces phases, clairement identifiées par des techniques de diffusion au rayon-X et microscopie, montrent une dépendance en température mais aussi en concentration dont un diagramme de phase a pu être établi pour le I2COSAN en particulier. Cette thèse fait ainsi l'objet de la compréhension des phénomènes contrôlant cette agrégation de ces curieux composés. / Metallacarboranes are anionic clusters composed of boron, carbon and hydrogen with a metallic cation sandwiched at the heart of this cluster (Co3+ in general) and highly stable in thermic and chemical point of view. These entities are trivially represented by the Greek letter "theta" where the poles are considered hydrophobic and have a negative charge delocalized and counter-balanced by an acidic proton. This high stability as well as the various properties gives a particular interest in applications such as the co-extraction of Cs and Sr in nuclear waste or in medicine for their ability to inhibit HIV protease by its hydrogen bonds. The chemistry of boron is relatively rich; a synthesis of some derivatives was performed in laboratory. It is possible to substitute specifically hydrogen by iodine or chlorine atoms or change the metallic heart by other atom as Fe3+, respectively forming diiodo- COSAN (I2COSAN), dichloro-COSAN (Cl2COSAN) and ferrabisdicarbollide (FESAN) anions. Metallacarboranes are also considered as a new class of surfactant where a first study of their self-assembly has been performed. The results of one of them, cobaltabisdicarbollide or COSAN, have shown an effect at the surface tension and theses clusters formed spontaneously vesicles in dilute regime (from 0.5 mmol/L) and by Coulomb interactions, they form micelles at higher concentration (after 15 mmol/L). But they offer more surprise by the formation of lyotropic phases in aqueous solution. Indeed, these phases, clearly identified by X-ray scattering techniques and microscopy, showed temperature and concentration dependence where a phase diagram was established for the I2COSAN in particular. Therefore, the thesis is focused on the understanding of the phenomena controlling the aggregation of these curious compounds.

Utilisés dans de nombreux domaines, les matériaux piézoélectriques sont régulièrement soumis à des sollicitations externes ou internes qui modifient leurs propriétés. Dans le but de prévoir et d’anticiper ces altérations, ce travail étudie les propriétés de matériaux piézoélectriques soumis à une contrainte statique de type mécanique ou électrique. Dans un premier temps, nous développons les équations du mouvement d’un matériau piézoélectrique (non hystérétique) au second ordre, en tenant compte des déformations dynamiques, mais aussi statiques. L’étude numérique des vitesses et du coefficient de couplage est faite sur le niobate de lithium, dans différents plans de coupe et différents systèmes de coordonnées afin d’évaluer dans quelles configurations l’application d’une contrainte externe électrique ou mécanique améliore ou dégrade les propriétés du matériau. Nous caractérisons ensuite les comportements hystérétiques de piézocéramiques sous contraintes en modélisant l’évolution des polarisations et déformations rémanentes microscopiques via les mouvements de murs de domaines. La comparaison des résultats numériques avec des évolutions de 4 piézocéramiques nous permet de définir le domaine de validation de nos hypothèses et d’expliciter les comportements hystérétiques de piézocéramiques. Dans une dernière partie, nous mettons en place un dispositif expérimental de mesure de déformations et du déplacement électrique de structures piézoélectriques sous contrainte mécanique. Ces résultats nous permettent de dimensionner notre étude sur le niobate de lithium et apportent une meilleure compréhension de l’évolution des déformations transversales dans les piézocéramiques. / Used in many domains, piezoelectric materials are frequently submitted to external or internaI stresses which modify their properties. In order to prevent and anticipate these modifications, this work studies the properties of piezoelectric materials under static electrical or mechanical stress. First, the motion equations of a piezoelectric (non hysteretic) rnaterial are developed at the second order taking to account the static strain and the dynamic ones. The numerical study of plane wave velocities and coupling coefficients is performed on lithium niobate, in different cuts and different coordinate systems. Then, we evaluate in which configurations the application of an electrical or mechanical stress improves or degrades the material properties. In a second part, the hysteretic behaviours of piezocerarnic materials under electrical and mechanical stresses are characterized by modelling the evolutions of microscopic remanent polarization and strains through the movements of domain walls. Numerical results are compared to evolutions of 4 piezoceramics and allow us to define the validation domain of our hypothesis and to explain hysteretic behaviours of soft and hard piezoceramics. In the last part, an experimental device to measure strains and electrical displacements under mechanical stress is developped. Results allow study on lithium niobate to be planned and bring a better understanding of transversal strain evolutions in piezoceramics.

Cette thèse couvre l'auto-assemblage de particules dipolaires (magnétiques/électriques). Ces systèmes sont abondants en physique de la matière condensée (molécules et nanoparticules magnétiques, particules colloïdales magnétiques, bactérie magnétotactique, etc.). Sur un plan fondamental, ils représentent un défi important en raison de l'anisotropie et de la longue portée de l'interaction de paire. Le principal objectif de ce travail de recherche est de prédire les microstructures de ces systèmes en tenant compte de façon adéquate de l'interaction complexe dipôle-dipôle ainsi que des effets stériques et ceux dus à un éventuel confinement. Comprendre et revisiter les interactions de filaments dipolaires tels que des aiguilles et des chaînes faites de billes dipolaires est une première étape importante de cette thèse. En effet, les chaînes sont les constituants élémentaires de nombreux systèmes dipolaires, notamment sous l'effet d'un champ magnétique extérieur appliqué. Ensuite, l'agrégation colonnaire des chaînes dipolaires est examinée, ce qui conduit aussi naturellement à l'étude des cristaux dipolaires massifs où une nouvelle phase est découverte. Le cas plus générique des chaînes hélicoïdales est discuté en considérant les situations limites que sont les chaînes linéaires droites et en zigzag. L'association des chaînes dipolaires, dans le cas bidimensionnel, forme des rubans, puis une monocouche avec un réseau hexagonal. La réponse non triviale d'un tel réseau à un champ magnétique perpendiculaire imposé est aussi étudiée. Il est démontré qu'un réseau rhombique peut être induit de cette façon. Finalement, la sédimentation de particules paramagnétiques dans une monocouche inclinée en présence d'un champ magnétique est explorée via une étude mêlant expériences, théorie et simulations. L'ordre induit par gravité s'avère être une voie prometteuse pour l'élaboration contrôlée de réseaux bidimensionnels / This thesis covers the self-assembly of dipolar (magnetic/dielectric) particles. These systems are abundant in condensed matter physics (magnetic molecules and nanoparticles, magnetic colloidal particles, magnetotactic bacteria, etc). They also represent a fundamental challenge owing to the both long range and anisotropic nature of the pair interaction. The main objective of this research work is to predict the microstructures of these systems by properly handling the intricate dipole-dipole interaction combined with steric and possibly confinement effects. Understanding and revisiting the interaction of dipolar filaments such as needles or chains made up of dipolar beads is a first important achievement in this thesis. Indeed, the chains are the fundamental building blocks of many dipolar systems especially under applied external magnetic field. Then, the columnar aggregation of dipolar chains is investigated which naturally leads to the study of the bulk dipolar crystals. A new phase is discovered there. The more generic case of helical chains is discussed by considering limiting situations such as straight linear chains and zigzag chains. The association of dipolar chains in two-dimensions forms ribbons then a monolayer with triangular lattice symmetry. The interesting response of such a layer to an imposed perpendicular magnetic is addressed as well. It is demonstrated that rhombicity can be induced that way. Finally, sedimenting paramagnetic particles in a tilted monolayer in presence of a magnetic field are investigated by experiments, theory and simulations. The gravity-mediated ordering is found to be a promising route to elaborate tailored two-dimensional patterns

En médecine, les nanotechnologies permettent le développement de nouvelles techniques de soin comme l’hyperthermie local ou la délivrance ciblée de médicaments. Ces applications impliquent de nouveaux défis scientifiques concernant la conception de nanosystems et les propriétés de leur environnement biologique. Dans cette thèse, nous avons analysé plusieurs aspects de la relaxation thermique de tels systèmes. Nous avons mise en œuvre la fois des simulations de Dynamique Moléculaire et des mesures expérimentales de microscopie d’imagerie en temps de vie de fluorescence. Nous présentons une étude numérique du transfert thermique depuis une nanoparticule en solution aqueuse et montrons qu’attacher un polymère à sa surface permet de réduire la résistance thermique entre la particule et son environnement. Nous avons modélisé des bicouches lipidiques pour calculer leurs propriétés diélectriques et leur viscosité a été étudiée par microscopie de fluorescence. Ces expériences sont réalisées sur des membranes suspendues et des vésicules unilamellaires géantes et démontrent que la viscosité des bicouches lipidiques diminue avec la température et l’application d’une tension transmembranaire induisant un changement de structure. / In medicine, nanotechnologies give the opportunity to create new care practices such as local hyperthermia and targeted drug delivery. These applications imply new scientific challenges concerning the design of nanodevices and the properties of their biological environment. In this thesis, we have analysed several aspects of heat relaxation of such systems. We have used both Molecular Dynamics numerical simulations and Fluorescence-lifetime imaging microscopy experiments. We present a study of heat transfer from a solvated nanoparticle and show that attaching a polymer on its surface reduces the thermal resistance between the particle and its aqueous environment. We have modelled lipid bilayers to compute their dielectric properties and their viscosity have been investigated by fluorescence imaging. The experiments conducted on both suspended lipid membrane and giant unilamellar vesicles show that the viscosity decreases when the temperature increases and when a transmembrane voltage is applied to inducing a structural change.

Les dispersions de virus filamenteux présentent une succession d'états cristallins liquides comprenant les phases nématique, smectique (ou lamellaire) et colonnaire. L’auto-organisation de ces particules colloïdales en forme de bâtonnet s’est révélée être essentiellement pilotée par l’entropie dont résulte un potentiel d’interaction entre particules purement répulsif. Dans cette thèse, les propriétés structurales et dynamiques de bâtonnets présentant une interaction attractive directionnelle fortement localisée (interaction dite à « patch ») à l'une des extrémités des particules ont été étudiées. L’interaction attractive locale a été obtenue en fonctionnalisant les extrémités des virus filamenteux par greffage régiosélectif de colorants fluorescents hydrophobes qui jouent le rôle de « patch » enthalpique. La force d'attraction peut être modulée en faisant varier le nombre de molécules de colorant liées. Nous avons montré que cette interaction à « patch » stabilise la phase smectique au détriment de la phase nématique, laissant les autres phases cristallines liquides essentiellement inchangées. En outre, la présence de molécules de colorant fluorescent sur les extrémités des virus permet l'observation de structures lamellaires cristal-liquides avec un contraste et une résolution exacerbés. La visualisation in situ de défauts topologiques en phase smectique, telle des dislocations de type coin et vis, a été réalisée à l'échelle de la périodicité du réseau. Le champ de déplacement autour d’une dislocation coin a été établi expérimentalement et comparé au profil prédit par les théories élastiques. Des dislocations de type vis ont également été mises en évidence, pour lesquelles la taille du cœur et l'helicite ont été déterminées.La dynamique des virus « patchy » et de ceux non fonctionnalisés a été étudiée par suivi temporel du déplacement des particules individuelles en microscopie de fluorescence. Dans toutes les phases cristallines liquides, la diffusion de particules « patchy » s'est avérée être entravée. En particulier dans la phase smectique, les bâtonnets « patchy » ont tendance à résider dans les couches diffusant principalement dans la direction perpendiculaire à l'axe principal du virus, tandis que les bâtonnets non fonctionnalisés présentent une diffusion entre couches beaucoup plus prononcée. Ce comportement peut s’explique par la plus grande valeur du potentiel smectique associé et mesuré expérimentalement dans les deux types de dispersion.Nous avons combiné des effets de « patch » entropique et enthalpique en ajoutant des polymères non-absorbants à la dispersion virale fonctionnalisée. Dans ce cas, les bâtonnets s’auto-assemblent latéralement par déplétion en des clusters. La diffusion de rayons X et la microscopie optique ont été utilisées pour comparer les propriétés structurales et dynamiques des dispersions virales fonctionnalisées - ou pas - mélangées à des polymères non absorbants, et pour établir les diagrammes de phases correspondants.En résumé, nous avons démontré un nouveau moyen efficace de contrôler la structure de fluides complexes par la modifications régio-sélective des particules constituantes. / Dispersions of filamentous viruses exhibit a plethora of liquid crystalline states including nematic, smectic (or lamellar), and columnar phases. Self-organization of these rod-shaped colloidal particles has been shown to map the hard-core behavior for which the interaction potential is purely repulsive. In this thesis, the structural and dynamical properties of rods with highly localized directional attractive interaction (or “patchiness”) between one of the ends of the particles have been studied. Local attraction has been achieved by functionalizing the filamentous virus tips via regioselective grafting hydrophobic fluorescent dyes which act as enthalpic patch. The single tip attraction strength can be tuned by varying the number of bound dye molecules. We have shown that increasing attraction interaction stabilizes the smectic phase at the cost of nematic phase leaving all other liquid crystalline transitions unchanged. Furthermore, the fluorescent dye molecules on the viral tips enable the observation of liquid crystalline lamellar structures with improved contrast and resolution. In situ visualization of topological defects in the smectic phase such as edge and screw dislocations has been thus performed at the lattice periodicity level. The displacement field around an edge dislocation has been experimentally established and compared to the profile predicted by elastic theory. Screw dislocations have been also evidenced, for which the core size and handedness have been determined.Dynamics of patchy and pristine viruses has been investigated by tracking individual rod displacements. In all liquid crystalline phases, the self-diffusion of patchy rods has been found to be hindered compared to the self-diffusion of pristine rods. Particularly in the smectic phase, patchy rods tend to reside within the layers mainly diffusing in the direction perpendicular to the main virus axis, contrary to pristine rods whose self-diffusion between layers is far more pronounced. This behavior is explained by the higher unidimensional smectic ordering potential experimentally measured in the dispersions of patchy rods compared to that obtained for pristine rods.We have combined both entropic and enthalpic patchinesses by adding non-adsorbing polymers into tip-functionalized viral dispersions. In this case, rod sides act as entropic patchy sites due to attractive depletion interaction between them. Small angle X-ray scattering and optical microscopy techniques have been used to compare the structural and dynamical properties of pristine and tip-functionalized viral dispersions mixed with hydrophilic polymers acting as depletants agent. We have determined and compared the phase diagrams obtained for the two types of virus-polymer systems.In summary, we have demonstrated a new and efficient way to control the structure of complex fluids by implementing site-specific modifications of building blocks.

Ces travaux sont consacrés à la synthèse d'un nouveau type de métamatériaux acoustiques dans le domaine ultrasonore. L'étude porte sur les résonances de cavité, elles peuvent influer sur les différentes grandeurs physiques impliquées dans la propagation des ondes acoustiques. Pour amplifier les résonances, la stratégie a été de mettre en place un contraste de vitesse de phase entre la matrice et les inclusions résonantes. Pour travailler dans le domaine ultrasonore, les techniques de mise en oeuvre sont issues de la microfluidique. Les premiers échantillons sont élaborés par émulsification micrométrique assistée par robotique. Cela permet d'obtenir des polydispersités de l'ordre de 1%. Différents modes de résonances acoustiques ont ainsi été observés. Les recherches ont été poussées jusqu'à l'étude de la polydispersité (1 à 12 %) et l'analyse de systèmes comprenant deux populations de gouttes. Le reste du travail s'est fait en millifluidique avec la mise en forme de dispersions de billes de xérogel de silice avec de plus importants contrastes de vitesse. La synthèse utilisée est une réaction de type sol-gel en milieu basique salin. Le montage millifluidique a été mis en place et calibré pour cette synthèse. La réaction chimique et les particules obtenues ont été caractérisées de nombreuses manières (Raman, rhéologie, mesure de compression, de densité, BET, MEB...). Les mesures acoustiques sur de tels systèmes ont permis de mettre en évidence des gammes de fréquence pour lesquelles l'indice de réfraction acoustique était négatif les plus fortes fractions volumiques (≈ 20%). / This work is dedicated to the synthesis of a new kind of acoustic metamaterials working in the ultrasonic range. The study is based on cavity resonance which can influence physical quantities involved in acoustic wave propagation. For amplifying these resonances, a large phase velocity contrast is required between the matrix and the inclusions.For the ultrasonic range and because of size requirements, the implementation is achieved using microfluidics. First, samples are generated using robotic-assisted emulsification which leads to a very small size polydispersity, around 1%. For these calibrated emulsions, different modes of acoustic resonance are clearly identified. We then generated polydisperse samples on purpose (up to 12%) and correlated the quality factor of the resonances to the size dispersity. Then, in order to enhance the resonance magnitude, silica-based xerogels are synthesized and templated using digital millifluidics. The chemical reaction along with the final xerogel micro-beads (≈ 100 μm radius) are characterized with a large variety of techniques (Raman, rheology, compression and density measurement, BET, SEM...). Acoustic measurements on these systems show that there is a frequency range with a negative acoustic refractive index for a at high enough volume fraction of xerogel particles (20%).

Ce manuscrit est divisé en trois parties : (I) Sont présentées deux études concernant les forces effectives entre objets plongés dans un milieu fluctuant. A l'équilibre thermodynamique, nous caractérisons complètement la distribution, non universelle, des forces ressenties par deux objets pour quelques cas simples. Nous étendons aussi le concept de forces induites par les fluctuations à des milieux maintenus hors équilibre. (II) Nous y étudions la réponse dynamique d'adhésifs moléculaires. Une première étude concerne l'interprétation d'expériences récentes sur molécule unique. Nous identifions et discutons, en particulier, l'ambiguïté des interprétations usuelles de ces expériences. Nous montrons ensuite comment la topologie des chemins vers la rupture se traduit dans la complexité de la réponse dynamique des adhesifs. (III) On y fournit quelques commentaires sur les interactions élastiques qui existent entre des inclusions rigides déformant localement une interface molle.