La thèse concerne l'étude des déformations cellulaires à travers 2 approches complémentaires, expérimentale et théorique. motivées par la mise en évidence lors de travaux antérieurs, de l'existence d'une certaine auto-organisation des schémas des déformations membranaires pour des cellules arrondies. Nous avons choisi de nous intéresser ici au cas de fibroblastes L929 qui présentent une organisation plus complexe du cytosquelette. La caractérisation expérimentale a été réalisée à partir de séquences d'images vidéomicroscopiques. Les données morphodynamiques des cellules ont été extraites des séquences par 2 méthodes : (i) une segmentation des contours et (ii) une méthode de flot optique. Les résultats montrent que les cellules présentent le plus souvent des morphologies symétriques caractérisées dynamiquement par un mouvement pulsant synchronisé et périodique. Sur le plan théorique, nous nous sommes intéressés à un modèle cytomécanique des déformations décrivant la dynamique de poly/dépolymérisation de l'actine en relation avec les interactions mécaniques entre la membrane et le cytosquelette. Les simulations montrent la capacité du modèle à générer qualitativement des états pulsants tels qu'observés. Deux extensions du modèle ont alors été proposées pour prendre en compte : (i) l'interaction cellule-cellule caractérisée par l'inhibition de l'activité protrusive et (ii) la migration cellulaire par chimiotaxie, en agissant dans les 2 cas sur les propriétés mécaniques de la membrane et du cortex. Des comportements cellulaires réalistes ont ainsi pu être simulés. Finalement, une nouvelle formulation du modèle initial a été proposée pour modéliser les longs prolongements membranaires des fibroblastes. Le travail réalisé permet en particulier de proposer la possibilité d'utiliser les paramètres morphodynamiques comme critères d'identification des phénotypes cellulaires.

Les plus brefs flashs de lumière qui puissent être produits en laboratoire actuellement ont des durées de quelques dizaines d'attosecondes (1 as = 10-18 s), et ne peuvent être créés que dans le domaine extrême-ultraviolet (XUV). Le développement de composants optiques capables de contrôler et de mettre en forme ce rayonnement attoseconde est crucial pour permettre à ces impulsions de se généraliser. Cette thèse porte donc sur l'étude et la réalisation de tels composants.Les impulsions attosecondes ont la particularité de comporter une dérivée de fréquence intrinsèque au processus utilisé pour leur génération. Cela a pour effet d'augmenter leur durée. Nous avons donc développé des miroirs multicouches capables d'induire une dérive de fréquence opposée sur les impulsions s'y réfléchissant, permettant ainsi de les compresser. En caractérisant les impulsions attosecondes réfléchies par ces miroirs, nous avons pour la première fois observé une telle compression des impulsions attosecondes. Nous avons également développé des miroirs multicouches théoriquement capables de compresser des impulsions sous la barre symbolique des 50 as, soit en dessous du record actuel de durée d'une impulsion lumineuse.La mesure de ces impulsions requiert leur focalisation dans un spectromètre. Or les miroirs focalisants généralement utilisés peuvent très rapidement introduire des aberrations géométriques. A l'aide de simulations numériques et d'une étude analytique, nous avons montré que ces aberrations pouvaient très fortement déformer la structure spatio-temporelle des impulsions attosecondes, provoquant une augmentation de leur durée. Enfin, nous avons montré que ces effets n'étaient pas pris en compte par les techniques actuelles de caractérisation d'impulsions attosecondes, cela pouvant amener à mesurer une impulsion attoseconde plus courte qu'elle ne l'est en réalité.

Dans le contexte actuel de volonté de préservation de l'environnement, nous avons choisi d'utiliser l'Analyse du Cycle de Vie pour évaluer les performances environnementales de filières énergétiques pour le transport et notamment la filière hydrogène étudiée par le Groupe des Ecoles des Mines dans le projet H2-PAC. Cette ACV met en évidence les mauvaises performances environnementales de l'étape de fabrication de la pile à combustible des filières hydrogène direct et bioéthanol-hydrogène. Cette ACV met également en évidence les mauvaises performances des filières essence et hydrogène combustion liée à l'utilisation des moteurs à combustion interne. Du fait de la non prise en compte des paramètres spatio-temporels lors de la caractérisation des impacts environnementaux locaux et régionaux, nous avons utilisé l'approche Site Dependent pour élaborer une méthodologie de classification plus pertinente basée sur deux points clés : la détermination de la concentration environnementale de la substance par le modèle EUSES et la détermination de la pertinence du calcul de l'impact au regard de cette concentration. Nous avons testé notre nouvelle méthodologie de classification afin de réévaluer les impacts locaux et régionaux de trois étapes que sont la fabrication de la pile, l'utilisation du moteur essence et du moteur hydrogène. Cette réévaluation a permis de confirmer les mauvais résultats de l'étape de fabrication de la pile mais elle a remis en question la contribution forte des émissions engendrées par les moteurs. L'intégration des paramètres spatio-temporels pour l'évaluation de ces impacts permet de mieux appréhender notamment l'impact des sources mobiles d'émission. En marge de cette évaluation environnementale, une analyse des risques de l'ensemble de la filière hydrogène direct et de la filière essence a été réalisée au regard de l'image dangereuse que véhicule ce vecteur énergétique qu'est l'hydrogène. Cette Analyse de Risques du Cycle de Vie montre que ces deux filières présentent un niveau de risque comparable même si l'étape de stockage de l'hydrogène semble problématique.

L’évolution des référentiels spatio-temporels et les dernières avancées des systèmes d’information géographique ont favorisé l’apparition de nouveaux types de services et d’applications liés à la localisation et à la mobilité d’entités d’intérêt dont la supervision et le contrôle d’objets mobiles en temps réel.Ces constats nous ont conduit à nous intéresser en tout premier lieu aux évolutions des objets qui peuvent être envisagées sous forme de trajectoires et offrent de nouvelles perspectives quant à l’analyse en temps réel de leurs comportements particuliers individuels et/ou collectifs.Dans le contexte industriel de l’entreprise Intactile Design, un enjeu majeur émerge : il s’agit de mettre à la disposition de tout expert, amené à prendre une décision au cours d’opérations de surveillance, le plus d'informations possibles relatives au contexte environnant les objets mobiles afin d’en extraire celles permettant la détection de comportements remarquables.L’objectif est donc d'analyser et d'exploiter la masse de données acquises à partir du suivi d'objets mobiles de divers types, et plongés dans des contextes différents de supervision. Pour ce faire, nous proposons une approche générique déclinable sur divers cas de supervision partant de l'hypothèse qui consiste à envisager, pour tout objet mobile, une seule et même trajectoire tout au long de sa vie.L'une des problématiques principales de cette recherche relève des difficultés d'interprétation des données recueillies en temps réel issues de l'observation des objets. En effet celles-ci sont massives, de compositions variables et parfois incomplètes, possiblement redondantes, voire sémantiquement hétérogènes. L'idée est de s’affranchir du manque de sémantique contextuelle et de l’absence de maîtrise des informations liées à l’analyse et à l’exploitation de ces données.L’approche consiste à proposer le recours à une ontologie cadre à des fins d’enrichissements des observations et analyses, et ce pour aider à la détection de comportements d'objets mobiles. L’ontologie cadre représente l'objet mobile et sa trajectoire au sein de tout contexte de supervision et ce de manière générique. Ce modèle s'inspire de travaux existants autour de la modélisation de données spatiales comme temporelles et les étend pour répondre à la spécificité de l’analyse sémantique en temps réel de la mobilité des objets. Pour rendre compte de la spécificité des différents contextes de supervision, l'ontologie est complétée par des règles métiers construites avec l'aide des experts du domaine. L'idée est tout à la fois de disposer d'une représentation de connaissances la plus expressive possible sans augmenter pour autant le coût du raisonnement ; et de rendre l'approche adaptable à toute thématique liée à la supervision.L'approche modulaire spécifiée a ensuite été mise en application au sein d'un prototype logiciel général qui fonctionne comme un système à base de connaissances. Il assure la structuration, enrichissement, extraction et analyse spatio-temporelle des connaissances conformes à notre modèle ontologique et donc offre les éléments nécessaires à la compréhension de comportements remarquables définis par les experts des domaines ciblés.Nous illustrons notre approche au travers d’un cas d’étude concret relatif au domaine des systèmes de supervision des opérations de défense terrestre. / The recent evolution of gazetteers and the latest advances in geographic information systems have promoted new types of services related to the location and mobility of entities of interest, including the real-time supervision and control of moving objects.On the strength of these facts, we are considering the motion of an object based on its trajectory (i.e., the path followed by this object in motion). At our sense, the modeling of trajectories of a number of moving objects offers new insights into real-time analysis of their individual and/or group specific behaviors.Within the industrial context of the company Intactile Design, enhancing decision making in real time for supervision purposes, turns out to be a major challenge. At the same time, much emphasis is being placed on making sure any accessible data, related to the context of the moving objects, are available to experts in order to fully support decision making processes. More importantly, the key idea is to find a strategy that enhances capabilities of detecting unusual behaviors whilst integrating some kind of valuable information related to the context.Consequently, the main objective is to collect and analyze all of the data acquired from the tracking of many different types of moving objects in a variety of supervision contexts.At this effect, we propose a generic and innovative approach that can be applied to any case of supervision based on the assumption that considers for every mobile object, a single and unique trajectory constantly changing over time.One of the main obstacles of this research is the difficulty of real-time interpreting of all of the collected data as these data are mostly complex, voluminous, semantically heterogeneous and incomplete.In this way, the idea is to overcome the lack of contextual semantics (i.e., semantics captured from the observations of the objects evolving within their contexts).To address these challenges, we propose a top domain ontology for moving objects and their trajectories, which is expressed in OWL 2 DL. The ontology attempts to describe the starting categories for the field of mobility and therefore is applicable to all supervision and control contexts.Additionally, this ontology is building upon a few number of existing ontologies that all refer to spatio-temporal knowledge, including GeoSPARQL and OWL Time.Moreover, the ontology and a set of business rules, provided by the experts on a domain of interest, are combined to fully capture the contextual semantics of the domain under consideration.The aim is double: on one side, to benefit from a knowledge representation as expressive as possible that offers a cost-effective reasoning, and on the other side to efficiently adapt the approach to any context related to supervision.Our modular approach is implemented through a general software prototype that runs as a knowledge-based system.The prototype ensures the sustainability, extraction and spatio-temporal reasoning of information that complies with our ontology, and therefore it offers the necessary elements to understand behaviors defined by the experts of the targeted areas.We illustrate our approach through a concrete case study of monitoring systems dedicated to land defense.

Ce travail de thèse est dédié à la visualisation par microscopie optique des transitions de phases, thermo- et photo-induites dans des monocristaux à transition de spin. L’étude des cristaux du composé [{Fe(NCSe)(py)2}2(m-bpypz)] a permis de montrer la possibilité de contrôler la dynamique de l’interface HS/BS (haut spin/bas spin) par une irradiation lumineuse appliquée sur toute la surface du cristal ou de manière localisée. Les investigations expérimentales menées sur l’effet de l’intensité de la lumière sur la température de transition ont mis en évidence d’une part l’importance du couplage entre le cristal et le bain thermique, et d’autre part le rôle de la diffusion de la chaleur dans le monocristal. En parallèle, un modèle basé sur une description de type Ginzburg-Landau, a permis de mettre sur pied une description de type réaction diffusion des effets spatio-temporels accompagnant la transition de spin dans un monocristal. Celui-ci a permis d’identifier et de comprendre le rôle des paramètres pertinents entrant en jeu dans le contrôle du mouvement de l’interface HS/BS. Les résultats obtenus sont très encourageants et reproduisent avec une grande fidélité les données expérimentales. Cependant l’origine de l’orientation de l’interface HS/BS observée par microscopie optique dans les cristaux du composé [{Fe(NCSe)(py)2}2(m-bpypz)] était restée mystérieuse. Pour résoudre cette question, nous avons développé un modèle électro-élastique qui tient compte du changement de volume au cours de la transition de spin. Ce dernier nous a conduits à analyser l’effet de la symétrie du réseau cristallin et de la forme du cristal sur l’orientation de l’interface élastique. En l’appliquant au composé [{Fe(NCSe)(py)2}2(m-bpypz)], en tenant compte du caractère anisotrope du changement de la maille élémentaire lors du passage HSBS, nous avons réussi à retrouver quantitativement l’orientation du front observée expérimentalement en microscopie optique. Ceci confirme bien le rôle primordial de l’élasticité dans le comportement des matériaux à transition de spin. Des études sous lumière à très basse température nous ont donné la possibilité de suivre en temps réel, l’effet LIESST (Light Induced Excited Spin State Trapping), la re-laxation coopérative du cristal ainsi que l’instabilité photo-induite LITH (Light Induced Thermal Hysteresis). Un monde fascinant est apparu autour de cette dernière, avec la présence de comportements totalement inédits. Ainsi, et pour la première fois, nous avons mis en évidence l’existence de phénomènes d’auto-organisation et de comportements autocatalytiques du front de transition. Cette physique non-linéaire dénote un comportement actif du cristal, par suite d’une subtile préparation autour d’un état instable. Ces comportements rappellent les structures dissipatives de Turing et ouvrent des perspectives fascinantes pour cette thématique, tant sur le plan expérimental que théorique. / This thesis work is devoted to visualization by optical microscopy of thermo- and photo-induced phase transitions, in switchable spin transition single crystals. The study of crystals of the compound [{Fe (NCSe) (py) 2} 2 (m-bpypz)] showed the possibility to control reversibly the dynamics of the HS/LS interface through a photo-thermal effect generated by an irradiation of the whole crystal or using a spatially localized light spot on the crystal surface. The investigations of the effect of the light intensity on the transition temperature have highlighted the importance of the coupling between the crystal and the thermal bath in these experiments. Concomitantly, we developped a reaction diffusion model allowing to describe and iden-tify the relevant physical parameters involved in the control of the movement of HS/LS interface. The obtained results are very encouraging and reproduce the main features of the experimental data. However the origin of the interface orientation observed by the optical microscopy in the crystal of the compound [{Fe (NCSe) (py) 2} 2 (m-bpypz)] re-mained mysterious, and needed an elastic approach to be handled. At this end, an electro-elastic model including the volume change at the spin transition was developed. By taking into account for the anisotropy of the unit cell deformation at the transition, we were able to reproduce quantitatively the experimental HS/LS interface orientation. This result confirms the crucial role of the lattice symmetry and its elastic properties in the emergence of a stable interface orientation. The last part of the thesis is devoted to the investigation of photo-induced effects at very low temperatures (~10K). There, we visualized for the first time the real time transformation of a single crystal under LIESST (Light Induced Excited Spin State Trapping) effect as well as its subsequent relaxation at higher temperatures. We have also studied the light induced instabilities through investigation on the LITH (Light Induced Thermal Hysteresis) loops. Around the latter, a fascinating world made of nonlinear effects, and patterns formation emerged, recalled the well known Turing structures. These results lead to new horizons that will give access to new theories and original experimental observations that will enrich the topics opening the new avenues to study of nonlinear phenomena in spin crossover solids.

Dans un contexte de réduction des impacts des pratiques agricoles sur la santé humaine et sur les écosystèmes, il est nécessaire de bien prendre en compte la volatilisation d’ammoniac (NH3) dans les inventaires d’émissions, la compréhension du devenir de l’azote après fertilisation et la modélisation de la qualité de l’air. Etant donné le poids de la fertilisation azotée (55%) dans le total des émissions nationales de NH3, cette dernière constitue un levier important pour réduire les émissions de NH3. Les inventaires nationaux actuels, basés sur l’utilisation de facteurs d’émission par défaut, souffrent d’un manque de description spatiale et temporelle, rendant difficile l’élaboration des politiques de réduction efficaces des émissions. Par ailleurs, même s’il existe à l’heure actuelle des modèles qui simulent de manière globale le devenir de l’azote sur le cycle de la culture, la volatilisation de NH3 n’est pas toujours prise en compte, et si elle l’est, les modules de volatilisation sont souvent relativement frustres et n’ont été que partiellement validés. Il existe pourtant des modèles dédiés exclusivement à la volatilisation de NH3 au champ, mais leurs exigences en données et paramètres d’entrée et leur temps de calcul limitent leur utilisation à grande échelle (exemple, échelle nationale…) sur de nombreux sites géographiques pendant plusieurs années, ainsi que leur intégration dans des modèles opérationnels de prédiction de la qualité de l’air, ou des outils d’aide à la décision ou d’évaluation environnementale en termes de fertilisation azotée.Cette thèse propose des nouveaux outils. Le premier outil, CADASTRE_NH3, permet de décrire et d’analyser la variabilité spatio-temporelle des émissions de NH3 liées à la fertilisation azotée. Il couple le modèle de processus Volt’Air avec des bases de données géo-référencées sur les facteurs agro-pédoclimatiques à l’échelle nationale. Cette approche d’inventaires des émissions a montré sa capacité à capturer les variabilités spatio-temporelles de l’utilisation d’azote et des émissions de NH3 qui en résultent, et à prendre en compte l’effet des interactions des facteurs pédologiques et/ou climatiques sur les émissions. La confrontation des résultats de l’outil CADASTRE_NH3 avec les inventaires officiels français montrent de fortes convergences en ce qui concerne les quantités d’azote utilisé et les émissions de NH3 en France pour l’année 2005-06, mais aussi des divergences notamment pour le cas des produits résiduaires organiques. Le deuxième type d’outils correspond aux méta-modèles dérivés de Volt'Air pour prédire les taux d’émissions de NH3 après application d’engrais azotés. Ces méta-modèles présentent de nombreux avantages pratiques du fait de leur simplicité et opérationnalité. Ils ont des potentiels d’utilisation prometteurs pour accompagner la prise de décision en terme de conditions d’utilisation des engrais et également pour appuyer les politiques de réduction des émissions à travers par exemple la réalisation des tests de scénarios.Il serait cependant intéressant de confronter les outils développés dans le cadre de cette thèse avec des données expérimentales pour évaluer leur performance respective et valider l’ensemble de nos approches. Il serait également intéressant de développer des méta-modèles dynamiques dérivés du modèle Volt’Air capables de décrire la dynamique des flux de NH3 liés à l’application des engrais azotés pour être intégrés comme modules simples de volatilisation de NH3 dans des modèles agronomiques et atmosphériques. / In a context of reducing the impacts of agricultural practices on human health andecosystems, it is necessary to better account for ammonia (NH3) volatilization in the inventories of NH3 emissions, the understanding of the nitrogen behavior after fertilization and the modeling of air quality.Given the considerable weight of nitrogen fertilizer (55%) in the total national NH3 emissions, nitrogen fertilization is an important lever for reducing NH3 emissions. Current national inventories are based on the use of default emission factors (EF) and suffer from a lack of fine spatial and temporal NH3 emissions descriptions making it difficult to develop effective emission reduction policies. Moreover, even if there are currently models that globally simulate the fate of nitrogen on the crop cycle, their do not always take into account the volatilization of NH3, and if it is, the volatilization modules are often very frustrating and have not been validated. There are models dedicated exclusively to the volatilization of NH3 in the field, but their requirements for data and input parameters and their calculation time limit their large-scale use (e.g, at national scale) in many geographical locations for several years as well as their integration into airquality prediction models or decision support or environmental assessment tools in terms of nitrogen fertilization.This thesis proposes new tools. The first tool, CADASTRE_NH3 makes it possible to describe and analyze the spatio-temporal variability of NH3 emissions from nitrogen fertilization. It combines the Volt'Air process-based model with geo-referenced databases on agro-soil-meteorological factors at the national level. This approach has demonstrated its ability to capture the spatio-temporal variability ofnitrogen use and resulting NH3 emissions, and to take into account the effect of soil and climate factor interactions on emissions. The comparison of CADASTRE_NH3 results with the official French inventories shows strong convergences regarding the quantities of nitrogen used and NH3 emissions in France for the year 2005-06, but also divergences especially for the case of organic waste products. Thesecond type of tool corresponds to meta-models derived from Volt'Air for predicting NH3 emission rates after nitrogen fertilizer applications. These meta-models have many practical advantages because of their simplicity and operability. They have promising potential uses to support decision-making in terms of fertilizer use conditions and also to support emission reduction policies through, for example, scenario testing.However, it would be interesting to compare the tools developed in this thesis with experimental data to evaluate their respective performance and validate all our approaches. It would also be interesting to develop dynamic meta-models of Volt'Air that can describe the dynamics of NH3 fluxes related to nitrogen fertilizer applications and to be integrated as simple modules of NH3 volatilization in agronomic and atmospheric models.

Titre : La compensation écologique : du principe de non perte nette de biodiversité à son opérationnalisation – analyse de l’action collectiveMots clés : Compensation écologique, action collective, effets spatio-temporels, Non perte nette de biodiversité.Résumé : En France la compensation écologique des impacts résiduels sur la biodiversité a pour objectif l'atteinte de la non perte nette de biodiversité. Un cadre normatif énonçant une dizaine de principes permet théoriquement d'atteindre cet objectif.Nous étudions donc la mise en œuvre de la compensation écologique à travers trois projets de LGV. Nous analysons le jeu d'acteur autour de cette mise en œuvre grâce aux théories de l'action collective, et notamment grâce au cadre analytique de la Traduction proposé par M. Callon. Cette première analyse nous permet de comprendre en quoi la compensation est un objet socio-technique. Nous mettons en évidence que de nombreux acteurs aux intérêts divergents se mobilisent pour mettre en place la compensation écologique. Nous montrons qu’il y a une tension entre la mobilisation des acteurs et les exigences écologiques, ces deux aspects ne sont pas toujours compatibles. La durée des cahiers de charges et la rétribution des propriétaires fonciers, chargés de la mise en œuvre de la compensation écologique est déterminante à la fois pour la mobilisation des humains et des nons humains (biodiversité). Nous nous interrogeons ensuite sur les effets spatiaux temporels de l’action collective et de sa capacité à tendre vers une non perte nette de biodiversité. Nous montrons que les mesures n’ont pas pu être effectives avant le démarrage des impacts. La gestion du foncier en France semble pour le moment difficilement compatible avec une mise en œuvre de la compensation non anticipée très en amont. Nous montrons que la majorité des sites de mesures de compensation sont de petites tailles, bien que des espaces de grandes tailles semblent davantage vertueux d’un point de vue écologique. Enfin nous montrons que la pérennité des mesures de compensations peut être appréhendée à différents niveaux suivant (i) le type de maîtrise foncière (acquisition, conventionnement); (ii) les contrats de mesures de compensation (durée, contenu de ces derniers – les sanctions en cas de manquement aux obligations influent sur le maintien des mesures) ; (iii) la gestion du renouvellement de ces contrats; (iv) la vocation des propriétaires des sites (une entreprises publique ou privée de construction n’a pas comme rôle au départ de conserver la biodiversité, tandis qu’une association naturaliste en a la vocation) ; (v) la pérennité des structures et les assurances quant au devenir des sites de mesures de compensation en cas de faillite; (vi) le suivi et le contrôle l’application de la compensation. / In France, the objective of ecological compensation for residual impacts on biodiversity is to achieve no net loss of biodiversity. A normative framework setting out about ten principles theoretically makes it possible to achieve this objective.We are therefore studying the implementation of biodiversity offset through three High Speed Railway projects. We analyze the actor's game around this implementation through the theories of collective action, and in particular the analytical framework of Translation proposed by M. Callon. This first analysis allows us to understand how biodiversity offset is a socio-technical object. We highlight that many actors with diverging stakes are mobilizing to implement ecological compensation. We show that there is a tension between the mobilization of actors and ecological requirements, these two aspects are not always compatible. The duration of the environmental services specifications and the associated retribution of landowners, who set-up biodiversity offset specification, is decisive for both human and non-human (biodiversity) mobilization. We then question the temporal spatial effects of collective action and its ability to achieve a net loss of biodiversity. We show that the measures could not be effective before the impacts began. Land management in France seems for the moment to be difficult to reconcile with the implementation of unanticipated biodiversity offset at a very early stage. We show that the majority of biodiversity offset sites are small in size, although larger areas seem more virtuous for biodiversity. Finally, we show that the sustainability of biodiversity offset measures can be assessed at different levels depending on (i) the type of land control (acquisition, agreement); (ii) biodiversity offset contracts (duration, content of the latter - sanctions in the event of failure to comply with obligations influence the maintenance of the measures); (iii) the management of the renewal of these contracts; (iv) the vocation of the owners of the sites (a public or private construction company does not initially have the role of conserving biodiversity, whereas an environmental NGO has the vocation); (v) the sustainability of the structures and assurances as to the future of the biodiversity offset measures sites in the event of bankruptcy; (vi) the monitoring and control of the implementation.

Les plus brefs flashs de lumière qui puissent être produits en laboratoire actuellement ont des durées de quelques dizaines d’attosecondes (1 as = 10-18 s), et ne peuvent être créés que dans le domaine extrême-ultraviolet (XUV). Le développement de composants optiques capables de contrôler et de mettre en forme ce rayonnement attoseconde est crucial pour permettre à ces impulsions de se généraliser. Cette thèse porte donc sur l’étude et la réalisation de tels composants.Les impulsions attosecondes ont la particularité de comporter une dérivée de fréquence intrinsèque au processus utilisé pour leur génération. Cela a pour effet d’augmenter leur durée. Nous avons donc développé des miroirs multicouches capables d’induire une dérive de fréquence opposée sur les impulsions s’y réfléchissant, permettant ainsi de les compresser. En caractérisant les impulsions attosecondes réfléchies par ces miroirs, nous avons pour la première fois observé une telle compression des impulsions attosecondes. Nous avons également développé des miroirs multicouches théoriquement capables de compresser des impulsions sous la barre symbolique des 50 as, soit en dessous du record actuel de durée d’une impulsion lumineuse.La mesure de ces impulsions requiert leur focalisation dans un spectromètre. Or les miroirs focalisants généralement utilisés peuvent très rapidement introduire des aberrations géométriques. A l’aide de simulations numériques et d’une étude analytique, nous avons montré que ces aberrations pouvaient très fortement déformer la structure spatio-temporelle des impulsions attosecondes, provoquant une augmentation de leur durée. Enfin, nous avons montré que ces effets n’étaient pas pris en compte par les techniques actuelles de caractérisation d’impulsions attosecondes, cela pouvant amener à mesurer une impulsion attoseconde plus courte qu’elle ne l’est en réalité. / The shortest flashes of light ever produced so far have durations of a few tens of attoseconds (1 as = 10-18 s), and can only be generated in the extreme ultraviolet spectral range (XUV). Developing optical components able to control and shape such attosecond radiation is crucial to generalize the use of these light pulses. This is the topic of this work.Attosecond pulses happen to be chirped due to the physical process used to generate them. This phenomenon leads to an increase in their duration. Consequently, we developed inversely chirped multilayer mirrors, allowing one to compress the pulses during their reflection off the mirrors. By measuring these reflected pulses, we observed for the first time such a compression of attosecond pulses. Moreover, we developed another set of multilayer mirrors theoretically able to compress pulses below 50 as. That is below the current pulse duration record.Furthermore, the measurement of these pulses requires that they be focussed into a spectrometer. However, typically used focusing mirrors can add geometric aberrations. By the use of numerical simulations and thanks to an analytic study, we showed that these aberrations could strongly distort the spatio-temporal structure of the pulses, and increase their duration. Moreover, we showed that this phenomenon was not taken into account by current attosecond pulse characterization techniques. This could lead to determining the pulse duration to be shorter than it actually is.

Cette thèse a pour sujet la modélisation et le contrôle des processus intervenant lors de l'amplification d'impulsions laser à dérive de fréquence.<br />Nous présentons les modèles utilisés, qui prennent en compte la propagation, les effets non linéaires et les effets thermiques se produisant dans les chaînes laser basées sur le principe de l'amplification à dérive de fréquence. Une validation expérimentale de ces modèles a permis de souligner l'importance des aspects spatiaux du laser pour modéliser finement le processus d'amplification.<br />Nous avons également étudié l'importance, durant la propagation, des aspects spatiaux avec des calculs de propagation après un miroir déformable et montré toutes les précautions nécessaires pour l'utilisation d'une boucle d'optique adaptative. Cette boucle d'optique adaptative est utilisée maintenant de manière journalière pour garantir la qualité de la tache focale du laser 100 TW du LOA.<br />Nous avons réalisé des études sur les effets spatio-temporels créés dans les systèmes de lentilles. Le retard local et l'élargissement de la durée globale, dus au temps de propagation (PTD) dans un système de lentilles, ont été mesurés. Cette mesure directe de l'élargissement global de la durée temporelle est la première à notre connaissance.<br />Enfin, le futur laser Pétawatt (LUIRE) du LOA a été dimensionné avec les modèles validés précédemment. Nous pouvons atteindre le régime Pétawatt (30 J, 30 fs) avec un amplificateur multipassage supplémentaire dont les caractéristiques sont présentées.

Cette thèse s'inscrit dans le cadre des systèmes de radiocommunications numériques cellulaires à accès multiple à répartition par codes, CDMA, basé sur la technique d'étalement de spectre. Les ordres de grandeur sont ceux de la liaison descendante du prochain système de 3ème génération de téléphonie mobile, UMTS, dans sa version TDD. Après une description détaillée du contexte, nous dérivons les traitements linéaires optimaux "théoriques" de réception multi-capteur multi-utilisateur opérant symbole par symbole sur le mobile, pour des canaux sélectifs. Ceci à partir d'une représentation en fréquence proposée, et en insistant sur les aspects interprétations. L'application au calcul de performances pour divers modèles d'environnement de l'UMTS mesure l'apport d'une réception sur 2 ou 3 éléments pour lutter efficacement contre les phénomènes duaux d'interférence et d'évanouissement apportés par le canal, de même que le bénéfi ce de la détection conjointe "multi-utilisateur". La dernière partie, plus pragmatique, étudie les structures numériques de réalisation pour essayer de trouve les bons compromis performances/complexité. Nous comparons d'abord la structure linéaire "libre" avec une structure imposée approximant à durée finie la solution linéaire "théorique", et dégageons les caractéristiques souhaitables pour de nouvelles structures "intermédiaires" que nous proposons et étudions à la suite. Enfin nous illustrons le comportement adaptatif de ces structures en environnement "véhicule".