Les piles à combustible sont des systèmes qui permettent de convertir directement de l'énergie chimique en énergie électrique. La structure physique d'une pile à combustible est composée d'une cathode et d'une anode poreuses séparées par un électrolyte dense. Les piles à combustible à oxydes solides (Solid Oxide Fuel Cell (SOFC))offrent une alternative intéressante pour la production d'énergie et une certaine polyvalence dans leur utilisation. Les recherches actuelles se focalisent sur l'abaissement de la température de fonctionnement de ce type de pile (500-700°C) pour augmenter leur durée de vie, diminuer les coûts de fabrication et les dégradations aux interfaces. Afin de compenser ces problèmes, la recherche tend vers des matériaux présentant de meilleures propriétés électrochimiques ou en modifiant la microstructure de la cathode pour améliorer le transfert de masse et le transfert de charge. La cathode est une couche très importante dans la pile SOFC car elle présente une résistance de la polarisation dont la réduction constitue un défi important à traiter. Dans une première partie de ce travail de thèse nous avons développé une méthode pour permettre d'améliorer les propriétés électrochimiques de cathodes de manganite de lanthane dopée au strontium (LSM). La seconde partie a été consacrée à l'élaboration et la caractérisation par spectroscopie d'impédance de demi-cellules symétriques de SOFC avec un matériau composite à base de LSM permettant d'améliorer les propriétés électrochimiques des électrodes à des températures comprises entre 600 °C - 700 °C. / Fuel cells are systems that convert chemical energy directly into electrical energy. The physical structure of a fuel cell is composed of a porous cathode and anode separated by a dense electrolyte. Solid Oxide Fuel Cells (SOFC) offer an alternative for power generation and versability in their use. Current research focuses on lowering the operating temperature of this type of fuel cell (500-700°C) to increase their life, reduce manufacturing costs and damageto the interfaces. In order to compensate these problems, research tends towards materials with better electrochemical properties or by modifying the microstructure of the cathode to improve mass transfer and charge transfer. The cathode is a very important layer in the SOFC stack because it has a polarization resistance whose reduction is a major challenge to deal with. In a first part of this thesis work we have developed a method to improve the electochemical properties of strontium doped lanthanum manganite (LSM) cathodes. The second part was devoted to the elaboration and caracterization by impedance spectroscopy of SOFC symmetric half-cells with a LSM-based composite material allowing to improve the electochemical properties of electrodes at temperatures between 600-700 °C.

La turbulence est supposée être la source principale du transport anormal dans les tokamaks, qui conduit à la perte de chaleur beaucoup plus rapidement que celui prédit par la théorie néoclassique. Développement de diagnostics dédiés à la caractérisation de la turbulence du plasma est l'un des principaux enjeux de la fusion nucléaire pour contrôler les flux de particules et de transport d'énergie de la centrale électrique de fusion avenir. Les diagnostics basés sur la diffusion des micro-ondes induite par le plasma ont focalisé l'attention des chercheurs comme outils non perturbants, et nécessitant seulement un accès unique de faible encombrement au plasma. Le principe de base est lié à la phase de l'onde réfléchie qui contient des informations sur la position de la couche de coupure et les fluctuations de densité. La réflectométrie corrélation considérée ici, maintenant couramment utilisée dans les expériences, est la technique fournissant de l'information sur le plasma microturbulence. Bien que le diagnostic soit largement répandu l'interprétation des données reste une tâche assez compliquée. Ainsi, il a été supposé que la distance à laquelle la corrélation des deux signaux reçus à partir du plasma est supprimée est égale à la longueur de corrélation de turbulence. Toutefois, cette approche est erronée et introduit des erreurs énormes sur l'évaluation des paramètres de la microturbulence du plasma. L'objectif de cette thèse fut d'abord le développement d'une théorie analytique, puis de fournir une interprétation correcte des données de la réflectométrie de corrélation radiale (RCR) et enfin d'offrir aux chercheurs des formules simples pour extraire des informations sur les paramètres de turbulence à partir d'expériences utilisant la RCR. Des simulations numériques basées sur la théorie ont été utilisées pour prouver l'applicabilité de la méthode théorique, pour donner un aperçu aux expérimentateurs sur ses capacités et pour optimiser les paramètres du diagnostic lors de son utilisation en fonction des conditions de plasma. De plus, les résultats obtenus sur trois machines différentes sont soigneusement analysés et comparés avec les prédictions théoriques et des simulations numériques / Turbulence is supposed to be the main source of anomalous transport in tokamaks which leads to loss of heat much faster than as it is predicted by neoclassical theory. Development of plasma turbulence diagnostics is one of the key issues of nuclear fusion to control turbulent particles and energy transport in a future fusion power station. Diagnostics based on microwaves scattered from plasma attract attention of researchers as non-disturbing and requiring just a single access to plasma. The phase of the reflected wave contains information on the position of the cut-off layer and density fluctuations. Correlation reflectometry is now a routinely used technique providing information on plasma microturbulence. Although the diagnostics is widely spread data interpretation remains quite a complicated task. Thus, it was supposed that the distance at which the correlation of two signals received from plasma is suppressed is equal to the turbulence correlation length. However this approach is incorrect and introduces huge errors to determined plasma microturbulence parameters. The aim of this thesis is to develop an analytical theory, to give a correct interpretation of radial correlation reflectometry (RCR) data and to provide researchers with simple formulae for extracting information on microturbulence parameters from RCR experiments. Numerical simulations based on the theory prove applicability of this theoretical method and give an insight for experimentalists on its capability and on optimized diagnostic parameters to use. Furthermore the results obtained on three different machines are carefully analyzed and compared with theoretical predictions and numerical simulations as well

La spectroscopie RMN est un moyen unique d’évaluer l’environnement cellulaire in vivo. En effet, les molécules observées sont exclusivement intracellulaires, et ont en général un rôle biochimique ainsi qu’une compartimentation cellulaire spécifique. C’est donc un outil potentiellement utile pour comprendre le fonctionnement des cellules dans leur environnement. Mon travail de thèse consistait à développer de nouvelles séquences en spectroscopie de diffusion et en spectroscopie du phosphore 31.Mon premier travail a été de développer une séquence de spectroscopie de diffusion à temps de diffusion ultra-court pour observer la diffusion anormale dans le cerveau de rat. L’évolution de l’ADC en fonction du temps de diffusion montre que le transport des métabolites dans le cerveau se fait essentiellement par diffusion aléatoire et que la contribution des transports actifs (s’ils existent) est négligeable. La modélisation de ces données a mis en évidence que la spectroscopie de diffusion à court temps de diffusion était sensible à la viscosité du cytoplasme et à l’encombrement à courte échelle. Cette technique a donc été choisie lors d’une collaboration avec la firme Eli Lilly pour le suivi de souris transgéniques (rTg4510), modèle de taupathie. Les résultats préliminaires font apparaitre des différences significatives d’ADC à un stade précoce de la neurodégénérescence (3 et 6 mois). La spectroscopie RMN du phosphore 31 permet d’observer des métabolites directement impliqués dans le processus énergétique. Au cours de cette thèse, des séquences de localisation ont été développées pour pouvoir mesurer le pH intracellulaire dans le striatum de macaque. A terme, ces séquences seront utilisées pour évaluer l’utilité potentielle du pH comme biomarqueur de la neurodégénérescence dans un modèle phénotypique de la maladie de Huntington chez le macaque. / NMR spectroscopy is a unique modality to evaluate intracellular environment in vivo. Indeed observed molecules are specifically intracellular and generally have a biochemistry role and a specific cellular compartmentation. That could be a useful tool to understand cell functioning in their environment. My thesis work consisted in development of new sequence in both diffusion and phosphorus NMR spectroscopy.My first study was to develop a diffusion-weighted spectroscopy at ultra-short diffusion time to look at the anomalous diffusion in the rat brain. ADC evolution as a function of time shows that brain metabolites motion is mainly due to random diffusion and that active transport (if exist) are negligible. Data modeling evidences that diffusion at short diffusion time is sensitive to cytoplasm viscosity and short scale crowding. In collaboration with the pharmaceutical company, this technique was chosen to follow up transgenic mice (rTg4510), model of tau pathology. Preliminary results show significant differences of ADC at an early stage of neurodegenerescence (3 and 6 months).Phosphorus spectroscopy allows observation of metabolites directly implicated in energetic processes. During this thesis, localization sequences were developed to measure intracellular pH in the primate striatum. These sequences are supposed to be used to evaluate the potential of pH as a biomarker of neurodegenerescence in a phenotypic model of the Huntington disease in the non-human primate.

Cette étude porte sur l’étude et la caractérisation d’un plasma induit par laser produit par une configuration en impulsion unique et en double impulsion. Une étude bibliographique a en effet permis d’identifier que cette seconde configuration avait donné des résultats encourageants - augmentation de la probabilité d’allumage - dans le cadre d’un allumage d’un spray de kérosène à froid. Des mesures par imagerie intensifiée, strioscopie et spectroscopie ont permis de caractériser l’évolution spatiotemporelle des dimensions du plasma et l’onde de choc induite, ainsi que de mesurer l’évolution temporelle de la température et de la densité électronique dans les deux configurations d’impulsions laser considérées. Ce travail expérimental nous a permis d’identifier le délai interimpulsions comme l’un des paramètres essentiels déterminant l’efficacité du procédé en doubleimpulsion. Les observations ont également montré une physionomie du dépôt particulière, le claquage s’effectuant aux extrémités du plasma préexistant. Les observations et données obtenues lors de cette campagne expérimentale serviront de base de comparaison en vue de test d’allumages. Une étude préliminaire sur le claquage dans un spray de dodécane non-réactif a également été effectuée. / This study focuses on the characterization of laser-induced plasma with a configuration using one or two laser pulses. Indeed, a bibliographic review reported encouraging results - increase in ignition probability - for the ignition of a cold kerosene spray. Measurements were carried out, including emission imaging, schlieren imaging and emission spectroscopy, for a temporal and spatial characterization of the plasma and the shockwave. The emission spectra were used for the measurement of the temporal evolution of the temperature and electron density of the plasma, for both configuration of laser pulses. This experimental work highlighted the importance of the inter-pulses delay which is one of the key parameter for the efficiency of the dual pulse breakdown process. Observations also showed that a peculiar energy deposition process takes place when two pulses are used, the second breakdown occuring on both ends of the existing plasma. All data collected with this experimental campaign will be used for comparison in future ignition tests. A preliminary study of the breakdown process occuring in a dodecane spray has also been undertaken.

Les méthodes de stérilisation à basse température prennent une importance croissante pour la décontamination de matériaux thermosensibles utilisés dans les appareils exposés aux risques microbiologiques tels que les endoscopes dans les hôpitaux, les emballages dans l'industrie agroalimentaire, ou les équipements soumis aux agents microbiologiques de guerre dans les zones de conflits. Les méthodes de stérilisation standards non-thermiques souffrent de limitations liées à leur toxicité, leurs coûts élevés, leurs faibles compatibilités avec les matériaux, et/ou leurs longs cycles de stérilisation (quelques heures). Une approche alternative consiste à utiliser des plasmas hors équilibre à pression atmosphérique produits par décharges électriques. Les plasmas permettent des cycles de stérilisation pluscourts car les surfaces traitées sont exposées à de nombreux agents biocides, notamment à du rayonnement, à des espèces réactives oxygénées et azotées (RONS), et à des espèces chargées. Cependant, à pression atmosphérique, le volume du plasma est généralement faible. Les traitements en post-décharge permettent d'augmenter la surface de traitement, tout en réduisant la dégradation du matériau par les espèces chargées. Dans la post-décharge, les principaux agents biocides sont les RONS. L'objectif de cette thèse est d'étudier la production et le transport des RONS générés par des décharges pulsées non-thermiques dans l'air et l'azote à pression atmosphérique au moyen de diagnositcs de spectroscopie d'absorption UV et mid-IR (QCLAS), de fluorescence / Low-temperature sterilization methods are of increasing importance for the decontamination of heat-sensitive materials in devices exposed to biohazards, such as endoscopes in hospitals, containers in the food industry, or contaminated equipment in areas exposed to war acts. Standard non-thermal sterilization methods suffer from limitations related to their toxicity, high cost, low material compatibility, and/or long sterilization cycles (several hours). An alternative approach consists in using atmospheric pressure nonequilibrium plasmas produced by electric discharges. Plasmas provide shorter sterilization cycles because they combine various biocidal agents including radiation,reactive oxygen and nitrogen species (RONS), and charged species. However, at atmospheric pressure the plasma volume is usually small. Post-discharge treatment allows to increase the treated surface area, and in addition to reduce surface degradation by charged species. In post-discharge treatment, the main biocidal agents are the RONS. The objective of this thesis is to study the production and transport of RONS generated by non-thermal pulsed discharges in nitrogen and air at atmospheric pressure by means of UV and mid-IR (QCLAS) absorption spectroscopy, planar laser induced fluorescence (PLIF), and absolute emission spectroscopy.

L’étude intitulée « optical properties of thin layers of transition metal dichalcogenides » vise les phénomènes physiques émergeant à la limite de la bidimensionnalité, lorsque l’épaisseur du composé ciblé est à l’échelle atomique. Les effets de la dimensionnalité réduite sur les propriétés physiques furent initialement explorés dans le graphène. Les études concernant ce composé se concentrent surtout sur ses propriétés de transport puisque le graphène lui-même n’a pas bande interdite. Les sc-TMD, en plus de présenter une structure atomique et électronique similaire au graphène (vallée aux points K dans la zone de Brillouin), peuvent également être produit sous forme de couche monoatomique. Ainsi, plusieurs études révélèrent que ces composés en couche mince combinent des propriétés découlant de leur caractère 2D en plus des caractéristiques typiques des semi-conducteurs. De plus, la dimensionnalité de ces composés joue un rôle important dans la structure électronique. Plus précisément, les sc-TMD présentent dans le régime tridimensionnel un gap indirect qui devient direct lorsque les composés sont sous la forme d’une monocouche. Cette thèse est une étude complète des propriétés optiques des composés sc-TMD. Le manuscrit en question est divisé en cinq parties : trois sections principales précédées par une introduction. L’ensemble est complété par une annexe présentant des études complémentaires sur un autre composé 2D : le nitrure de bore hexagonal (h-BN).Introduction :Les propriétés fondamentales des composés étudiés sont présentées en mettant l’accent sur celles qui jouent un rôle important dans la réponse optique de sc-TMD. Plus précisément, on y retrouve des informations sur la structure cristalline et la structure de bandes électroniques. Cette section détaille également le processus de préparation des échantillons ainsi que les divers montages expérimentaux utilisés.Chapitre 1 : caractérisation optique de base des excitons en résonance dans les couches et les multicouches de sc-TMD.La réponse optique des composés (surtout le MoSe2 et le WSe2) obtenue par spectroscopie de réflexion et par spectroscopie d’émission est interprétée. En particulier, l’impact du nombre de monocouches et de la température sur celle-ci est discuté. De plus, une étude complémentaire de ces propriétés optiques résolue temporellement y est insérée.Chapitre 2 : Spectroscopie Zeeman des excitons résonants sous champ magnétique.L’évolution des résonances optiques en fonction d’un champ magnétique appliqué perpendiculairement aux couches est l’objet de cette section. Un modèle phénoménologique décrivant la dépendance en champs magnétique de l’énergie des états électroniques est dérivé directement des résultats expérimentaux présentés dans cette section. L’effet de pompage optique est également étudié dans la monocouche de WSe2, effet qui est très sensible aux champs magnétiques.Chapitre 3 : Émetteurs de photons uniques dans les couches minces de sc-TMD.La découverte de raies d’émission fines et localisées sur de minces cristallites de sc-TMD est présentée, suivie d’une étude approfondie sur leur nature et leurs propriétés. Entre autres, leur évolution en fonction de la température, leur sensibilité aux champs magnétiques appliqués et leur polarisation sont discutées. Finalement, la spectroscopie de corrélation de photon est utilisée pour vérifier le caractère « source de photon unique » de ces émetteurs.Annexe A : Émetteurs de photons uniques dans le nitrure de bore hexagonal.Le h-BN partage de nombreuses caractéristiques avec les sc-TMD tout en se distinguant de ceux-ci par la présence d’un gap électronique significativement plus grand. Certaines régions cristallines se comportent comme des défauts ponctuels, dans les matériaux caractérisés par leur large gap, en présentant des raies d’émission fines. Ces régions partagent une similarité frappante avec les émetteurs de photons uniques observés dans le WSe2. / The research reported in the thesis entitled ‘Optical properties of thin layers of transition metal dichalcogenides’ focuses on physical phenomena which emerge in the limit of two-dimensional (2D) miniaturisation when the thickness of fabricated films reaches an atomic scale. The importance of such man-made structures has been revealed by the dynamic research on graphene: a single atomic plane of carbon atoms arranged in honeycomb lattice. Graphene is intrinsically gapless and therefore mainly explored with respect to its electric properties. The investigation of semiconducting materials which can also display the hexagonal crustal structure and which can be thinned down to individual layers, bridges the concepts characteristic of graphene-like systems (K-valley physics) with more conventional properties of semiconductors. This has been indeed demonstrated in a number of recent studies of ultra-thin films of semiconducting transition metal dichalcogenides (sc-TMD). Particularly appealing, from the point of view of optical studies, is a transformation of the bandgap alignment of sc-TMD films, from the indirect bandgap bulk crystals to the direct bandgap system in single layers. The presented thesis work provides a comprehensive optical characterisation of thin structures of sc-TMD crystals. The manuscript is divided into five parts: three main chapters with a preceding introduction and the appendix reporting the supplementary studies of another layered material: hexagonal boron nitride.Introduction. The fundamental properties of the investigated crystals are presented, especially those which are important from the point of view of optical studies. The discussion includes information on the crystal structure, Brillouin zone and electronic band structure. Also, the general description of the samples’ preparation process and experimental set-up is provided.Chapter 1. Basic optical characterisation of excitonic resonances in mono- and multi-layers of sc-TMDs. The optical response, as seen in the reflectance and luminescence spectra of thin sc-TMDs is analysed (mostly for MoSe2 and WSe2 materials). The impact of the number of layers and temperature on the optical resonances is studied and interpreted in details. The complementary time-resolved study is also presented.Chapter 2. Zeeman spectroscopy of excitonic resonances in magnetic fields. The evolution of the optical resonances in an external magnetic field, applied perpendicularly to the layers of sc-TMD materials is investigated. Based on these results, a phenomenological model is developed aiming to describe the linear with magnetic field contributions to the energy of individual electronic states in fundamental sub-bands of sc-TMD monolayers. Furthermore, the effects of optical pumping are investigated in WSe2 monolayers, which can be tuned by tiny magnetic fields.Chapter 3. Single photon sources in thin sc-TMD flakes. The discovery of localised narrow lines emitting centres has been in thin sc-TMD flakes is presented. An investigation of their fundamental properties is discussed. This includes the measurements of temperature and magnetic field evolution of the photoluminescence lines, and the analysis of the polarisation properties and the excitation spectra as well as photon correlation measurements.Appendix A. Single photon emitters in boron nitride crystals. Hexagonal boron nitride also belongs to the family of layered materials, but it exhibits much larger band gap than semiconducting transition metal dichalcogenides. A narrow lines emitting centres has been observed in boron nitride structures, which reveal multiple similarities to defect centres in wide gap materials. They are characterised in a similar manner as the emitting centres in WSe2.

Le chauffage de la couronne et la formation du vent solaire sont plus que jamais d'actualité en astrophysique stellaire. En ce qui concerne le vent solaire, nous avons cherché à vérifier l'hypothèse selon laquelle il est issu des frontières de régions actives. En combinant l'imagerie en rayons X et Extrême Ultra Violet (EUV), la spectroscopie EUV et les mesures de champ magnétique longitudinal au niveau de la photosphère, nous avons développé une technique d’estimation quantitative des échanges de masse entre deux régions actives. Nous avons ainsi montré que cet échange n'est pas négligeable devant le flux de matière participant au vent solaire. Une attention particulière a été apportée aux traitements des données spectroscopiques notamment en ce qui concerne la référence en longueur d'onde. En effet, celle-ci est cruciale pour déterminer les vitesses y compris leurs signes dans les échanges. Sur la thématique des micro-événements de chauffage, nous avons développé une méthode de détection à partir d'images prises à haute cadence en rayons X. A l'aide de données spectroscopiques, nous avons pu estimer les vitesses Doppler et l’élargissement Doppler des raies dans les événements et les comparer au reste du champ de vue. Nous en avons déduit l’énergie contenue dans les vitesses non résolues, susceptible de contribuer au chauffage, qui s’avère être comparable aux pertes radiatives observées dans les régions actives. / The coronal heating and the formation of the solar wind are one of the core issues in stellar astrophysics.Concerning the solar wind, we have undertaken to verify the hypothesis that its origin is located at the borders of active regions. By combining X-ray and Extreme Ultra Violet (EUV) images, EUV spectroscopy and measurements of the longitudinal magnetic field at the photosphere, we have developed a technique for quantitatively estimating the mass exchange between two active regions. We have shown that this mass exchange is significant compared to the flow of material involved in the solar wind. Particular attention was paid to the analysis of spectroscopic data and more specifically the issue of reference wavelength. Indeed, it is crucial to determine the speeds including their signs in the exchange. On the topic of heating micro-events, we have developed a method for detecting micro-events from high-cadence X-ray images. With the help of spectroscopic data, we have been able to estimate the Doppler velocities and Doppler broadening of the lines in the events and compare them to the rest of the field of view. We derived the energy in the unresolved velocities, which can contribute to the heating, which turns out to be comparable to the radiative losses observed in active regions.

Actuellement, il existe peu de nouvelles technologies "Label free" afin de faciliter et d’améliorer le diagnostic précoce. Ces technologies pourraient être des outils puissants pour mieux diagnostiquer les patients. De nombreuses études ont montré le potentiel de la spectroscopie Raman pour aider les cliniciens. Le travail réalisé au cours de cette thèse avait pour but de mettre au point un outil autonome pour le diagnostic de la LLC, grâce à des données Raman acquises dans différentes conditions expérimentales et instrumentales lors de campagnes de mesures multicentriques. Cependant, ces changements influent beaucoup sur les données Raman, ce qui pose des problèmes de transférabilité. L’apparition de cette technologie au chevet du patient est donc entravée, il est nécessaire de corriger ce manque de transférabilité. Dans ce mémoire, différents axes de recherche ont été menés. Il a été proposé, dans un premier temps, d'évaluer une solution consistant en l'application d'un prétraitement spécifiquement développé afin d’éliminer la variabilité spectrale induite par les différents changements de conditions. Le prétraitement basé sur l’EMSC a montré de fortes performances pour homogénéiser ces données multicentriques. Le second axe de recherche a été d’évaluer différentes stratégies, afin de créer et d’optimiser des modèles pour le diagnostic de la LLC. 100 modèles de classification ont donc été créé grâce à la double validation croisée répétée. La combinaison des prédictions de ces modèles a permis, grâce à un vote majoritaire, de prédire avec une grande précision si un patient était sain ou atteint de la LLC. / Currently, there are few new "Label free" technologies to facilitate and improve early diagnosis. These technologies could be powerful tools to better diagnose patients. Many studies have shown the potential of Raman spectroscopy to help clinicians. The work carried out during this thesis aimed to develop an autonomous tool for the diagnosis of CLL, using Raman data acquired under different experimental and instrumental conditions during multicentric measurement campaigns. However, these changes have a significant impact on Raman data, which poses transferability issues. The appearance of this technology at the bedside is therefore hindered, it is necessary to correct this lack of transferability. In this thesis, various lines of research were conducted. As a first step, it was proposed to evaluate a solution consisting in the application of a specifically developed pre-treatment to eliminate the spectral variability induced by the different changes in conditions. Pre-treatment based on EMSC has shown strong performance in homogenizing this multicentric data. The second research axis was to evaluate different strategies, in order to create and optimize models for the diagnosis of CLL. 100 classification models were therefore created through repeated double crossvalidation. The combination of the predictions of these models allowed, through a majority vote, to predict with great accuracy whether a patient was healthy or sick.

L’étude des réaction (a,g) d’intérêt astrophysique est vaste. Ces réactions ont un rôle important dans la phase de fusion d’hélium des étoiles, dans la nucléosynthèse au moment du big bang ainsi que dans une grande partie des scénarios d'explosions stellaires. L’étude des réactions (a,g) impliquant des faisceaux stables peut être réalisée de diverse façon. Je me suis concentrée sur deux d'entre elles. La première est l’étude en cinématique directe en détectant les rayons gamma produits. C'est ce que j'ai fait durant ma thèse pour mesurer la section efficace de 7Li(a,g)11B. Cette réaction a été étudiée au cours des années pour différentes raisons en astrophysique nucléaire. Par exemple, il a été postule que cette réaction pourrait résoudre, au moment de la nucléosynthèse du big bang, le problème du Lithium. Il est clair, aujourd'hui, que ce n'est pas la solution, cependant, elle a un rôle dans la production de boron lors des supernovae de type Ic. Une autre façon d’étudier les réactions (a,g) est d'utiliser la cinématique inverse. L’idée est d'envoyer un faisceau d'ions lourd sur une cible d’hélium. Ce type de cinématique permet de détecter, avec une bonne efficacité, le noyau lourd de recul produit si le faisceau qui n'a pas interagit avec la cible, en est correctement séparé. Les séparateurs de masses, comme St. George, sont construit dans ce but. St. George sera impliquer dans la mesure de sections efficaces de réaction d’importance pour le processus s comme 16O(a,g)20Ne. / The study of (a,g) reactions of astrophysical interest is quite vast. These reactions play an important role in the quiescent Helium burning phase of stars, in big bang nucleosynthesis and in most explosive stellar scenarios. The studies of (a,g) reactions involving stable beams are performed in various ways. I have been concentrating on two of them. The first one is studying these reactions in direct kinematics by detecting the produced gamma rays. This is what I did during my thesis to measure the cross section of 7Li(a,g)11B. It has been studied throughout the years for several purposes in nuclear astrophysics. For example, it was postulated it could solve the big bang nucleosynthesis Lithium problem. Nowadays, it is clear it does not.However, this reaction plays a role in the production of Boron during type Ic Supernovae. Another way to study (a,g) reactions is to use inverse kinematics. The idea is to send a heavy element beam on a Helium target. This kind of kinematics allows for the detection, with good efficiency, of the heavy recoil product if the beam that did not interact in the target is properly separated. Recoil mass separators, like St. George, are built for this purpose. St. George will be involved in measuring cross sections of reaction important for the s-process like 16O(a,g)20Ne.

Le transfert d'énergie par résonance de type Förster (FRET) permet de mesurer des distances nanométriques grâce à la dépendance critique de l'efficacité du transfert avec la séparation entre un donneur et un accepteur d'énergie. Le phénomène se produit quand le fluorophore donneur dans l'état excité transfère son énergie d'excitation à un accepteur à proximité de façon non-radiative avec une interaction dipôle-dipôle de champ proche. Les structures nanophotoniques sont capables de contrôler cette interaction grâce à la modification de la densité local d'états électromagnétiques (LDOS) d'un émetteur quantique. Nous avons démontré clairement l'exaltation du transfert d'énergie des paires FRET individuelles sous l'influence des nano-ouvertures percées en or et en aluminium et aussi à l'aide des designs plus complexes comme la `` antenna-in-box ". Notamment, nous avons dévoilé l'importance essentielle de l'orientation relative entre les dipôles sur les possibilités d'exaltation du transfert d'énergie par le biais des nanostructures. Également, nous avons utilisé des nanofils en argent pour démontrer un transfert d'énergie de long-distance entre deux nanoparticles séparées de plus d'un micromètre. Nos résultats éclairent le chemin de l'exploration du FRET, qui est largement utilisé dans les sciences du vivant et la biotechnologie. Les nanostructures optiques ouvrent de plus des perspectives d'applications innovantes pour la construction de biocapteurs, de sources de lumière ou dans l'industrie photovoltaïque. / The technique of Förster resonance energy transfer (FRET) determines the separation between two molecules at the nanometer scale, where molecular interactions can take place. The phenomenon requires a donor fluorophore transferring its energy in a non-radiative way, through a near-field dipole-dipole interaction, to an acceptor. Nanophotonics achieves accurate control over these interactions by modifying the local density of optical states (LDOS) of a single quantum emitter. We have clearly demonstrated enhanced energy transfer within single FRET pairs confined in single nanoapertures made of gold and also aluminum or in more complex structures like the antenna-in-box design. In particular, we have revealed the strong influence of the mutual dipole orientation on the FRET enhancement using nanostructures. Also, by means of silver nanowires, we have demonstrated a long-range plasmon-mediated fluorescence energy transfer between two nanoparticles separated by micrometer distance. Our results are clearing a new path to improve the energy transfer process widely used in life sciences and biotechnology. Optical nanostructures open up many potential applications for biosensors, light sources or photovoltaics.