L'objectif de cette thèse est de présenter des critères simples pour l'évaluation des performances d'une ventilation transversale. On définit l'efficacité et le rendement, calculés à partir du flux de déficit de densité créé par l'incendie. Après une étude préliminaire permettant de caler les modèles numériques, l'influence de différents paramètres sur ces valeurs a été évaluée. Dans un premier temps, l'étude a porté sur une seule trappe et a montré que le courant d'air dans le tunnel est le paramètre le plus important. A l'inverse, la forme de la trappe pour une surface donnée n'a que très peu d'importance, sauf dans des cas limites (fente sur toute la largeur du tunnel). L'étude d'un canton à huit trappes confirme l'importance du contrôle du courant d'air. Lorsqu'on diminue le nombre de trappes en conservant la même surface totale d'aspiration, cette sensibilité tend à disparaître, mais l'efficacité diminue. Enfin, l'étude de l'influence de l'encombrement montre une légère amélioration de l'efficacité, due à l'obstruction d'une partie de la section par des camions, qui bloquent les fumées au droit des trappes.

In the next decade, technology trends--smaller dimension, lower voltage, higher operating frequency--introduce new technical considerations and challenges for radiation effects in integrated circuits. Semiconductor based circuits and traditional dynamic random-access memories will malfunction when exposed to extreme environments, such as space and nuclear reactor. The mechanisms for radiation effect are mainly attributed to the radiation-induced charging of the oxide in a CMOS device. Spintronics is an emerging area of nanoscale electronics involving the detection and manipulation of electron spin. The magnetic tunnel junctions (MTJs), based on the intrinsic spin of the electron, can be used as the storage elements in non-volatile magnetoresistive random-access memories (MRAMs). In this effort, we study radiation tolerance of MTJs by exposing the devices in gamma and neutron radiation environment. Theoretical model for the radiation-induced defects is analyzed in this work. Experiments of the MgO-based MTJs under the conditions of pre- and post-radiation are concluded. MTJs were irradiated with gamma ray to a total dose of 10 Mrad. During the neutron irradiation, total epithermal neutron fluence up to 2.9��10�����/cm�� was obtained. The experimental results show that neither the electrical nor the magnetic properties of MTJs are affected by the radiation. / Graduation date: 2013 / Access restricted to OSU community at author's request from Sept. 11, 2012 - Sept. 11, 2014

Thesis (M.Sc.)--Memorial University of Newfoundland, 2005. / Restricted until May 2006. Bibliography: leaves 67-74.

Cette thèse a exploré la piste du système hybride MnAs (métal ferromagnétique)/GaAs dans le cadre de l'électronique de spin avec les semiconducteurs. Afin de réaliser des hétérostructures MnAs/GaAs/MnAs, nous avons optimisé les conditions de croissance de couches minces de MnAs sur GaAs(111)B et d'une couche ultrafine de GaAs, montré l'absence de réactivité aux interfaces MnAs/GaAs et déduit une hauteur de barrière tunnel de 0.7 eV. Les mesures de magnétotransport sur des jonctions MnAs/GaAs/MnAs ont fait apparaître une dépendance en tension très atypique de la magnétorésistance tunnel. Pour interpréter ces nouveaux effets, nous avons développé un modèle de transport tunnel résonant à travers une distribution inhomogène d'impuretés dans le semiconducteur. Conformément aux prédictions du modèle, le contrôle des défauts dans la barrière de GaAs a permis d'augmenter significativement la magnétorésistance tunnel et de déduire une forte polarisation de spin à l'interface MnAs/GaAs.

Thèse de doctorat : Sciences des matériaux : Lille 1 : 2001. / Résumé en français et en anglais. Bibliogr. en fin de chapitres.

This thesis examines the social and environmental impacts that have resulted from the construction and operation of the Channel Tunnel. Nord-Pas de Calais, Kent, France, Britain and Europe were all affected through the establishment of the Channel Tunnel. Three sections make up the body of this thesis: i. context and theory ii. social, environmental and economic impacts associated with the construction and operation of the tunnel iii. acknowledgement of the impacts that this development has had on the European Union. This study draws from an extensive body of literature in identifying and examining the issues that preceded and followed this development. The social and environmental impacts associated with public opposition, environmental impacts, land possession, soil disposal, environmental disturbance, water pollution, noise disturbance, energy consumption, water contamination, fire safety and asylum seekers remain the principal discussion points identifiable throughout this piece. These issues are largely concentrated on the areas of Nord-Pas de Calais and Kent, although they are infiltrating the wider European Union in a number of ways. The social and environmental impact assessments conducted prior to the construction of the of the Channel Tunnel proved to be tools that helped ensure that the bodies driving the development were made accountable for the impacts that arose. These processes also facilitated public involvement through public consultation in the development of social and environmental impact assessment. Early identification and recognition of the social and environmental issues identified by these reports led to a more comprehensive approach to project design, construction and operation.

Le sujet de cette thèse concerne la spintronique moléculaire. Des jonctions tunnel magnétiques formées par une barrière tunnel moléculaire (monocouche auto-assemblée) insérée entre deux électrodes métalliques ferromagnétiques ont été étudiées. Afin de fabriquer les dispositifs, un procédé de greffage des molécules sur des substrats ferromagnétiques a été mis en place et une technique de lithographie a été développée pour définir des jonctions de taille submicronique. L’ensemble de ce travail expérimental a permis l’obtention de jonctions non court-circuitées et mesurables, où le transport électronique est bien du transport par effet tunnel.Les mesures de magnétotransport de ces échantillons ont amené des résultats intéressants et nouveaux : les jonctions, dont la barrière est formée par des alcanes-thiols, présentent de la magnétorésistance à température ambiante, allant jusqu’à 12%. Une partie de la thèse s’attelle à la compréhension des différents comportements magnétorésistifs observés : un modèle de barrière tunnel à deux niveaux est proposé pour les décrire.La dernière partie du travail présente des résultats préliminaires obtenus lorsque la barrière moléculaire est formée par des molécules aromatiques ou commutables et met en évidence des phénomènes nouveaux par rapport au cas précédent.L’ensemble des résultats prouve le fonctionnement de jonctions tunnel magnétiques à base de monocouches moléculaires à température ambiante et ouvre la voie à l’utilisation de molécules plus complexes pour une électronique de spin moléculaire multifonctionnelle. / This thesis work enters within the molecular spintronic fields. Magnetic tunnel junctions based on molecular self assembled monolayers have been investigated. The devices structure is a molecular monolayer inserted between two ferromagnetic electrodes.A process to graft molecules on a ferromagnet’s surface and a lithography technique have been developed to define the junctions. This experimental work has led to non short-circuited and measurable junctions, in which an electronic tunnel transport has been demonstrated.Interesting and new results have been found out from magnetoresistance measurement of the samples: junctions made with alkanes-thiols barrier have shown magnetoresistance signal at room temperature (up to 12%). In order to explain the magnetoresistive behaviour, a simple model where the barrier is discribed by two levels has been proposed.The last part of the thesis reports preliminary results obtained when the barrier is made of aromatic molecules or switchable molecules and it points out new phenomenons compared to the alkanes case.The overall work proves that devices made from magnetic tunnel junctions with self-assembled monolayers work at room temperature. It is then possible to consider switchable molecules to build multifunctional molecular spintronics devices.

Dans un contexte mondial d’accroissement de la demande en travaux souterrains en sites urbains, l’ingénieur doit disposer d’outils et de méthodes performants pour concevoir des ouvrages sûrs, à risques évalués et maîtrisés. La prévision des tassements provoqués par le creusement de tunnels en site urbain repose largement sur des méthodes empiriques. Dans ce mémoire, on propose une méthode de prévision des tassements pour des tunnels creusés par la méthode conventionnelle avec présoutènements. Cette méthode est basée sur des modèles éléments finis tridimensionnels avec CESAR-LCPC. On s’intéresse d’abord aux spécificités des tunnels urbains, et aux limites des différentes méthodes empiriques et numériques. On introduit ensuite une loi de comportement du sol qui combine une élasticité non-linéaire et une isotropie transverse. Le modèle reproduit le profil, notamment la largeur, des cuvettes de tassements empiriques de référence et facilite les études de sensibilité. Le dimensionnement des présoutènements, boulons en fibre de verre et voûte parapluie, est ensuite décrit pour la maîtrise des tassements. La dernière partie est une étude de cas d’une conception par analyse de risques d’un ouvrage représentatif du contexte du Grand Paris Express / In a context of increasing demand for underground works in urban areas worldwide, the engineers must have efficient tools and methods to design safe structures, with assessed and managed risks. The prediction of settlements due to urban tunnelling is mainly made with empirical methods. In this dissertation, we propose a method of settlements prediction for tunnels built using conventional methods (i.e. without TBM), with reinforcements. This method is based on three dimensional finite element models with CESAR-LCPC. In the first place, we present the specificities of urban tunnels, and the limitations of numerical and empirical methods. Then, we introduce a constitutive model for the soil which combines a non-linear elasticity and a cross-anisotropic behaviour. This model reproduces the shape, and especially the width, of the reference empirical settlement troughs and permits easy sensitivity analysis. The design of reinforcements, fibreglass bolts and umbrella arches, is then described for the purpose of reducing the settlements. The last section is a case study of risk analysis design for a tunnel typical for the context of the Grand Paris Express project

Le métro de Paris, exploité par la Régie Autonome des Transports Parisiens (RATP), compte aujourd’hui seize lignes et transporte environ 5 millions de passagers par jour. L’ensemble des infrastructures du métro est essentiellement souterrain et a été construit pour la plupart au début du XXe siècle. Environ 85% des tunnels sont composés d’une voûte en maçonnerie et de piédroits et radier en béton non armé. Certains de ces ouvrages présentent des pathologies de dégradation, notamment des fissures en clé de voûte et des discontinuités dans le contact tunnel-sol encaissant. Lors de travaux dans les tunnels ou à proximité, le comportement de la maçonnerie de la voûte est difficile à appréhender, d’une part parce que les matériaux constitutifs sont rarement étudiés de façon approfondie et d’autre part parce qu’il existe peu de modèles de calcul qui intègrent l’environnement particulier de ces tunnels. La thèse décrit un modèle de comportement permettant de représenter au mieux le comportement des voûtes en maçonnerie de tunnel. Ce modèle a été implanté dans un code de calcul par éléments finis, afin de pouvoir évaluer l’influence de travaux à proximité. Pour cela, un modèle existant dans la littérature a été choisi et adapté : le comportement des voûtes en maçonnerie est représenté par une loi de comportement qui combine une technique d’homogénéisation de la maçonnerie et une loi d’endommagement isotrope décrivant l’évolution des propriétés mécaniques des matériaux constitutifs, ce qui permet de reproduire de façon implicite le comportement non linéaire orthotrope de la voûte ; le comportement des piédroits et du radier est représenté par une loi d’endommagement isotrope. Le modèle proposé, implanté dans le code de calcul CESAR-LCPC, permet de reproduire le mécanisme de ruine d’un tunnel par la formation de rotules. Parallèlement au travail de modélisation, la thèse présente une campagne d’essais de laboratoire qui caractérise les matériaux constitutifs de la voûte et des piédroits et du radier, et qui donne la valeur des paramètres du modèle. Ces essais ont été réalisés sur des éprouvettes issues de carottes prélevées in situ. Enfin, le modèle numérique, alimenté par les caractéristiques mécaniques issues des essais en laboratoire, est utilisé pour simuler la réponse d’un tunnel en maçonnerie à des chargements appliqués à proximité. Cette modélisation a été conduite sur deux cas d’étude concernant le réseau du métro parisien / The Paris subway system, operated by the Régie Autonome des Transports Parisiens (RATP), has sixteen lines and carries about 5 million passengers daily. The infrastructure is mostly underground and was built predominantly in the early twentieth century. About 85% of the tunnels are built with a masonry vault and unreinforced concrete sidewalls and slab. Some of these structures show degradation pathologies, notably cracks at the crown of the tunnel and discontinuities at the tunnel – soil interface. When civil engineering works are carried out in the tunnels or nearby, the behavior of the masonry vault is difficult to predict, firstly because the constitutive materials of the tunnel are rarely thoroughly studied and secondly because there are few models that incorporate the particular behavior of these tunnels. The thesis describes a model that represents the behavior of the masonry tunnel vaults. This model was implemented in a finite element code in order to assess the influence of nearby engineering works. In the selected approach, an existing model was selected from the literature and adapted to our study: the behavior of the masonry vault is represented by the selected model that combines a homogenization technique for the masonry and an isotropic damage law describing the evolution of the mechanical properties of each component, thus reproducing implicitly the nonlinear orthotropic behavior of the vault; the behavior of the sidewalls and slab is represented by an isotropic damage law. The proposed model, implemented in the computer code CESAR-LCPC, reproduces the failure mechanism of a tunnel by the formation of hinges. Alongside the modeling work, a laboratory test campaign was undertaken to characterize the materials of the vault, sidewalls and slab, and to estimate the model parameters. These tests were carried out on specimens taken from cores extracted in situ. Finally, the numerical model, along with the characteristics obtained from laboratory testing, is used to simulate the response of a masonry tunnel subjected to loads applied nearby in two case studies on the Paris subway system

Ce travail de thèse porte sur l'étude et la réalisation de Lasers à Emission par la Surface à Cavité Verticale pompés électriquement (EP-VCSELs) à base d'antimoniures émettant dans le moyen-infrarouge au-delà de 2 µm. Ces VCSELs proposent des caractéristiques intéressantes pour la détection de gaz tel qu'une émission monomode et une large accordabilité sans saut de mode. L'objectif de ce travail était de développer de tels composants. La première partie de ce mémoire présente les propriétés des couches qui seront empilés pour former la structure VCSEL. La seconde partie traite des différentes conditions pour obtenir une source laser monomode. La troisième partie présente les procédés de fabrication qui ont étés mis en place. Notamment de la sous-gravure sélective de la Jonction Tunnel (JT), qui est une technique de confinement originale dans le système GaSb. Celle-ci permet de réduire le diamètre de la JT jusqu'à 6 µm, ce qui est la condition pour obtenir une émission monomode.La dernière partie de ce manuscrit présente les caractérisations menées sur les structures monolithiques à JT sous-gravées. La sous-gravure sélective nous a ainsi permis d'obtenir le premier EP-VCSEL monolithique monomode. Ce composant fonctionne au-delà de la température ambiante et en régime continu. Avec des courants de seuils aussi bas que 1,9 mA et un fonctionnement jusqu'à 70°C. Le développement des structures monolithique à zone active (ZA) en cascade a également permis d'augmenter les puissances optiques en sortie de ces composants. Celles-ci sont passées de 300 µW @ 20°C à 950 µW pour la première structure citée classique et la structure à ZA en cascades respectivement. / This thesis deals with study and conception of GaSb-based electrically pumped Vertical Cavity Surface Emitting Lasers (EP-VCSELs) emitting in the mid-infrared range above 2 µm. This VCSELs exhibits suitable characteristics for gas analysis like single-mode emission and a large current tunability without mode-hopping. The objective of this work was to develop such devices. The first part of this work is about properties of the epitaxial stack layers used to form the VCSEL structure. The second parts deal with characteristics and the confinement system to design a single mode cavity. The third part presents manufacturing process which has been set up, like Tunnel Junction (TJ) under-etching, which is an innovate approach on the GaSb system. It allows reducing TJ diameter down to 6 µm, which is a necessary point to demonstrate single-mode operation.The final part of this manuscript presents the characterisations purchased on the under-etched TJ monolithic-VCSELs. Selective under-etching of the TJ allowed the first demonstration of the first single-mode monolithic EP-VCSEL. This device emits around 2.3 µm in continuous regime above room temperature. This device exhibits threshold currents as low as 1.9 mA and operate up to 70°C. The development of bipolar cascaded VCSELs has also allowed increasing the optical power on large diameter multimode, with a maximum output power of 300 µW and 950 µW@20°C for the classic and the bipolar cascaded VCSEL respectively.