L'étude des effets optiques non-linéaires suscite un vif intérêt pour un large champ d'applications dans les systèmes de transmission optiques, comme la régénération des données ou le démultiplexage temporel. La réalisation de ces fonctions exige de nouvelles fibres ou guides d'ondes qui possèdent une très forte non-linéarité Kerr. Dans le cadre de cette thèse nous avons retenu l'étude de guides polymères et de fibres en verres de chalcogénures pour leur très fort coefficient non-linéaire n2 dont la valeur atteint 10000 respectivement 500 fois celui de la silice à la longueur d'onde de 1550 nm. Dans cette thèse, nous proposons de nouvelles méthodes de caractérisations non-linéaires de fibres et guides optiques. Ces méthodes permettent de déterminer simultanément le coefficient non-linéaire Kerr et la dispersion ainsi que d'améliorer la précision de mesure par rapport aux techniques précédentes. Une nouvelle solution d'analyse modale est également développée. La méthode permet non seulement de calculer le nombre de modes, mais aussi de déterminer la distribution de puissance entre les modes. Nous proposons ensuite la caractérisation et la démonstration d'effets non-linéaires dans deux nouvelles fibres microstructurées en verre de AsSe fabriquées en 2010 et 2011 par Perfos, Lannion et SRC, Rennes. Deux records de non-linéarité de 31300 W-1km-1 et 41000 W-1km-1 sont mesurés Pour la dernière fibre (fabriquée en 2011), la conversion de longueur d'onde à 10 GHz et 42,7 GHz a été réalisée avec une puissance d'entrée compatible avec les télécoms. Finalement, les conditions nécessaires à l'observation des effets non-linéaires dans les guides polymères sont étudiées.

Soit (M, ω) une variété symplectique. Nous construisons une version de l’éclatement et de la contraction symplectique, que nous définissons relative à une sous-variété lagrangienne L ⊂ M. En outre, si M admet une involution anti-symplectique ϕ, et que nous éclatons une configuration suffisament symmetrique des plongements de boules, nous démontrons qu’il existe aussi une involution anti-symplectique sur l’éclatement ~M. Nous dérivons ensuite une condition homologique pour les surfaces lagrangiennes réeles L = Fix(ϕ), qui détermine quand la topologie de L change losqu’on contracte une courbe exceptionnelle C dans M. Finalement, on utilise ces constructions afin d’étudier le packing relatif dans (ℂP²,ℝP²). / Given a symplectic manifold (M,ω) and a Lagrangian submanifold L, we construct versions of the symplectic blow-up and blow-down which are defined relative to L. Furthermore, if M admits an anti-symplectic involution ϕ, i.e. a diffeomorphism such that ϕ2 = Id and ϕ*ω = —ω , and we blow-up an appropriately symmetric configuration of symplectic balls, then we show that there exists an antisymplectic involution on the blow-up ~M as well. We derive a homological condition for real Lagrangian surfaces L = Fix(ϕ) which determines when the topology of L changes after a blow down, and we then use these constructions to study the real packing numbers for real Lagrangian submanifolds in (ℂP²,ℝP²).

Ce manuscrit est consacré à la physique des polaritons dans deux matériaux semiconducteurs à grand gap : ZnO et GaN. Les paramètres polaritoniques de ces matériaux ont été déterminés avec précision grâce à une étude combinant différentes techniques spectroscopiques linéaires et non-linéaires (réflectivité continue, autocorrélation, photoluminescence et mélange à quatre ondes dégénérées). L’interprétation de ces résultats conduit à une meilleure compréhension des processus d’interaction au sein du semiconducteur : le rôle important des interactions polariton-phonon LO dans l’élargissement polaritonique a notamment pu être mis en évidence. Ce travail effectué sur des échantillons massifs est indispensable pour mener au mieux l’étude de l’effet laser à polaritons dans des microcavités présentée dans la seconde partie de ce manuscrit. Pour cette étude, deux microcavités massives semblables, une à base de ZnO l’autre de GaN, ont été réalisées. Les qualités photoniques de ces structures sont à l’état de l’art : elles présentent un bon facteur de qualité (Q ≈ 1000) et un faible désordre photonique. Le régime de couplage fort ainsi que l’effet laser à polaritons sont observés jusqu'à température ambiante. Enfin, l’établissement de diagrammes de phases permet de mettre en exergue le rôle important des phonons LO dans l’abaissement du seuil laser. / This manuscript is devoted to the physics of polaritons in two wide band gap semiconductor : ZnO and GaN. The polaritonic parameters of these materials have been accurately determined through a study which combines linear and non-linear spectroscopies (continuous reflectivity, autocorrelation, photoluminescence and degenerate four-wave mixing). The interpretation of these results lead to a better understanding of the interaction processes in the semiconductor : the important role played by the polariton-LO phonon interactions in the polaritonic damping is highlighted and particularly for ZnO. This preliminary work on bulk samples is essential for a suitable study of polariton lasing in microcavities like it is presented in the second part of this manuscript. For this study, two similar microcavities, one based on ZnO and another on GaN. The photonic properties of these structures are at the state of the art : they have a good quality factor (Q ≈ 1,000) and have a low photon disorder. The strong coupling regime and the polariton lasing are observed to room temperature. Finally, the establishment of phase diagrams allows to highlight the important role of LO phonons in reduction of the laser threshold.

Les contraintes liées au système de signes véhiculés par le comportement humain multiplient les difficultés face à toutes les formes d‘analyses, particulièrement celles qui se fondent sur l‘observation. Par exemple, les jeux sportifs peuvent, par leur richesse et leur complexité, restreindre le jugement de l‘observateur, notamment lorsqu‘il s‘agit d‘étudier des conduites et des prises de décisions motrices in situ, là où le pratiquant évolue dans un rapport consubstantiel avec son environnement. C‘est à ce niveau que les recherches en praxéologie proposent l‘analyse de la logique interne des situations ludosportives à travers une démarche systémique et structurale et une classification de pratiques sportives et ludomotrices en huit domaines d‘action motrice distincts. Les poutres maîtresses de ces domaines d‘action sont : la nature du rapport du sujet avec le milieu physique (milieu certain ou incertain) ainsi que la présence d‘interaction motrice liée à la présence d‘adversaires et/ou de partenaires. Nous avons mené une méta-analyse de trois domaines d‘action motrice au coeur desquels les sportifs pratiquent dans un milieu domestiqué, dont un domaine psychomoteur (agir en solo) et deux domaines sociomoteurs (agir contre des adversaires et agir avec des partenaires et des adversaires). Nous avons adopté une démarche méthodologique qui fait appel à l‘outil de modélisation électronique et numérique. Ce travail s‘articule autour de la science de l‘action motrice, des sciences de l‘Éducation, de la didactique des APS et des sciences de l‘ingénierie électronique et numérique. La problématique tente de mettre en évidence les effets potentiels d‘une pratique motrice régulière de trois domaines d‘action distincts sur les conduites et les prises de décision motrices. Autrement dit, chaque domaine d‘action motrice comprend des activités ludomotrices homogènes au regard de leurs traits de logique interne, influençant ainsi certains schémas d‘actions spécifiques sur la conduite motrice du pratiquant, propices au façonnage d‘habitus moteurs. Les investigations se construisent autour d‘un modèle expérimental spécifique appelé « B-percept® », modèle créé à partir d‘un jeu ludomoteur traditionnel, le « jeu des Quatre coins ». Ce système de mesures innovant et évolutif est utilisé pour évaluer et comparer les conduites de sportifs des trois domaines précités et de non-sportifs. Le protocole B-percept® mesure la vitesse de réaction simple et complexe, tant visuelle que sonore des pratiquants. Par ailleurs, outre les observations des sportifs agissants, nous avons proposé des tests de prédictions de score et d‘estime de soi (PSPP) et un entretien post-test avec les sujets, ceci afin de mieux appréhender et comprendre les conduites motrices exécutées. Les résultats obtenus ont montré qu‘une pratique sportive influencerait de manière positive le temps de réaction simple et complexe des sportifs par rapport aux non-pratiquants de sports. De surcroit, elle pourrait développer significativement leur sentiment d‘auto-efficacité, ce qui se traduirait par une meilleure capacité de prédiction des scores dans les tests B-percept®. Globalement, on relève aussi des résultats plus tranchés entre les domaines sociomoteur et psychomoteur, notamment dans la prise de décision au cours des situations complexes. Ces résultats ont été vérifiés à travers une méta-analyse par domaines, par algorithme moteur et par habitus moteurs. Fort de ces résultats, le modèle B-percept® pourra trouver des extensions dans le domaine de l‘enseignement en éducation physique et sportive, de l‘entrainement sportif et dans les centres de formation des élèves à besoins spécifiques. Dans le champ de l‘EPS, notre objectif est de contribuer à la réflexion et à la conception des contenus et de la programmation des activités physiques et sportives en ciblant, de façon pertinente et cohérente, les choix des situations motrices selon les domaines d‘action ludomotrice. / In sports and physical activities, gestures often carry an affective connotation. However the constraints due to their complexity when used in the communication process as signs system produced by human behavior could multiply difficulties on the of scientific analyses and studies. Thus, methods used to interpret the human movements and gestures have evolved in last decades, due to an increasing use of quantitative data. Nowadays researchers are working on decision-making by collecting behavioral significant information, especially during human-interactions in sports activities. Thus, since more than forty years, researches such as in motor praxeology analysis the internal logic of sports practices through systemic and structural analyses. Consequently a classification of sports activities was raised and gave eight different domains of motor action. These domains are based on the nature of physical environment (certain or uncertain environment), the attendance of opponents and/or partners. The aim of this thesis is to propose a systemic and structural methodological approach by comparing through a meta-analysis the impact of a regular sports practice in three different domains of motor activities on motor-behavior and decision-making. Our approach is built on an experimental model previously established by modeling the paradoxal game called the ―four corners game‖. Thus a smart wireless system for modeling visual and auditory searching behavior was conceived for measuring simple and complex reaction time. B-percept® helps as well to make observations, self-efficacy survey, test score-predictions and personal self-physical profile. This research allowed us to find relevant results. However, we need to be cautious about their generalization. Indeed, we have found that practicing sport positively influences the simple and complex reaction times and significantly increases self-efficacy of sports practitioners. Moreover, they could have a better ability to predict their scores at B-percept® tests. Meta-analysis through sports specialties and habitus were proceeded to improve results‘ analyzes, however, we still needing several investigations through future researches to propose a generalization of the equation model of B-percept®. In the near future, this experimental new model will be available for researchers in physical education and sports, teachers and coaches. It could also be proposed to training centers for students with special needs (handicap). We are looking forward helping to improve scholar programs made from sports activities as to be classified through the domain of actions.

Ce mémoire de thèse décrit une expérience de création de paires d’atomes jumeaux par mélange à quatre ondes en présence d’un réseau optique. Ces atomes jumeaux sont analogues aux photons jumeaux obtenus par conversion paramétrique, lesquels ont été employés dans plusieurs expériences fondamentales d’optique quantique, ainsi que pour des applications en interférométrie et en information quantique. En raison de la relation de dispersion, l’accord de phase peut être obtenu quand les atomes se déplacent dans le réseau optique. Le mélange à quatre ondes qui se produit alors spontanément constitue un cas particulier d’instabilité dynamique. Nous avons réalisé cette expérience à partir d’un gaz dégénéré d’hélium métastable, obtenu dans un piège optique très allongé. On a superposé aux atomes un réseau optique en mouvement, qui est également décrit dans ce mémoire. Au moyen d’un détecteur d’atomes uniques résolu à trois dimensions, nous avons caractérisé le mélange à quatre ondes obtenu. Nous avons étudié les conditions d’accord de phase de ce processus, et les différents modes peuplés, montrant que la méthode que nous employons permet de diffuser préférentiellement les atomes dans deux fines classes de vitesse, que l’on peut ajuster et dont on contrôle les populations. Cette flexibilité facilitera l’utilisation des paires d’atomes pour des expériences futures. Au niveau de chacune de ces deux classes de vitesses, nous avons mesuré une corrélation de type Hanbury Brown et Twiss. Par ailleurs, nous avons démontré une réduction des fluctuations de la différence de population entre les deux classes sous le bruit de grenaille. La coexistence de ces deux effets témoigne du caractère non-classique des paires générées, qui pourront être exploitées pour des expériences d’optique atomique quantique, comme par exemple pour observer l’effet Hong-Ou-Mandel sur des atomes. / In this thesis, an experiment of correlated atom pairs production through four-wave mixing in an optical lattice is described. The twin atoms are analogous to the twin photons produced by parametric down conversion, used in many fondamental quantum optics experiments, and applied in interferometry and quantum information. Because of the dispersion relation, phase matching can be obtained when atoms move in a periodic potential. Four-wave mixing then spontaneously occurs and is a special case of dynamical instability. We performed the experiment with a degenerate metastable helium gas, obtained in a very elongated optical trap. A moving optical lattice, whose characterisation can also be found in the manuscript, was applied on the atoms. The resulting four-wave mixing was studied using a 3D-resolved single atom detector. The phase-matching conditions of this process and the populated modes were investigated. We showed that with our method atoms are preferentially scattered into two narrow classes with tunable velocities and populations. This versatility should be an advantage when using the pairs in future experiments. For each of these velocity classes, we mesured a Hanbury Brown and Twiss local correlation. Furthermore, we demonstrated relative number squeezing between both classes. These two simultaneous effects indicate the non-classicality of the generated pairs, which can be used in quantum atom optics experiments, for example to observe the Hong-Ou-Mandel effect with atoms.

Cette thèse décrit l'observation expérimentale de l'effet Hong-Ou-Mandel avec une sourceatomique ultra-froide. L’expérience originale réalisée en 1987 par C. K. Hong, Z. Y. Ou et L. Mandel illustre de façon simple une interférence à deux particules explicable uniquement par la mécanique quantique : deux particules bosoniques et indiscernables, arrivant chacune sur une face d'entrée différente d'une lame semi-réfléchissante ressortent ensemble. Cet effet se traduit par une réduction du taux de détection en coïncidence entre les deux voies de sortie quand les particules arrivent simultanément sur la lame. Cette expérience fut originalement réalisée avec des photons et nous rapportons ici la première mise en oeuvre expérimentale avec des particules massives se propageant dans l’espace libre.Après présentation des différentes techniques nécessaires à sa réalisation, nous décrivons cette expérience et analysons les résultats obtenus. En particulier, la réduction du taux de coïncidence est suffisamment forte pour exclure toute interprétation classique ; l'observation de cet effet constitue une brique fondamentale dans le domaine de l’information quantique atomique. / In this thesis, we report the first realisation of the Hong–Ou–Mandel experiment with massive particles in momentum space. This milestone experiment was originally performed in quantum optics: two photons arriving simultaneously at the input ports of a 50:50 beam-splitter always emerge together in one of the output ports. The effect leads to a reduction of coincidence counts which translates into a dip when particles are indistinguishable. We performed the experiment with metastable helium atoms where the specificities of the Micro-Channel-Plate detector allows one to recover the momentum vector of each individual atom.After listing the necessary tools to perform this experiment with atoms, the experimental sequence is discussed and the results are presented. In particular we measured a coincidence count reduction that cannot be explained through any simple classical model. This corresponds to the signature of a two-particle interference, and confirms that our atomic pair source produces beams which have highly correlated populations and are well mode matched. This opens the prospect of testing Bell’s inequalities involving mechanical observables of massive particles, such as momentum, using methods inspired by quantum optics. It also demonstrates a new way to produce and benchmark twin-atom pairs that may be of interest for quantum information processing.

Édition de : Thèse 3e cycle : Etudes latines : Paris 4 : 1986. / Bibliogr. p. [225]-228 Notes bibliogr. Index.

Cette thèse a pour but la recherche de Nouvelle Physique dans les événements à quatre quarks top en utilisant les données collectées dans les collisions proton-proton par l'expérience ATLAS au LHC. L'ensemble des données correspond à celui enregistré pendant tout 2011 à √s = 7 TeV et une partie de l'année 2012 à √s = 8 TeV. L'analyse est concentrée sur un état final avec deux leptons (des électrons et des muons) avec la même charge électrique. Cette signature est expérimentalement privilégiée puisque la présence de deux leptons avec le même signe dans l'état final permet de réduire le bruit du fond qui vient des processus du Modèle Standard. Les résultats sont interprétés dans le contexte d'une théorie effective à basse énergie, qui suppose que la Nouvelle Physique peut se manifester à basse énergie comme une interaction de contact à quatre tops droits. Dans ce contexte, cette analyse permet de prouver un type de théorie au delà du Modèle Standard qui, à basse énergie, peut se manifester de cette manière. Les bruits du fond pour cette recherche ont été estimés en utilisant des échantillons simulés et des techniques axées sur les données. Différentes sources d'incertitudes systématiques ont été considérées. La sélection finale des événements a été optimisée en visant à minimiser la limite supérieure attendue sur la section efficace de production des quatre tops si aucun événement de signal n'est trouvé. La région du signal a été ensuite examinée à la recherche d'un excès d'événement en comparaison avec le bruit du fond prévu. Aucun excès d'événement n'a été observé, et la limite supérieure observée sur la section efficace de production de quatre quarks top a été calculée. Ceci a permis de calculer la limite supérieure sur la constante de couplage C/lambda 2 du modèle. Une limite supérieure sur la section efficace de production de quatre tops dans le Modèle Standard a été aussi calculée dans l'analyse à √s = 8 TeV. En plus de l'analyse physique du signal de quatre tops, des études concernant le système d'étalonnage LASER du calorimètre Tile ont été présentées. Ces études sont liées au système des photodiodes utilisé pour mesurer l'intensité de la lumière dans le système LASER.

Soit (M, ω) une variété symplectique. Nous construisons une version de l’éclatement et de la contraction symplectique, que nous définissons relative à une sous-variété lagrangienne L ⊂ M. En outre, si M admet une involution anti-symplectique ϕ, et que nous éclatons une configuration suffisament symmetrique des plongements de boules, nous démontrons qu’il existe aussi une involution anti-symplectique sur l’éclatement ~M. Nous dérivons ensuite une condition homologique pour les surfaces lagrangiennes réeles L = Fix(ϕ), qui détermine quand la topologie de L change losqu’on contracte une courbe exceptionnelle C dans M. Finalement, on utilise ces constructions afin d’étudier le packing relatif dans (ℂP²,ℝP²). / Given a symplectic manifold (M,ω) and a Lagrangian submanifold L, we construct versions of the symplectic blow-up and blow-down which are defined relative to L. Furthermore, if M admits an anti-symplectic involution ϕ, i.e. a diffeomorphism such that ϕ2 = Id and ϕ*ω = —ω , and we blow-up an appropriately symmetric configuration of symplectic balls, then we show that there exists an antisymplectic involution on the blow-up ~M as well. We derive a homological condition for real Lagrangian surfaces L = Fix(ϕ) which determines when the topology of L changes after a blow down, and we then use these constructions to study the real packing numbers for real Lagrangian submanifolds in (ℂP²,ℝP²).

Le futur système de transmission multicanaux (WDM) pourrait mettre à profit l'utilisation d'amplificateurs optiques à semi-conducteurs (SOA), pour bénéficier notamment de leur grande bande passante optique pour l'amplification du signal. Dans ce travail, nous étudions l'influence des SOA sur la transmission cohérente de signaux OFDM optiques (CO OFDM). Cette technique, récemment proposée, permet à la fois d'augmenter l'efficacité spectrale de la transmission et de compenser les imperfections linéaires du canal optique. Nous avons développé, dans ce travail, une chaîne expérimentale de transmission de signaux à formats de modulation complexes tout-optiques et une plateforme de simulation au niveau système. Les résultats obtenus par simulation, au niveau composant et au niveau système, sont en très bon accord avec ceux obtenus par les mesures expérimentales à la fois pour des formats de modulation QPSK et QPSK CO-OFDM. À travers différentes mesures et simulations, l'étude a permis de cerner clairement l'influence des paramètres du SOA sur la qualité de transmission des données. Les non-linéarités induites par le SOA, telles que le couplage phase amplitude, l'auto modulation du gain et de la phase (SGM et SPM), la modulation croisée du gain et de la phase (XGM et XPM) et le mélange à quatre ondes (FWM), jouent de façon importante sur les performances de ce format de modulation multi-porteuses ; leur influence a donc été analysée avec précision. Les connaissances acquises permettront à l'avenir d'une part de mieux définir les conditions d'utilisation des SOA dans les réseaux de transmission et d'autre part aideront à l'optimisation de nouvelles structures de SOA conçues pour la transmission de données à très haut débit utilisant des formats de modulation complexes.