Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés à l'interaction entre des écoulements cisaillés et la turbulence dans les plasmas chauds magnétisés. On s'est particulièrement focalisé sur l'étude de la dynamique complexe d'une barrière de transport et sur un moyen de contrôler ses oscillations de relaxations.

L'étude et la réalisation de nanomatériaux font à l'heure actuelle l'objet d'une attention scientifique très soutenue. Atteindre la taille nanométrique ouvre en effet de nouvelles perspectives tant fondamentales que technologiques. L'objectif de cette thèse est de corréler les conditions d'élaboration et les propriétés structurales et électriques de matériaux à travers l'étude des nanofils d'antimoine (Sb) et d'or (Au). Par électrochimie, méthode peu onéreuse, nous avons élaboré des nanofils dans les pores de membranes. La détermination des conditions de synthèse nous a permis l'obtention de nanofils de qualité. L'analyse des processus d'électrodéposition nous a également conduit à la compréhension de certains mécanismes de la synthèse spécifique de nanomatériaux. Nous avons montré que pour des synthèses inscrites dans les cavités nanométriques d'une membrane d'épaisseur micrométrique l'extension de la couche de diffusion pouvait être réduite à l'épaisseur de la membrane. La seconde partie de ce mémoire concerne la caractérisation structurale et la détermination de la composition chimique des nanofils électrodéposés. Compte tenu de la taille nanométrique de nos objets, ce genre d'investigations requièrent des techniques de caractérisation bien spécifiques, notamment de haute résolution. Les études menées par la microscopie électronique en transmission (TEM) combinée avec la spectroscopie d'énergie dispersive des rayons-X (EDXS), ainsi que par la spectroscopie de pertes d'énergie des électrons (EELS), ont révélé entre-autres le caractère monocristallin de nos nanofils d'antimoine et d'or. Enfin, nous avons également exploité les propriétés électriques des nanofils d'or, en vue de nouveaux dispositifs pour écrans plats. Pour optimiser les conditions de mesure d'émission de champs, une méthode originale de fabriquer des réseaux de nanofils fixés verticalement sur un substrat a été mise au point. Les résultats préliminaires révèlent déjà un champ seuil d'émission (Ethr) égal à 3,2 V/µm, valeur prometteuse et comparable à celles obtenues à partir de nanotubes de carbone.

Information technology has grown rapidly in the last few decades and is becoming one of the basic needs of humankind. As this technology grows, the demand for new materials to develop it also increases. So far, silicon is the main semiconductor material for electronic applications, while III-V semiconductors are the main materials for photonic applications. We readily find silicon integrated circuits (ICs) around us: in our cellular phones, personal computers, cars, home appliances, etc. For the further development of this technology, a material compatible with silicon microelectronics and suitable optoelectronic properties would play an important role. In particular, research should focus on a material which could be used for the next generation of photon emitters and could be integrated directly into an IC. Indeed, it is well-known that due to its indirect band-gap structure, bulk silicon is an extremely inefficient photon emitter. Therefore, scientists have turned their interests to other more complex and expensive semiconductor materials such as GaAs (gallium arsenide), InP (indium phosphide), GaP (gallium phosphide), etc. Even though these materials have allowed the realization of laser diodes, they cannot be easily associated with silicon integrated circuits. They are incompatible because the two materials have different crystal lattice constants, a socalled lattice mismatch. Another type of materials, which also give good luminescent efficiency are organic materials. In this case, one does not encounter the lattice mismatch problem due to their amorphous structure, but their processing into devices is not always compatible with microelectronics industry standards. Moreover, the stability of these materials is quite low compared to their inorganic counterparts.

De rapides avancées technologiques ont autorisé depuis le début des années 1980 un développement important des lasers de puissance et ont ouvert la voie aux régimes d'interaction laser-matière relativiste. L'accès aux intensités lumineuses supérieures à 1.1018 W.cm-2 a ainsi donné la possibilité à la communauté scientifique d'explorer une nouvelle physique riche d'applications. Bien que le principal moteur ait historiquement été constitué par les recherche sur la fusion par confinement inertiel, l'astrophysique de laboratoire, la génération de rayonnement (harmoniques, bétatron, X) ou la génération de particules énergétiques (électrons, ions) élargissent de plus en plus ce domaine d'étude.En effet, les très bonnes qualités des sources lumineuses et des sources d'ions créées par laser laissent fortement envisager qu'elles viendront un jour remplacer les sources conventionnelles comme les synchrotrons ou les accélérateurs qui sont des machines très coûteuses.Dans le cadre de cette thèse, une attention toute particulière a été portée à l'accélération d'ions qui a déjà montré son fort potentiel en termes de qualité des faisceaux accélérés. Malheureusement, ses applications sont encore limitées (radiographie, chauffage isochorique) à cause de paramètres limitants comme la divergence du faisceau, le spectre large ou l'énergie maximale atteinte par ces faisceaux. Au cours de ce travail de thèse, l'accent a plus particulièrement été mis sur l'augmentation de l'énergie maximale des faisceaux de protons dans le cadre des régimes à ultra haute intensité (supérieur à 1.1019W.cm-2). Cette recherche s'est orientée suivant deux axes principaux (impulsions longue et courtes), qui ont donné lieu à de nombreux échanges et au renforcement de la collaboration entre les laboratoires du LULI à l'École Polytechnique (France) et l'INRS-EMT (Canada).Dans le cadre des recherches menées au sein du LULI, des techniques innovantes ont pu être explorées afin de poursuivre la compréhension des mécanismes et d'améliorer les qualités de l'accélération d'ions à partir d'impulsion "longues" (entre 300 fs et 1,5 ps). Nous avons montré que l'utilisation de cibles ayant des dimensions transverses réduites permettait le confinement géométrique des électrons dans la zone d'impact du laser et augmentait ainsi significativement le taux de conversion de l'énergie laser vers les protons et l'énergie maximale atteinte par le faisceau. Par ailleurs, l'utilisation originale d'une optique plasma refocalisante a démontré son efficacité quant à réduire fortement la surface de focalisation du laser, conduisant à augmenter son intensité et donc l'énergie de coupure des faisceaux d'ions accélérés. Enfin, l'utilisation de deux impulsions laser a mis en évidence qu'une interaction entre les électrons accélérés par chaque impulsion était possible et qu'elle permet de modifier l'énergie et la typologie des faisceaux de protons.Les expériences réalisées au sein de l'INRS-EMT visaient quant à elle à améliorer la compréhension des régimes d'accélération femtoseconde, où peu d'études à ultrahaute intensité existaient au début de cette thèse, et à valider ou non la pertinence de ces régimes. Les nombreuses expériences menées ont clairement établi l'importance du contraste laser et la nécessité que ce derniers soit important pour que l'accélération de protons soit efficace dans ces régimes ultracourts. L'analyse systématique des faisceaux accélérés en face avant et en face arrière d'une cible mince montre que le processus d'accélération manifeste une certaine symétrie et prouve, qu'à énergie laser constante,l'accélération d'ions par laser n'est pas la plus efficace pour la plus courte durée d'impulsion.

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La physique des hautes pressions, et particulièrement la mesure des équations d'état, s'est développée pour répondre aux besoins d'autres disciplines où la connaissance quantitative du comportement de la matière fortement comprimée est fondamentale. Ainsi, en géophysique, la compréhension de la structure interne de la terre1 dépend de l'équation d'état du fer et de ses propriétés physiques 2 . Une situation similaire se rencontre en planétologie pour d'autres éléments (structure de Jupiter et équation d'état de l'hydrogène3 , structure d'Uranus et équation d'état de l'eau4 ...). Plus généralement, l'équation d'état des matériaux constituant un objet astrophysique intervient nécessairement dans l'étude théorique de sa structure interne pour fermer le système des équations de l'hydrostatique5 .

Cette thèse a initié en France la thématique des cellules solaires à hétérojonctions a-Si:H/c-Si. Cette technologie consiste à déposer des couches de silicium amorphe sur des substrats de silicium cristallin ce qui présente l'avantage (par rapport aux homojonctions) de fabriquer des cellules solaires à haut rendement entièrement à basse température (< 200 °C). Elle permet aussi de réaliser plus aisément des cellules sur substrats c-Si très minces (< 150 µm). Les sub-strats utilisés sont ici essentiellement des c-Si de type p. Les couches a-Si:H, pm-Si:H ou µc-Si sont déposées par RF-PECVD. Une attention particulière est portée au dépôt d'ITO, aux étapes de nettoyage et à la reproductibilité. Les cellules solaires ont été développées dans un souci constant d'industrialisation : grande surface (25 cm2) et métallisations bas coût sérigraphiées. Malgré cela, les rendements ont progressé de 9% à 17 % avec les meilleurs Vco compris entre 660 mV et 677 mV (à l'époque un record). Une excellente passivation a été obtenue avec une vitesse de recombinaison de 16 cm/s moyennée sur 25 cm2. Un travail plus théorique associant mesures ellipsométriques in situ, mesures HR-TEM et mesures de capacité, SIMS et simulations a permis d'obtenir plusieurs résultats originaux et de montrer que la physique des cellules à hétérojonctions a-Si:H/c-Si était encore mal comprise. Des paradoxes ont été découverts et élucidés concernant le rôle du « bombardement ionique », de la croissance épitaxiale et des discontinuités de bande. Une conclusion essentielle est que les discontinuités de bande du système a-Si:H/c-Si ne sont pas constantes et que leur valeur dépend (notamment) du contenu en hydrogène. Cela ouvre la voie à une ingénierie des discontinuités de bande des cellules solaires à hétérojonctions.

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Cette thèse de doctorat traite de la mesure du dioxyde de carbone atmosphérique par LIDAR DIAL et plus particulièrement de la potentialité d'une mesure spatiale. Le CO2 est le deuxième gaz à effet de serre dans l'atmosphère et le premier d'origine anthropique. Afin de pouvoir prédire l'évolution du changement climatique et du climat il est nécessaire de pouvoir prédire l'évolution de ce gaz dans l'atmosphère. Cependant, le cycle du carbone est encore mal compris et des inconnues subsistent notamment sur la localisation des sources et des puits de carbone à la surface de la Terre. Afin de déterminer avec précision ces puits et ces sources, il est nécessaire de pouvoir caractériser avec précision les flux de surface du CO2 atmosphérique. Les stations de mesure au sol étant trop éparses, il est nécessaire d'avoir accès à une mesure globale du CO2. Cependant, les premières missions spatiales passives souffrent de limitations et ne permettent pas d'accéder à la précision requise pour contraindre les flux. C'est pourquoi une mesure active utilisant la technique LIDAR à absorption différentielle DIAL est étudiée ici. Ce travail en amont vise à préparer une telle mission, afin d'atteindre les précisions requises. Dans un premier temps, la raie d'absorption la plus appropriée est sélectionnée et j'énonce les précisions devant être atteintes sur la mesure. Dans une deuxième partie, l'étude spectroscopique de cette raie d'absorption (raie R 30 de la bande (2001)III

Les cadhérines classiques sont des glycoprotéines transmembranaires impliquées dans l'adhésion, mais aussi dans diverses fonctions comme la différenciation ou la ségrégation cellulaire. L'interaction adhésive, dont les mécanismes moléculaires restent mal connus ou controversés, est mise en place par les 5 motifs répétés (EC) du segment extracellulaire. Le but de ce travail a été de déterminer le rôle de deux éléments très conservés: le tryptophane (Trp2) et les ions calcium (Ca2+) dans ce mécanisme moléculaire. La Chambre à Flux Laminaire, une approche très sensible, nous a permis l'étude des paramètres cinétiques d'interaction entre fragments EC12 de la E-cadhérine, à l'échelle de la liaison unique. Le Trp2 favorise la formation et la stabilité des interactions qui semblent se dérouler en au moins deux étapes. Un processus inattendu a été révélé où une des deux molécules suffirait à initier l'interaction. L'existence d'un complexe intermédiaire dissymétrique suggère un renforcement du contact par oligomérisation des cadhérines. La fixation coopérative de 3 ions Ca2+ entre EC1 et EC2 a été mesurée très précisément par spectrométrie de masse en conditions non dénaturantes. La forte affinité (KD=23μM) suggère que cette fixation est toujours réalisée aux concentrations physiologiques de Ca2+. Ces ions, nécessaires à la conformation active, ne moduleraient pas la cinétique d'interaction, mais seraient essentiels à la résistance de la liaison soumise à une force de dissociation. Ces résultats nous aident à mieux comprendre les processus moléculaires permettant à la fois le maintien de la cohésion cellulaire et la plasticité de l'adhésion réalisée par les cadhérines.