La chymosine, enzyme utilisée dans l´industrie fromagère pour coaguler le lait, est traditionnellement extraite à partir du quatrième estomac de veaux non sevrés. La préparation ainsi obtenue dénommée présure a été depuis un certain nombre d´années substituée par divers coagulants d´origine microbienne et de plantes car la production de cette enzyme seule n´était plus capable de répondre à la demande mondiale du fait notamment de l´augmentation de la production fromagère. La chymosine est cependant toujours considérée comme étant la meilleure enzyme pour coaguler le lait dans l´industrie fromagère. Ainsi, les techniques d´ingénierie génétique ont été utilisées pour produire de la chymosine bovine recombinante. C´est en utilisant ces techniques que nous proposons d´établir un procédé de production de chymosine bovine recombinante permettant l'innovation technologique et contribuant au maintien et au développement d'entreprises agro-alimentaires brésiliennes et des pays du Marché Economique du « Cone Sul » (MercoSul).<br />Nous avons ainsi cloné les séquences codant la préprochymosine A et la préprochymosine B à l'aide des techniques classiques de biologie moléculaire. Nous avons observé la présence de mutations dans la partie du propeptide de la prochymosine A et dans la partie mature de la prochymosine B. Cette dernière mutation, S79N, se situe dans la partie du tampon (résidus 72 à 86) qui constitue une anse externe mobile recouvrant le sillon du site actif. La conformation de ce tampon est caractéristique de la chymosine et serait en partie responsable pour sa grande spécificité. Nous avons modélisé cette mutation, qui semble entraîner des changements dans le réseau de liaisons hydrogène du tampon. Les séquences obtenues ont ainsi été introduites dans différents vecteurs d´expression puis clonées chez Escherichia coli et Pichia pastoris. L'expression des protéines a été suivie à l'aide d'anticorps spécifiques et au moyen de tests d'activité. Les différentes protéines sont toutes actives et ont été purifiées à l'homogénéité. Nous avons alors étudié leurs propriétés cinétiques à l'aide de différents substrats. Les chymosines B et BS79N ont un optimum de pH qui les différencie de la chymosine A. Le mutant B S79N a des propriétés cinétiques améliorées avec l´hexapeptide synthétique. La mutation S79N n´entraîne toutefois qu´une petite augmentation de la constante d´efficacité concernant les hydrolyses de la caséine Κ et du lait, bien que ses vitesses de réactions catalytiques soient supérieures à celles de la chymosine B. Ces résultats sont expliqués par les modifications dans le réseau de liaisons hydrogène du tampon, et par le fait que le nombre d'interactions entre le substrat et l'enzyme est une fonction de la masse moléculaire et de la nature du substrat.

L'objet de ce manuscrit est la caractérisation d'une horloge à piégeage cohérent de population dans une vapeur thermique d'atomes de césium contenue dans une cellule avec gaz tampon et l'étude des principaux effets pouvant affecter la stabilité de fréquence à moyen-long terme. La particularité de l'horloge à piégeage cohérent de population développée est la combinaison de deux techniques originales : utilisation d'un schéma d'excitation en double-Λ et interrogation pulsée. Cela nous permet d'obtenir un signal étroit, une grande amplitude et des déplacements de fréquence liés à l'intensité laser réduits. La stabilité de fréquence à moyen-long terme des horloges à cellule est généralement limitée par les déplacements induits par les collisions avec le gaz tampon et par des effets liés à l'intensité laser. Une partie importante de ce travail est consacrée à l'étude des déplacements collisionnels en présence de gaz tampon - Ne, N2 et Ar, et à leur dépendance thermique. Les valeurs des coeffcients de la dépendance thermique, mal connues ou inconnues jusqu'à présent, ont été établies, cela nous a permis de réaliser une cellule optimale contenant un mélange de gaz tampon ayant une sensibilité thermique nulle autour de température de fonctionnement. Suite à l'étude de l'amplitude du signal et des temps de relaxation, les valeurs optimales des paramètres de fonctionnement en horloge (séquence d'interrogation, champ magnétique, la température de la cellule, pression du mélange, etc.) ont été déterminées pour cette cellule. L'étude des effets liés à l'intensité laser a permis de déterminer les paramètres sensibles (rapport de intensités laser, température) et de mettre en place des stabilisations nécessaires pour les réduire. Finalement, la stabilité de fréquence à moyen-long terme a été améliorée d'un facteur 40 pour attendre 2.5 *10-14 à 1 heure en valeur relative.

Le sujet de cette thèse est l'étude et la conception d'un refroidisseur radiofréquence à gaz-tampon pour des faisceaux de haute intensité. Ce projet s'inscrit dans le cadre de la prochaine extension du GANIL, Spiral2 et de la future installation basse-énergie DESIR (« Désintégration, excitation et stockage d'ions radioactifs »). L'objectif est de réduire l'émittance des faisceaux de Spiral2 pour permettre à un séparateur haute-résolution d'en effectuer la purification, idéalement au niveau isobarique. Ce refroidisseur consiste en une structure quadrupolaire linéaire dans laquelle les ions sont confinés par des champs RF en opposition de phase à une énergie d'environ 100 eV. Un gaz léger, généralement de l'hélium, est injecté dans le quadrupole et, à chaque collision, l'ion perdra de l'énergie et sera finalement refroidi. La principale problématique de notre projet est la charge d'espace. En effet, les appareils existants sont capables de refroidir des courants de quelques dizaines de nanoampère quand nous aurons à faire face à des intensités de l'ordre du microampère ce qui accroitra la répulsion coulombienne entre les ions. Cela impose de produire de forts champs de confinement ce qui se traduit par des amplitudes RF élevés (≈ 10 kVpp) et un petit rayon interne (r0 ≈ 3 à 5 mm). Nous avons travaillé sur un premier prototype, SHIRaC-Phase1 (« Spiral2 High Intensity Radiofrequency Cooler »), ayant un rayon de 3mm, construit au CSNSM-Orsay et déplacé au LPC-Caen à la fin de 2007. Le principal effort en termes de R&D a porté sur la partie électronique. Un premier système, basé sur un circuit résonant LC, a été développé permettant de fournir jusqu'à 2500 Vpp entre 4.5 et 6.3 MHz. Dans ces conditions, nous avons vérifié que nous n'avions pas de fortes limitations dues aux décharges électriques entre nos électrodes. Avec ce dispositif, nous avons réduit l'émittance des faisceaux à 2 π.mm.mrad à 60 keV et la dispersion en énergie longitudinale à 146 meV. La transmission maximale en Sodium 23Na+ et en Rubidium 87Rb+ est de 25% avec une source à ionisation de surface dont la qualité du faisceau est meilleure que celle de Spiral2. Cela nous a incités à concevoir un nouveau refroidisseur avec une acceptance de 80 π.mm.mrad à 60 keV. Ce second prototype a un rayon interne plus grand (r0 ≈ 5 mm) et de nouveaux jeux d'électrodes à l'injection et à l'extraction. Les performances du système RF ont été améliorées pour atteindre des amplitudes de 7 kVpp pour des fréquences comprises entre 5.9 MHz et 7.3 MHz. Les exigences en termes de sécurité et de maintenance pour Spiral2 ont également été prise en compte.

Cette thèse porte sur l’optimisation d’un procédé de croissance, reproductible et contrôlé, d’une monocouche de graphène sur la face –Si du carbure de silicium (SiC (0001)) par sublimation sous faible pression d’argon (10 mbars). Au vue de la littérature, cette croissance à faible pression reste un challenge. Différentes techniques complémentaires telles que la spectroscopie Raman, la microscopie à force atomique, la microscopie à effet tunnel et des mesures d’effet Hall ont été menées afin de valider la croissance de la monocouche et d’en étudier sa morphologie de surface ainsi que ses propriétés structurales et électroniques. L’ensemble des résultats obtenus démontre le contrôle de la croissance d’une monocouche de graphène homogène, continue et de grande taille (6x6mm²). Plus de 50 échantillons monocouches ont été synthétisés pendant la thèse démontrant ainsi un procédé reproductible dans un bâti de croissance prototype de la société montpelliéraine Annealsys. Un mécanisme de croissance en bord de marche et la présence de marches et de terrasses a pu être mis en évidence alors que la littérature rapporte des difficultés à optimiser des procédés de croissance à basse pression d’argon. L’effet de la vitesse de montée en température a également été étudié dans le but de contrôler la morphologie du SiC de façon à pouvoir évaluer l’impact de la largeur des marches sur les propriétés électroniques du graphène. La largeur des marches obtenue (10 µm) permettront des mesures originales de transport, localisées sur une marche.Le procédé robuste et reproductible développé a permis différentes études approfondies sur ce graphène épitaxié. Sur la face-Si du SiC croît d’abord une couche tampon liée de manière covalente au SiC. Une deuxième couche tampon croît sous la première qui devient alors du graphène. Le peu de résultats présents dans la littérature nous a conduit à étudier cette couche d’interface entre le graphène et le SiC. A partir d’un nombre important de mesures par spectroscopie Raman, la signature de cette couche tampon a pu être obtenue. Un spectre Raman inhomogène de celle-ci a été mis en évidence. Pour aller plus loin, nous avons mis en œuvre deux techniques d’exfoliation du graphène pour avoir accès à la couche tampon sur SiC. Les signatures Raman des couches tampon couvertes ou non de graphène ont été analysées et comparées. Deux résultats majeurs sont à souligner : (i) l’aire du signal Raman de la couche tampon augmente après le retrait du graphène et (ii) deux pics fins sont observés seulement sur le spectre du graphène épitaxié. Ces résultats démontrent l’existence d’un couplage entre le graphène et la couche tampon.La dernière partie de ce travail de thèse concerne les propriétés électriques de ces monocouches de graphène sur SiC. Contrairement au classique dopage n du graphène épitaxié sur SiC (0001), un dopage résiduel de type p a été mesuré et attribué à un effet de l’environnement. Les impuretés chargées présentes à la surface des échantillons pourraient être à l’origine de flaques d’électrons et de trous (puddles) réparties à la surface des échantillons et responsables de leur dopage inhomogène. Ces fluctuations de potentiel ont été estimées en ajustant les données expérimentales à partir d‘un modèle mettant en jeu deux types de porteurs. De plus, nous avons pu mettre en évidence un changement de dopage d’un type p à n sous vide et sous illumination UV. La désorption d’absorbants chargés pourrait expliquer ce changement. Ces résultats démontrent une possible modulation des propriétés électriques de nos échantillons par un facteur externe tel que l’exposition aux UV. / This manuscript presents a work aiming to optimize a reproducible and controlled growth process of a monolayer graphene on Si-face of SiC (SiC (0001)) by sublimation under low argon pressure, i.e. 10 mbar. This low pressure process is challenging regarding the results in the literature. Various complementary techniques as optical microscopy, Raman spectroscopy, atomic force microscope, scanning tunneling microscope, and Hall Effect measurements have been performed on the samples in order to validate the monolayer graphene growth and investigate their surface morphology, their structural and electronic properties. All the results obtained from these measurements confirm the control of homogeneous, continuous and large-size (6×6 mm²) monolayer graphene from our optimized growth process. More than 50 monolayers graphene were produced during this thesis, validating a reproducible process in a prototype furnace developed by Annealsys, local company in Montpellier. The step-flow growth mode which encourages the formation of step-terrace surface structures is obtained under this unclassical growth condition contrary as established in the literature. Moreover, we have investigated the effect of the temperature ramp on the SiC morphology to evaluate the impact of the width of the terraces on electronic properties of graphene. Samples with terraces larger than 10 µm have been obtained allowing original transport measurements localized on only one terrace.Thanks to the reproducibility of our optimized growth process, further characterization studies on epitaxial graphene were investigated. The first carbon layer grown on SiC (0001) is a buffer layer covalently linked to SiC. Then a second buffer layer grows under the first one that becomes graphene. This well-known buffer layer at graphene / SiC (0001) interface has been investigated in this thesis to complete the poor literature on this topic. Statistically buffer Raman signatures have been obtained and compared to the literature demonstrating an inhomogeneous buffer layer. Furthermore, we have developed two graphene transfer techniques aiming to exfoliate graphene layer and leave behind only the buffer layer on the sample surface. The Raman signatures of buffer layer in these two cases (with or without graphene coverage) have been compared. We believe the evidenced evolution could be related to the coupling between graphene and buffer layer. Two major results illustrate this coupling: (i) the Raman signature of buffer layer increases in integrated intensity after the graphene transfer and (ii) two fines peaks are observed only in epitaxial graphene spectra and not in uncovered buffer layer spectra.The last part of this work concerns the electrical properties of monolayer graphene on SiC (0001). Contrary to the typical n-type doping of epitaxial graphene, the low p-type residual Hall concentration observed in our samples has been related to the atmospheric effect. More precisely, the charged impurities deposited on the sample surface could lead to the formation of electron-hole puddles, resulting in an inhomogeneous doping. The potential fluctuation has been estimated by fitting the experimental data using a model of two types of charges. Moreover, we have shown that the doping type change from p-type to n-type under vacuum condition or under UV illumination. This could be explained by desorption of the charged absorbents during the pumping or UV illumination. These results demonstrate the possibility of tuning the electrical properties of our samples by external factor such as UV light.

Une des solutions envisagée pour éviter la réactivité entre la cathode de LSCF et l'électrolyte de YSZ est l'intercalation d'une couche barrière de CGO. Une étude de la réactivité interfaciale par DRX et ToF-SIMS entre CGO, déposée par atomisation électrostatique, et YSZ a montré qu'un traitement thermique au-dessus de 1100 C sous air induit une détérioration de la couche de CGO par la formation d'une solution solide. Le vieillissement du système LSCF/CGO/YSZ a été étudié en fonction de l'épaisseur de la couche de CGO de 0,11 à 2 µm, par spectroscopie d'impédance complexe, à 700 °C sous air à l'abandon. Les mesures ont montré que l'épaisseur de cette couche est un facteur influençant les propriétés électriques des différents systèmes. L'introduction d'une couche mince de CGO, déposée par pulvérisation cathodique, a conduit à une diminution de la résistance série du système ainsi qu'une diminution de la dégradation de l'électrode LSCF. La dégradation de l'électrode de LSCF est liée à la ségrégation du Sr au niveau de l'interface LSCF/YSZ. / One of the considered solutions to avoid the reactivity between LSCF cathode and YSZ electrolyte is the intercalation of a CGO buffer layer. A study of the interfacial reactivity by XRD and by ToF-SIMS between CGO, by ESD, and YSZ has shown that an heat treatment above 1100 °C in air leads to the chemical degradation of the CGO layer leads to the formation of a solid solution. An ageing investigation of LSCF/CGO/YSZ half cell was performed for different CGO layer thicknesses coated by DC magnetron sputtering from 0.11 to 2 µm, by electrochemical impedance spectroscopy at 700 °C in air at OCV. EIS measurements have shown that the thickness of this coating has a strong effect on the electrical properties of these systems. The introduction of a thin CGO buffer layer has lead to the decrease of the initial value of the series resistance and to the reduction of the LSCF electrode degradation. This degradation electrode is due to the diffusion of Sr at the LSCF/YSZ interface as shown by microanalyses X.

[ES] Este proyecto de investigación se centra en el campo de las energías renovables y más concretamente de la energía solar fotovoltaica. La tesis se ha focalizado en el desarrollo de películas delgadas de Cobre-Indio-GalioSelenio o Sulfuro (CuIn1-xGax(Se,S)2) con técnicas de bajo coste. La mayoría de las celdas basadas en CIGS utilizan el CdS como capa de búfer. En nuestro experimento, usaremos otra capa de tampón como SnS2 o ZnO1-xSx como alternativa a CdS para mejorar nuestra célula. El estudio se centrará en el contacto tampón/absorbedor para reducir la recombinación. En este trabajo, reportamos la investigación experimental del desarrollo y desarrollo de la caracterización de la calcopirita de cobre, indio, galio y selenio (CIGS) por la técnica de electrodeposición y pulverización. Además, nos hemos centrado en el contacto entre la capa generadora que es el absorbedor y el circuito externo. Las propiedades eléctricas de este contacto dependen principalmente del proceso de deposición de la capa absorbente en el contacto trasero utilizado. Por lo tanto, será necesario controlar el crecimiento de la capa interfacial de MoSe2 entre el absorbedor y el contacto posterior en el caso del molibdeno para obtener un rendimiento óptimo. Por supuesto, la eficiencia de la célula depende de un gran número de parámetros experimentales y varía según los métodos de fabricación, especialmente la capa absorbente CIGS. En nuestro caso, las técnicas utilizadas son la galvanoplastia y la pirólisis por pulverización para la deposición de películas CIGS. Estas técnicas son más baratas, prácticamente alcanzables en cualquier laboratorio y dan un buen rendimiento. Por lo tanto, mediante técnicas de deposición de bajo coste hemos estudiado el comportamiento de la célula solar con una capa de MoSe2 como capa interfacial y el efecto de la banda prohibida de la capa formada y la capa tampón utilizada sobre los parámetros de las células solares CIGS. Los resultados de este estudio podrían ayudar a mejorar el rendimiento de las células solares CIGS utilizando técnicas de bajo coste. / [CA] Aquest projecte de recerca es centra en el camp de les energies renovables i més concretament en l'energia solar fotovoltaica. La tesi s'ha centrat en el desenvolupament de pel·lícules primes de Coure-Indi-Gali-Seleni o Sulfur (CuIn1-xGax(Se,S)2) amb tècniques de baix cost. La majoria de les cel·les basades en CIGS utilitzen el CdS com a capa de búfer. En el nostre experiment, farem servir una altra capa de tampó com ara SnS2 o ZnO1-xSx com a alternativa al CdS per millorar la nostra cel·la. L'estudi es centrarà en el contacte tampó/absorbidor per reduir la recombinació. En aquest treball, reportem la recerca experimental del desenvolupament i la caracterització de la calcopirita de coure, indi, gali i seleni (CIGS) mitjançant la tècnica d'electrodeposició i pulverització. A més, ens hem centrat en el contacte entre la capa generadora que és l'absorbidor i el circuit extern. Les propietats elèctriques d'aquest contacte depenen principalment del procés de deposició de la capa absorbent en el contacte posterior utilitzat. Per tant, serà necessari controlar el creixement de la capa interfacial de MoSe2 entre l'absorbidor i el contacte posterior en el cas del molibdè per obtenir un rendiment òptim. És clar que l'eficiència de la cel·la depèn d'un gran nombre de paràmetres experimentals i varia segons els mètodes de fabricació, especialment la capa absorbent CIGS. En el nostre cas, les tècniques utilitzades són la galvanoplàstia i la piròlisi per pulverització per a la deposició de pel·lícules CIGS. Aquestes tècniques són més econòmiques, pràcticament assolibles en qualsevol laboratori i proporcionen un bon rendiment. Per tant, mitjançant tècniques de deposició de baix cost hem estudiat el comportament de la cel·la solar amb una capa de MoSe2 com a capa interfacial i l'efecte de la banda prohibida de la capa formada i la capa tampó utilitzada sobre els paràmetres de les cel·les solars CIGS. Els resultats d'aquest estudi podrien ajudar a millorar el rendiment de les cel·les solars CIGS utilitzant tècniques de baix cost. / [EN] Our research project aims at the field of renewable energies and more specifically, photovoltaic solar energy, i.e. solar cells, our study focuses on the elaboration of Copper-Indium-Gallium-Selenium or Sulfide (CuIn1-xGax(Se,S)2 thin films for solar cells with low-cost techniques also to develop the performance of the typical solar cell structure: n-ZnO/i-ZnO/n-tampon/p-CIGS/p+-MoSe2/back contact. Most of the CIGS based cells use CdS as a buffer layer. In our experiment, we will make use of another buffer layer such as SnS2 or ZnO1-xSx as an alternative to CdS to improve our cell. The investigation will be carried out on the buffer/absorber contact to reduce recombination. In addition, we will focus on the contact between the generating layer which is the absorber and the external circuit. The electrical properties of this contact depend essentially on the deposition process of the absorber layer on the back contact used. It will thus be necessary to control the growth of the MoSe2 interfacial layer between the absorber and the back contact in the case of Molybdenum in order to obtain an optimal yield. Obviously, the yield of the cell depends on a large number of experimental parameters and varies according to the fabrication methods, especially of the CIGS absorber layer. In our case the techniques used are electrodeposition and spray pyrolysis for the deposition of CIGS films, there techniques are cheaper, practically feasible in the laboratory and give good performance. Therefore, we will investigate, using low-cost deposition techniques, the performance of the cell with a MoSe2 layer as an interfacial layer and the effect of the bandgap of the formed layer and the buffer layer used on the parameters of the CIGS solar cells. The results of this study could help to improve the performance of the CIGS solar cell using low-cost techniques. / Armel Ignace, N. (2024). Elaboration et caractérisation de couches minces de cuivre, indium, gallium et sélénium (CIGS) pour cellules solaires [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/203613

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Le conflit civil moldave entre 1989 et 1992 a laissé un pays et une population divisés entre le fleuve Dniestr/Nistru. Malgré la victoire de la Pridnestrovie (RMP) dans sa guerre d’indépendance, elle n’a pas atteint son objectif de devenir un Etat reconnu. L’Accord de cessez-le-feu de 1992 qui a mis officiellement fin à la guerre a renforcé la séparation de la RMP par la création d’une zone tampon et l’établissement des forces de maintien de la paix. Comme convenu dans cet accord, la fin du nouveau statu quo et donc la résolution finale du conflit devraient passer obligatoirement par la détermination d’un nouveau statut politique pour la RMP. Faute d’avoir réussi à déterminer un statut officiel, le conflit est resté gelé. Lors de la période d’après-guerre, l’équilibre des pouvoirs a favorisé la RMP sur le plan économique, énergétique et sécuritaire, la plaçant dans une position de force vis-à-vis de la Moldavie. Cependant, puisqu’une reconnaissance étatique n’a jamais été accordée à la RMP, cette dernière a donc hérité d’un déficit symbolique que seule la Moldavie pouvait lui octroyer par la reconnaissance. Une politique active de reconnaissance envers la RMP entre 1994 et 1998 a été le facteur déterminant dans la transformation du conflit, conduisant à la signature de trois « grands accords ». Le célèbre Mémorandum de Moscou de 1997 a souligné ce processus transformatif au travers duquel les deux « opposants » se sont dès lors considérés comme « partenaires » au sein des négociations. Au cours de l’année 1998, Chisinau et Tiraspol se sont engagées sur le chemin de la paix en adoptant des mesures de confiance et de sécurité avec l’Accord d’Odessa / The Moldovan civil conflict between 1989 and 1992 left the country and the people permanently divided between the banks to the Dniestr/Nistru River. Despite Pridnestrovia’s (PMR) victory in its war of independence, it would not achieve its goal of being a recognized state. The ceasefire agreement of 1992 officially put an end to the war and solidified Prinestrovia’s separation through the creation of a security zone and the establishement of peacekeeping forces. Furthermore, the resolution of the conflict and the end of the new status quo had to be synchronized with the accordance of a new political status for the PMR. As an official status was never determined, the conflict has remained frozen. During the post-war period, the balance of power favored the PMR from an economic, energy and security perspective, providing it with major leverage over Moldova. However, given that the PMR was never attributed statehood meant that it inherited a symbolic deficit because only Moldova could provide it with recognition. Moldova’s policy of recognition towards the PMR between 1994 and 1998 would be the determing factor in the transformation of the conflict, leading to the signing of three “major accords”. The historic Moscow Memorandum of 1997 highlighted this transformative process by which the two “opponants” considered eachother as “partners” within the negociation process. By 1998, Chisinau and Tiraspol embarked upon the path of confidence building and security measures with the Odessa Accord of 1998

Les horloges atomiques miniatures présentent des stabilités de fréquence inégalées avec des volumes de quelquescentimètres cubes et des consommations inférieures à 100mW.Dans cette thèse, les paramètres optimaux concernant la conception et la fabrication des cellules à vapeur decésium, un des composant clés de ce type d’horloges, sont définis. Ainsi, les performances de plusieurs cellulesont été caractérisées en condition d’horloge à court et long terme. En parallèle, des solutions sont proposéespour pallier à certaines limitations telles que la plage de température opérationnelle, le coût de fabrication dudispositif et la facilité d’assemblage du module physique.Un nouveau mélange de gaz tampon composé de néon et d’hélium peut étendre la plage de fonctionnementau-dessus de 80 C, en adéquation avec les besoins industriels. A l’inverse des gaz tampon usuels, ce mélangeest compatible avec les dispensers de césium solides, dont la fiabilité est établie.Outre les gaz tampon, les revêtements permettent également de limiter la relaxation induite par les parois dela cellule. Ici, des revêtements d’octadécyltrichlorosilane sont étudiés. Un effet anti-relaxant a été observé dansdes cellules centimétriques et un procédé a été développé pour revêtir des cellules micro-fabriquées.D’autres sources de césium sont présentées pour s’affranchir des inconvénients propres aux dispensers solides.Un dispenser sous forme de pâte, qui peut être déposée collectivement, a été étudié et montre des densitésatomiques stables jusqu’à présent. Un concept de vannes hermétiques micro-fabriquées a été proposé poursceller hermétiquement et séparer des cellules d’un réservoir de césium commun.Les premières étapes vers un module physique micro-fabriqué sont ensuite présentées. En particulier, un designoriginal de cellule combinant des réseaux de diffraction à une cavité en silicium formée par gravure anisotropea été caractérisé et a montré des contrastes CPT remarquables malgré un volume de cavité réduit, ce qui permettraitde réaliser un module physique particulièrement compact. Enfin, des cellules intégrant des résistanceschauffantes et thermométriques ont été fabriquées et leur compatibilité vis-à-vis du champ magnétique généréa été caractérisée dans un prototype de module physique compact. / Chip-scale atomic clocks (CSACs) provide unprecedented frequency stability within volumes down to a fewcubic centimeters and power consumptions as low as 100mW.In this work, we determine the optimal parameters regarding the design and the fabrication of cesium vaporcells, one of the key components of a CSAC. For this purpose, cells were characterized on both short and longtermperformances in clock setups. In addition, we propose solutions to overcome present limitations includingthe operating temperature range, the device microfabrication cost and the ease of integration of the physicspackage.A novel mixture of buffer-gas composed of neon and helium was found to potentially extend the operating rangeof the device above 80 C, meeting the industrial requirements. Unlike the well-known buffer gas compositions,this mixture is compatible with solid cesium dispensers whose reliability is established. As an alternativeto buffer gases, wall coatings are known to limit the relaxation induced by sidewalls. Here, we investigatedoctadecyltrichlorosilane (OTS) coatings. An anti-relaxation effect has been observed in centimeter-scale cellsand a process was developed to coat microfabricated cells.Other cesium sources have been investigated to overcome the drawbacks imposed by solid cesium dispensers. Apaste-like dispenser, which can be deposited collectively, was explored and has shown stable atomic densities sofar. Single-use zero-leak micro valves were also proposed to hermetically seal and detach cells from a commoncesium reservoir.Eventually, the first steps toward a microfabricated physics package were made. In particular, an originalcell design combining diffraction gratings with an anisotropically etched single-crystalline silicon sidewalls wascharacterized and exhibited remarkable CPT contrasts despite a reduced cavity volume, which could lead to amore compact physics package. Finally, cells with integrated heating and temperature sensing resistors werefabricated and their magnetic field compliance was characterized in a compact physics package prototype.

La température et la pression partielle d’oxygène (PO2) constituent les paramètres majeurs contrôlantles évolutions thermochimiques en réacteur des combustibles nucléaires de type oxyde, et notammentla spéciation des produits de fission potentiellement corrosifs (Cs, I, Te). Pour limiter les risques derupture de la gaine en Zr par corrosion, une solution innovante consiste à imposer au combustible defonctionner dans un domaine de PO2 où les espèces chimiques des gaz de fission sont inoffensives, pardopage in-situ avec un tampon oxydo-réducteur solide. Le niobium, avec ses couples redoxNbO2/NbO et Nb2O5/NbO2, a été identifié comme le candidat le plus prometteur. Un procédé defabrication d’un combustible dopé niobium répondant à cet objectif et conforme aux spécificationsd’usage (densité, microstructure) a été optimisé. L’étude expérimentale du système UO2-NbOx a révélél’existence à 810°C d’une phase liquide entre UO2 et NbO2, non identifiée à ce jour. La caractérisationdes phases solides et en solution du niobium nous a conduit à proposer un modèle thermodynamiquede solubilité du dopant dans UO2 à 1700°C. Une étude approfondie de la spéciation du niobiumprécipité a permis d’identifier la présence simultanée dans le matériau des phases majeures NbO2 etNbO, ainsi que Nb en moindre teneur. La coexistence du niobium sous deux degrés d’oxydationdifférents constitue un élément-clé de démonstration d’un possible effet tampon in-situ, dont l’impactest observé sur certaines propriétés du combustible dépendantes de la PO2, la densification notamment.Les résultats confirment le potentiel prometteur des combustibles tamponnés en PO2 au regard de sesperformances en réacteur. / Temperature and oxygen partial pressure (PO2) of nuclear oxide fuels are the main parametersgoverning both their thermochemical evolution in reactor and the speciation of volatile fissionproducts such as Cs, I or Te. An innovative way to limit the risk of cladding rupture by corrosionunder irradiation consists in buffering the oxygen partial pressure of the fuel under operation in a PO2domain where the fission gas are harmless towards Zr clad, by using solid redox buffers as additives.Niobium, with its NbO2/NbO and Nb2O5/NbO2 redox couples has been found to be a promisingcandidate to this end. A manufacturing process of a buffered UO2 fuel, doped with niobium has beenoptimized, in order to fulfill usual specifications (density, microstructure). The experimental study ofthe UO2-NbOx system has shown the existence of a liquid phase between UO2 and NbOx at 810°C,which was not reported in the literature. The characterization of Nb containing phases present in UO2both in solid solution and as precipitates has lead us to propose a solubility thermodynamic model ofniobium in UO2 at 1700°C. An extensive study of the niobium precipitates shows the co-existence inthe fuel of NbO2 and NbO as major phases, together with small amounts of metallic Nb. The coexistenceof niobium under two oxidation states inside the fuel is a key element of demonstration of apossible in-situ buffering effect, which is likely to impact some properties of the material that aredependent upon PO2, such as densification. These results confirm the promising potential of oxygenbuffered fuels as regard to their performance in reactor.