L’objectif de ce projet de recherche est de développer une technologie d’agents mobiles pour systèmes embarqués. Dans un premier temps, une plateforme d’agents mobiles pour systèmes embarqués homogènes est réalisée et, ensuite dans un deuxième temps, une application d’informatique diffuse qui exploite la mobilité du contexte d’exécution est mise en œuvre pour valider cette plateforme. La mobilité d’un agent est définie comme suit: son exécution est interrompue sur le nœud courant, appelé nœud source, ensuite les données représentant l’état de l’agent sont transférées du nœud source vers un nœud destination et enfin, arrivé au nœud destination, son exécution se poursuit là où elle avait été interrompue sur le nœud de départ. Cette opération, appelée migration du contexte d’exécution, est intégrée aux fonctionnalités d’un noyau temps réel, permettant ainsi la mobilité d’agents logiciels au sein d’une grappe de systèmes embarqués homogènes. Les applications visées par le projet relèvent du domaine de l’informatique diffuse et plus particulièrement de son application à l’espace intelligent.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Le polissage mécano-chimique (CMP) en raison de spécifications sévères, telles que l‘aplanissement de la surface à ± 5 nm, est devenu un enjeu crucial pour le développement des nœuds technologiques 14 nm et au-delà. Les méthodes actuelles de caractérisation de la topographie, limitées en termes de taille de surface analysée, évaluent l'efficacité des procédés sur des structures nommées boites de mesure. Ces structures mesurent 100 µm x 50 µm et sont situées entre les circuits intégrés. Elles sont donc non représentatives de la topographie de la puce et, de ce fait, des procédés de métrologie topographique de la puce sont requis. Dans un premier temps, nous montrons que la microscopie interférométrique est capable de caractériser la nano-topographie sur des distances centimétriques avec une résolution latérale micrométrique. La caractérisation par microscopie interférométrique de la nano-topographie induite par les procédés de CMP montre que les méthodes actuelles fournissent des valeurs topographiques non représentatives de la puce. Une méthodologie associée à ce nouveau type de caractérisation est proposée et discutée. Dans un deuxième temps, nous montrons que la diffusion de la lumière permet un contrôle rapide (trois minutes par plaques) et non destructif de variations nanométriques de la topographie de grilles de quelques dizaines de nanomètres de large sur toute la plaque. / Chemical Mechanical Polishing (CMP), because of narrower specifications, as surface planarization at ± 5 nm, is becoming a critical process for the development of the 14 nm technology node and beyond. Habitual topographic characterization techniques, limited in acquisition area, appraise processes efficiency through structures called test boxes. Those structures have a size equal to 100 µm by 50 µm and they are located, in the scribe lines, between the chips. Consequently, they are not representative of the die level topography and die level topographic metrology processes are required. In a first time, we show that interferometric microscopy is able to characterize nano-topography over centimetric distances with micrometric lateral resolution. Interferometric microscopy characterization of CMP processes induced nano-topography demonstrates that usual methods provide non representative die level topography values. A new characterization kind related methodology is proposed and discussed. In a second time, we show that diffused light measurement allows fast (three minutes/wafer) and non-destructive control of gate nano-topography variations for pattern widths of some tenths of nanometer.

Les puces sont des arthropodes hématophages obligatoires. L’importance des puces en santé publique humaine est surtout liée à leur capacité de transmission d’agents de maladies infectieuses. La présence de ces agents infectieux dans certaines régions et leur association avec différentes espèces de puces restent peu étudiées dans certains endroits du monde. Dans cette étude, nous avons analysé par outils épidémiologiques, microbiologiques et moléculaires, la présence de bactéries zoonotiques émergentes chez des puces collectées sur des animaux domestiques et sauvages en France, sur l’île de Tahiti, sur l’île de Bornéo, au Laos et en Algérie. Grâce à nos investigations, nous avons contribué à enrichir la carte de répartition des bactéries véhiculées par les puces.La deuxième partie de notre travail a été initié par la détection dans des puces de Bartonella quintana , alors que cette bactérie est connue pour être habituellement transmise par les poux de corps. Nous avons donc décidé d’étudier cette relation entre les puces et Bartonella quintana. Pour réaliser cette étude, nous avons mis en place un protocole d’élevage sur membrane artificielle de puces de l’espèce Ctenocephalides felis. Il s’agit du deuxième en Europe. Nous avons ensuite mis au point un système de confinement pour les puces infectées. Enfin, nous avons développé un modèle expérimental d’infection des puces par B. quintana. Les résultats préliminaires démontrent un pouvoir d’acquisition de cette bactérie par les puces C. felis et son élimination dans les fèces, qui sont en général la source de contamination des humains par les bartonella. / Fleas are found worldwide on mammals and birds, and are vectors of several zoonoses of public health importance. Consequently, flea-borne infections are emerging or reemerged throughout the world, and their incidence is on the rise. Yet their occurrence in some regions and their association with different flea species remain poorly studied in several countries in the world. We analyzed by epidemiological, microbiological and molecular tools the emerging zoonotic bacteria in fleas collected from wild and domestic animals in France, Tahiti Island, Borneo Island, Laos and Algeria. Through our investigations, we have helped to enrich the map of distribution of bacteria carried by fleas.Although the body louse is considered the main vector of B. quintana, the recent reports of the presence of B. quintana DNA in cat fleas (Ctenocephalides felis) and in human fleas (Pulex irritans) were reported. To evaluate the relationship between the fleas and B. quintana, including studies of maintenance and transmissions of B. quintana, require the use of large numbers of live laboratory-raised fleas. A protocol of maintenance and containment of laboratory un-infected and infected fleas were established. Subsequently, we developed an experimental model of infection fleas by B. quintana that is in progress. The preliminary results show a power of acquisition of this bacterium by C. felis fleas.

Dans le cadre de cette thèse, nous rechercherons comment éliminer les opérations de non-valeur-ajoutée dans la fabrication des pièces en matériaux composites incluant la fixation des puces RFID directement dans les pièces en matériaux composites utilisées dans les industries aéronautiques et spatiales. Nous proposerons une nouvelle méthode innovante. Cette méthode industrielle utilise la technologie RFID pour aider éliminer les étapes de non-valeur-ajoutée qui empêchent des améliorations opérationnelles. En plus d’aider à éliminer des opérations de non-valeur-ajoutée, cette technologie peut permettre d’augmenter la communication transverse entre des processus opérationnels. L'utilisation appropriée de technologie RFID peut aussi aider à augmenter la visibilité des produits, des données et des outils dans la fabrication. Les étapes de contrôle inutiles qui induisent des délais de processus plus importants et des coûts additionnels plus élevés peuvent automatiquement être éliminées. De plus, cette méthode permet d’assurer une macro et micro traçabilité. La technologie RFID marche très bien tant avec la fibre de verre qu'avec les composés de fibre de carbone industriels. L’intégration de ces aides technologiques dans les pièces composites permet de créer des matériaux "intelligents" et de communiquer avec d'autres systèmes industriels qui sont voisins, ou dans un autre pays via le logiciel. Et cette capacité peut aider à réduire la documentation et améliorer la traçabilité pendant les phases industrielles transverses de l'entreprise. Les Informations peuvent être stockées sur la puce à l’avance ou bien après chaque processus. Ceci permet aussi d’élaborer de nouveaux processus et des occasions de traitement de la part de la société pour les parties qui sont en service. De cette façon, la puce peut permettre une communication entre le fabricant et le client. Les informations sur l'Étiquette RFID permettent aux pièces d'être gérées plus rapidement et à distance pendant tout le cycle de vie de la pièce. Les informations enregistrées sur la puce pendant la fabrication de la pièce composite peuvent même être lues, avec un ajout d’information, pendant que la pièce est en service. La méthode que nous proposons est la fixation la puce RFID dans les pièces en matériaux composites. Le dépistage et le contrôle automatiques de ces parties permettra à nos processus industriels d'être plus efficaces et visibles pendant la fabrication, aussi bien que le support après la livraison du produit. Dans un proche avenir, des entreprises nationales et internationales transformeront leur ingénierie et procédés de fabrication en appliquant cette méthode novatrice qui accélère les cycles de vie, maximise l'efficacité et élimine des étapes inutiles dans le processus. En conséquence, ces entreprises seront dans une bien meilleure position pour maximiser leur productivité et des nouvelles occasions de produit/marché aussi bien que la documentation de produit efficace et les processus de production aideront des entreprise ou les clients à abaisser leurs coûts d'exploitation, à augmenter la productivité des salariés, à améliorer la conformité, le délai de diminution et à faire des progrès plus rapides dans le domaine de la durabilité. En résumé, le fait de diminuer le délai de livraison à chaque étape dans le processus "On-Target" soutiendra) grandement la performance de " On-Cost" et " On-Quality". En utilisant cette méthode, les fabricants deviendront capables de diminuer considérablement leurs coûts, d’améliorer de façon significative les améliorations de processus, d’augmenter l’innovation à chaque étape du processus et de lancer dans l’entreprise des actions qui lui conféreront une vaste excellence opérationnelle. / The main objective of this thesis is to improve the traditional manufacturing processes in the company and to replace the traditional manufacturing methodology by new method in order to improve the manufacturing efficiency (time, cost, quality, safety of the products etc.). In the frame of this thesis, we will focus on how to eliminate the non-value added operations in the manufacturing by the embedding RFID tags directly in the composite parts used in aerospace companies. We will propose a new innovative state of the art composite manufacturing method that uses RFID technology to help eliminate non-value added manual steps that impede operational improvements. This technology can help to eliminate non-value added operations and increase the communication across operational processes. The appropriate use of RFID technology can also help increase the visibility of the products, data, and tools in manufacturing. The unnecessary control steps which induce higher process lead-times and higher additional costs can automatically be eliminated. The macro and micro traceability of processes and products (such as the part information, lifecycle, movement history and location) can all be automated and digitized with less manual intervention and less paper documentation. Carefully using this technology across our production processes, we can rapidly transform operational processes and improve their accuracy, control and efficiency. This is a lean, innovative and value adding innovative approach that significantly increases the visibility and monitoring of processes. RFID technology works very well with both glass and carbon fibre composites’ manufacturing. This technology helps makes the composite parts “smart” and communicate with other manufacturing systems that are nearby or in another country via software. And this capability can help reduce documentation and improve traceability during the manufacturing phases and across the company. Information can be stored on the tag before and/or after each process. This also enables new process and company service opportunities for parts that are in-service. In this way, the tag can enable a communication between the manufacturer and customer. The information on the RFID Tag enables the parts to be managed faster and remotely across the full lifecycle of the part. The information recorded on the RFID Tag during the manufacturing of the composite parts can even be read and more information can be read during in-service. This information can create an advantage for any modification of the parts, repair, and maintenance in the future. In this way, RFID based processes can reduce unnecessary steps across the whole supply chain and reduce the high workload of manual processes and documentation. Furthermore, costs can be minimized due to increased visibility and elimination of unnecessary steps across processes. Using RFID technology by direct embedding of the RFID Tag in the composite parts intends to measure and reduce “Process Variation”. The idea here is not to move the tasks, but to optimize and eliminating the non-value added tasks by using RFID based production method “embedding of RFID Tag in Composite parts”. The method that we propose is embedding the RFID tag in the composite parts. Automatically tracking and monitoring these parts will enable our industrial processes to be more efficient and visible during manufacturing as well as in service-processes that occur after delivery of the product. As mentioned previously, the intention here to enable our composite parts to be “smart” so they can be communicated to automatically across their lifecycle. This will help create an industrial "Internet of Things”. [...]

De nos jours, l'emploi de la cryptographie est largement répandu et les circuits intègrent des primitives cryptographiques pour répondre à des besoins d'identification, de confidentialité, ... dans de nombreux domaines comme la communication, la PayTV, ...La sécurisation de ces circuits est donc un enjeu majeur. Les attaques par canaux cachés consistent à espionner ces circuits par différents biais comme le temps de calcul, la consommation en courant ou les émanations électromagnétiques pour obtenir des informations sur les calculs effectués et retrouver des secrets comme les clefs de chiffrement. Ces attaques ont l'avantage d'être indétectables, peu couteuses et ont fait l'objet des nombreuses études. Dans le cadre des attaques par analyse de la consommation en courant ou des émanations électromagnétiques l'acquisition de bonnes courbes est un point crucial. Malgré la forte utilisation de techniques de prétraitement dans la littérature, personne n'a tenté d'établir un modèle de fuite dans le domaine fréquentiel. Les travaux effectués durant cette thèse se concentrent donc sur cet aspect avec pour intérêt d'améliorer l'efficacité des attaques. De plus, de nouvelles attaques dans le domaine fréquentiel sont proposées, sujet peu étudié malgré l'intérêt de pouvoir exploiter plus efficacement la fuite éparpillée dans le temps. / Nowadays, the use of cryptography is widely spread, and a lot of devices provide cryptographic functions to satisfy needs such as identification, confidentiality, ... in several fields like communication, PayTV, ...Security of these devices is thus a major issue.Side Channel Attacks consist in spying a circuit through different means like the computation time, power consumption or electromagnetic emissions to get information on the performed calculus and discover secrets such as the cipher keys.These attacks have the advantage to be cheap and undetectable, and have been studied a lot.In the context of attacks analysing the power consumption or the electromagnetic emissions, the acquisition of good traces is a crucial point.Despite the high use of preprocessing techniques in the literature, nobody has attempted to model the leakage in the frequency domain.The works performed during this thesis are focusing on this topic with the motivation of improving the efficiency of attacks.What's more, new frequency domain attacks are proposed, subject poorly studied despite the advantage of better exploiting the leakage spread in time.

La fusion cellulaire est une méthode de génération de cellules hybrides combinant les propriétés spécifiques des cellules mères. Initialement développée pour la production d’anticorps, elle est maintenant aussi investiguée pour l’immunothérapie du cancer. L’électrofusion consiste à produire ces hybrides en utilisant un champ électrique pulsé. Cette technique présente de meilleurs rendements que les fusions chimiques ou virales, sans introduire de contaminant. L’électrofusion est actuellement investiguée en cuve d’électroporation où le champ électrique n’est pas contrôlable avec précision et le placement cellulaire impossible, produisant de faibles rendements binucléaires. Afin d’augmenter le rendement et la qualité de fusion, la capture et l’appariement des cellules s’avèrent alors nécessaires.Notre objectif a été de développer et de réaliser des biopuces intégrant des microélectrodes et des canaux microfluidiques afin de positionner et d’apparier les cellules avant leur électrofusion. Une première structure de piégeage se basant sur des plots isolants et l’utilisation de la diélectrophorèse a été réalisée. Afin d’effectuer des expérimentations sous flux, une méthode de scellement des canaux, biocompatible et étanche a été développée. Puis, le milieu d’expérimentation a été adapté pour l’électrofusion. En confrontant les résultats des expériences biologiques aux simulations numériques, nous avons pu démontrer que l’application d’impulsions électriques induisait la diminution de la conductivité cytoplasmique. Nous avons ensuite validé la structure par l’électrofusion de cellules. Un rendement de 55% avec une durée de fusion membranaire de 6 s a été obtenu. Dans un second temps, nous avons proposé deux microstructures de piégeage pour l’électrofusion haute densité. La première se base sur un piégeage fluidique, alors que la seconde, utilise ladiélectrophorèse sans adressage électrique à l’aide de plots conducteurs. Jusqu’à 75% des cellules fusionnent dans cette dernière structure. Plus de 97% des hybridomes produits sont binucléaires. Le piégeage étant réversible, les hybridomes peuvent ensuite être collectés pour des études ultérieures. / Cell fusion is a method to generate a hybrid cell combing the specific properties of its progenitor cells. Initially developed for antibody production, it is now also investigated for cancer immunotherapy. Electrofusion consists on the production of hybridoma using electric pulses. Compared to viral or chemical methods, electrofusion shows higher yields and this system is contaminant free. Actually, electrofusion is investigated in electroporation cuvettes, where the electric field is not precisely controllable and cell placement impossible, resulting in low binuclear hibridoma yields. To improve the fusion quality and yield, cell capture and pairing are necessary.Our objective was the development and realization of biochips involving microelectrodes and microfluidic channels to place and pair cells prior to electrofusion. A first trapping structure based on insulators and the use of dielectrophoresis has been achieved. In order to perform fluidic experiments, a biocompatible irreversible packaging was developed. Then, the experimental medium was optimized for electrofusion. Confronting the biological experiments and the numerical simulations, we showed that the application of electric pulses leads to a decrease of the cytoplasmic conductivity. The microstructure was validated by cell electrofusion. A yield of 55%, with a membrane fusion duration of 6 s has been achieved. Secondly, we proposed two trapping microstructures for high density electrofusions. The first one is based on a fluidic trapping while the second one uses dielectrophoresis, free of electric wiring, thanks to conductive pads. Up to 75% of paired cells were successfully electrofused with the conductive pads. More than 97% of the hybridoma were binuclear. The trapping being reversible, the hybridoma can be collected for further analysis.

L'interférométrie atomique a démontré sa capacité à effectuer des mesures de grande précision, notamment pour la réalisation de capteurs inertiels, les tests de physique fondamentale ou la mesure de constantes fondamentales. Une piste pour l'amélioration de la sensibilité des interféromètres atomiques est la réduction de la dispersion en vitesse de la source en utilisant un ensemble d'atomes ultra-froids pour augmenter le temps d'interrogation des atomes et accroitre la séparation spatiale entre les bras de l'interféromètre. Un nouvel interféromètre atomique à bras séparés est en construction au Laboratoire Collisions Agrégats et Réactivité de Toulouse. Ce dispositif répond à deux objectifs. Premièrement sa conception a pour but l'étude et le développement de nouveaux types de sources de condensat de Bose-Einstein (C.B.E.) double espèce de rubidium 85 et 87 adaptées à l'interférométrie. Cette source de C.B.E. repose sur l'utilisation de puces pour la manipulation et le refroidissement des atomes. Cette technologie est compacte et consomment peu d'énergie, ce qui est adaptée aux applications spatiales. L'autre objectif est d'utiliser cet interféromètre pour tester la neutralité de la matière via l'effet Aharonov-Bohm scalaire. Dans ce manuscrit je commence par exposer et justifer les choix techniques fait lors du dimensionnement et de la construction de la source de C.B.E. double isotopes. Par la suite, je présente les premiers résultats expérimentaux accompagnés de simulations numériques et d'explications théoriques. Lors de la première étape de refroidissement laser nous produisons un nuage de rubidium 87 et 85 contenant 4 × 10^10 atomes à une température de 10 µK avec un taux de cycle de 1 s. A la suite du refroidissement laser 8 × 10^9 atomes sont chargés dans le piège magnétique millimétrique de surface. Différentes expériences de caractérisation sont réalisées et expliquées à la lumières de simulations numériques. L'étude des fréquences de piégeage et de la profondeur a révélé les limites du premier prototype de piège millimétrique que nous avons réalisé au laboratoire. Cependant ces développements expérimentaux et théoriques servent à développer et implémenter dans le dispositif une nouvelle génération de puce à échelle micrométrique. / Atom interferometry has shown its interest for high precision measurements, such as inertial sensors, tests of fundamental physics or fundamental constant measurements. A way to improve sensitivity of such device is to reduce speed dispersion of the atomic cloud. The use of ultra-cold atoms allows increasing the interogation time of atoms and the spatial separation between the interferometer arms. The building of a new atom interferometer with separated arms is ongoing in the laboratory "Collisions Agrégats et Réactivité" at Toulouse. This new setup must meet two objectives. One aim of its conception is to study and develop a new kind of double species Bose-Einstein condensate (B.E.C.) source for atom interferometry with rubidium 87 and 85. This B.E.C. source relies on atom chip technology to cool down and manipulate atoms. This technology is compact and low power consuming, therefore suitable for transportable applications in space. A second aim is to use this interferometer to fix new boundary on the experimental value of atom neutrality thanks to the scalar Aharonov-Bohm effect. In this manuscript I start by exposing and justifying technical choices made for the design of the double isotope B.E.C. source. Then I present the first experimental results compared with numerical simulations and theoretical explanations. During the first laser cooling stage we produce a cloud including 4 × 10^10 rubidium atoms of both isotopes (87 and 85) at 10 µK. This operation can be repeated every second. Following the laser cooling 8×10^9 atoms are loaded into a millimeter sized magnetic trap. Various experiments were performed to characterize the trap. Studies of the trap frequency and depth revealed the limitations of this first prototype. However these theoretical and experimental developments led to design and future implementation of a new generation of micro-chip in our apparatus.

L’intérêt des ultrasons pour la caractérisation de milieux ou pour l’actionnement à plus forte puissance n’est plus à démontrer. L’intégration de fonctions acoustiques substrats de silicium soulève en revanche de nombreux problèmes technologiques. Le travail de thèse présenté fait suite aux premiers développements technologiques qui ont permis la validation du concept de caractérisation acoustique haute fréquence en canal microfluidique. Les principales avancées de ce travail concernent l’optimisation du transfert de l’énergie acoustique dans le canal microfluidique dans une bande de fréquence allant de 500 à 1000 MHz. Des dépôts de couches minces sur les miroirs et le développement de transducteurs en couches épaisses constituent les principales avancées. Une première évaluation de l’actionnement de fluides ou de particules en canal microfluidique est également présentée ainsi qu’une application du système à la mesure de température en canal microfluidique par ultrasons. / The interest of ultrasounds for media characterization or for actuation when using more power is well known. Nevertheless, the integration of these acoustic functions in silicon based Lab-on-chips requires specific technological developments. The possibility to use high frequency bulk acoustic waves in this kind of systems for characterization or detection has been presented previously in another PhD work. The main objective of this work was to optimize acoustic energy transfer to a microfluidic channel in a frequency range between 500 MHz and 1000 MHz. To do that, the main technological developments achieved among others concern the coating of the guiding mirrors to avoid acoustic mode conversion and ZnO thick films sputtering for the fabrication of piezoelectric transducers. The developed system has been used for particles detection or concentration evaluation. Moreover, a first evaluation of fluids/particles actuation was demonstrated, along with temperature evaluation using ultrasound were achieved in microfluidic channels.

Cette thèse s’inscrit dans le cadre applicatif général de l'analyse de cellules uniques. Afin d’améliorer la sélectivité du tri de cellules uniques, les équipes de FEMTO-ST proposent de contrôler en boucle fermée les trajectoires des cellules entemps réel pendant leur trajet dans les puces dédiées au tri. Dans ce cadre, mes travaux de thèse portent sur une méthode novatrice de détection en temps-réel de la position des cellules, directement intégrée aux puces et basée sur le principephysique de la mesure d'impédance.Lors du passage d’une cellule dans un microcanal, celle-ci vient modifier l’impédance mesurable entre des électrodes placées sur les bords du canal.Une méthode générique permettant de formuler les variations d'impédance en fonction de la position de la particule été proposée (modèledirect).Une méthode d'estimation de la position d’une particule reposant sur les mesures d’impédance a également été proposée (modèle inverse). Celle-ci exploite un filtre de Kalman étendu, permettant la fusion de données en provenance de plusieurspaires d'électrodes, et exploitant les informations disponibles telles que la distribution du bruit de mesure et le modèle dynamique de la particule.La validation de la méthode a été effectuée sur un banc expérimental qui a été développé lors de cette thèse et sur des simulations numériques.Ces travaux montrent la pertinence d’exploiter l’impédancemétrie pour construire un capteur de position de particules immergées dans un microcanal. Cette méthode est une alternative à l’utilisation de microscopes optiques et présente l’avantage d’une grande compacité. / This thesis is part of the general application framework of single cell analysis. In order to improve the selectivity of single cell sorting, FEMTO-ST teams propose to control in closed loop the trajectories of the cells in real time during their journey in the chips dedicated to sorting. In this context, my thesis work focuses on an innovative method for real-time detection of cell position, directly integrated into chips and based on the physical principle of impedance measurement.When a cell passes through a microchannel, it changes the measurable impedance between electrodes placed on the edges of the channel.A generic method for formulating impedance variations as a function of particle position has been proposed (direct model). A method for estimating the position of a particle based on impedance measurements has also been proposed (inverse model). It uses an extended Kalman filter, allowing data from several pairs ofelectrodes to be merged, and exploiting available information such as measurement noise distribution and particle dynamic model. The validation of the method was carried out on an experimental bench that was developed during this thesis and on numerical simulations.This work shows the relevance of using impedance measurement to build a position sensor for particles immersed in a microchannel. This method is an alternative to the use of optical microscopes and has the advantage of being very compact.