La technologie Flash représente aujourd’hui la mémoire non-volatile de référence dans plusieurs applications électroniques. Néanmoins, le « scaling » des cellules Flash conventionnelles fait aujourd’hui face à plusieurs limitations et un effort d’optimisation accru est nécessaire pour atteindre de meilleures performances, notamment en terme de fiabilité (rétention de données et tenue en endurance). La rétention de l’information stockée a ainsi fait l’objet de nombreuses études dans la littérature, aboutissant à une bonne compréhension et une modélisation précise des phénomènes de Stress Induced Leakage Current (SILC). En revanche, une description précise et microscopique des mécanismes de dégradation de cellules Flash en cours d’endurance Programmation/Effacement (P/E) reste manquante. Notamment dans le cas des technologies Flash de type NOR, dont la nature 2D des mécanismes de dégradation complexifie l’analyse, la compréhension et la modélisation de la perte de performances en cours d’endurance.Cette thèse se propose d’investiguer le vieillissement en endurance de la technologie embarquée NOR Flash 40nm produite à STMicroelectronics. Grâce à un ensemble de caractérisations électriques et de simulations TCAD spécifiquement développées, la thèse fourni une compréhension physique des différents mécanismes de vieillissement impliqués durant l’endurance. En particulier, les rôles respectifs des opérations de Programmation (par porteurs chauds) et d’Effacement (par injection Fowler-Nordheim) sont soulignés et leur impact sur les caractéristiques des cellules mémoires établis. Enfin, grâce à la description microscopique et exhaustive précédemment établie, un modèle physique reproduisant la dégradation de la cellule pendant l’endurance est proposé. L’application de ce modèle permet de définir des conditions de programmation optimales conduisant en une amélioration de la durée de vie des cellules NOR Flash considérées. / Flash technology still represents the preferred storage memory in many portable consumers and computer applications. However, the conventional Flash cell is now facing technological barriers and needs to be optimized pushing its working condition to the intrinsic physical limit. Such an optimization has to be done mainly focusing on reliability concerns, i.e. data retention and endurance, since representing the main limiting factors of technology down-scaling. For this reason, several works dealt with data retention concerns analyzing, characterizing and modeling the Stress Induced Leakage Current (SILC) with the final aim of limiting or control such an issue. However, there is no work which accurately explored the overall cell evolution during Program/Erase (P/E) cycling from a microscopic physical standpoint, especially in NOR technology, whose intrinsic 2D degradation nature makes complex the modeling and the analysis of the combined aging mechanisms.In this thesis, an in-depth investigation of P/E degradation mechanisms in 40nm NOR Flash technology issued from STMicroelectronics is conducted. With the help of advanced electrical characterization and proper TCAD simulation, this thesis provides an accurate understanding, evaluation and modeling of the different aging mechanisms involved during P/E cycling. In particular, the respective roles of Hot Carrier Degradation (HCD) and Fowler-Nordheim Stress (FNS) are pointed out, and their impact on memory cell characteristic drifts and on memory lifetime is assessed. The main challenge is to build a physically-based model which reproduces the Flash cell wear out during P/E cycling. This enables to push the memory lifetime towards its maximum intrinsic performance, as for example by correctly managing the P/E electrical operations. In addition, such an approach allows to assess the limiting physical mechanism factors for memory cell degradation and consequently to take action for some specific process step optimizations.

Cette présente thèse a permis d'acquérir un corpus de données importantes qui valident un nouveau modèle animal d'étude du déclin cognitif lié à l'âge, le marmouset commun (Callithrix jacchus). Un ensemble de tâches comportementales ont été effectuées par nos animaux sur écran tactile dans un contexte semi-naturel. Les résultats permettent de comprendre et caractériser les divers déficits présents chez les sujets âgés et de découvrir, via une méthode d'analyse algorithmique, les périodes d'âge clés où ceux-ci apparaissent. La présence de déficits précoces souligne l'intérêt du modèle dans l'optique des pathologies dégénératives du cerveau. De plus, les analyses des données morphométriques obtenues par IRM structurale ont révélé certaines anomalies anatomiques pouvant apparaitre chez les individus âgés. Également, l'analyse des enregistrements audio que nous avons obtenus pendant les sessions comportementales a montré l'existence d'une influence de l'environnement sonore et particulièrement de certaines vocalisations sur les performances cognitives. Ce résultat souligne l'importance de mener les expérimentations dans un contexte semi-naturel tel que le nôtre. Il met également l'accent sur l'importance de mener ce genre d'approche et de l'adapter pour une meilleure compréhension du rôle du vieillissement dans la cognition sociale. L'ensemble de notre travail permet ainsi paver le chemin à de nouvelles voies de recherche fondamentale et clinique intéressantes et prometteuses. / This thesis allowed the acquisition of a corpus of important data validating a new animal model for the study of cognitive decline related to age, the common marmoset (Callithrix jacchus). A set of behavioral tasks were performed by our animals on touchscreen in a semi-natural context. The results enabled us to understand and characterize the various deficits present in elderly subjects and to discover, through an algorithmic analysis method, the key periods in which they appear. The presence of early deficits underlines the interest of the model considering degenerative brain pathologies. In addition, the analysis of the morphometric data obtained by structural MRI revealed some anatomical abnormalities that may appear in the elderly. Likewise, the analysis of the audio recordings that we obtained during the behavioral sessions showed an influence of the sound environment and particularly of some vocalizations on cognitive performances. This result highlights the importance of conducting experiments in a semi-natural context as ours. It also emphasizes the importance of conducting this kind of approach and adapting it for a better understanding of the role of aging in social cognition. Thus, all of our work paves the way for a new interesting and promising issues for fundamental and clinical research.

Le Feeling-of-Knowing (FOK) traduit l'expérience subjective de posséder une information en mémoire alors que l'on ne peut pas y accéder actuellement. Le jugement de FOK est une fonction métamnésique permettant d'évaluer l'état de sa mémoire lors de la récupération. Les capacités d'évaluation mnésique sont centrales pour guider la régulation du fonctionnement mnésique. L'objectif de ce travail était d'étudier les mécanismes à la base de la précision des jugements de FOK en mémoire épisodique. Trois expériences ont été menées afin d'examiner les effets de l'âge et de la division de l'attention lors des phases d'encodage, de rappel et de jugements de FOK sur la précision du FOK. Nos résultats révèlent que l'évaluation mnésique est coûteuse en ressources attentionnelles et suggèrent que les différences liées à l'âge sur la précision du FOK seraient dues à une réduction des ressources attentionnelles avec l'âge. La qualité de l'encodage et de l'évaluation mnsésique contribueraient au FOK / Feeling-of-knowing (FOK) represents the subjective experience that information is available in memory while this information cannot be currently accessed. The FOK judgement is a metamemory function that allows monitoring one's memory state in the course of retrieval. The ability to monitor stored information in memory is central to guide the regulation of memory functionning. The aim of this work was to study mechanisms underlying the accuracy of FOK judgements about information stored in episodic memory. Three experiments were conducted in order to examine effects of both aging and divided attention in each phase of an episodic FOK task on metamemory processes. Our findings indicated that monitoring required attentional resources, and supported the idea taht the age-related decline in episodic FOK accuracy was depending on attentional resources limitation associated with aging. The quality of memory encoding and the quality of memory monitoring eem essential to predict accurate FOK

Comme l'indiquent les divergences observées dans la littérature, la question de l'existence d'une modification du contrôle proprioceptif du mouvement au cours du vieillissement physiologique de l'adulte fait encore débat. Pour mieux comprendre ces divergences, trois études ont été réalisées afin de tester les effets de contraintes d'origines musculaire, attentionnelle et temporelle sur le contrôle proprioceptif du mouvement. La tâche commune à ces trois études était une tâche d'estimation active directe controlatérale de la position de la cheville. Les effets de contraintes musculaire, cognitive et temporelle sur les performances de contrôle proprioceptif ont été respectivement testés dans les conditions de fatigue et non fatigue, de simple et double tâche, et de vitesses libre et rapide. Pour évaluer la performance de contrôle proprioceptif, les erreurs totale, variable et constante ainsi que des variables temporelles et cinématiques ont été analysées. Chez les participants jeunes, les résultats de la première étude ont montré que la fatigue musculaire altère la performance d'estimation de position lorsque la cheville de référence est maintenue activement en position mais pas lorsqu'elle est maintenue passivement. Afin d’éviter de confondre un effet de la fatigue musculaire éventuellement induite par la répétition de la tâche d'estimation de position, les deuxième et troisième études ont été réalisées avec la référence maintenue passivement en position. Les résultats de ces deux études ont montré qu'en l'absence de contraintes cognitive et temporelle, la performance de positionnement final dans la tâche proprioceptive est comparable entre les adultes jeunes et âgés. Cependant, la stratégie utilisée pour atteindre cette position est différente selon l'âge. Les résultats ont également montré que l'adjonction d'une contrainte cognitive ou temporelle produit une dégradation de la performance de contrôle proprioceptif des adultes âgés par rapport aux adultes jeunes. Dans l’ensemble, ces résultats montrent que la capacité des adultes âgés à résoudre les problèmes posés par les contraintes environnementales est inférieure à celle des adultes jeunes et mettent en évidence la modification de contrôle proprioceptif du mouvement qui s'opère au cours du vieillissement physiologique. / As outlined by strong and unexplained discrepancies in the literature, whether proprioceptive control of movement is altered in physiological adult ageing is still under debate. In an attempt to unify these previous results, the three studies of the present thesis proposed to test the effects of muscle, attentional and temporal stresses on the proprioceptive control of movement, respectively. The common task of these three studies was an ankle contralateral concurrent matching task. To test the effects of muscle, cognitive and temporal stresses on the proprioceptive control performance of older and young adults, participants performed the matching task in fatigue and no-fatigue, single and dual task, and self-paced and fast speed conditions, respectively. To assess participants' proprioceptive performance, error, temporal and kinematic variables were analysed. The results of the first study showed that performance in the matching task was altered by muscle fatigue only when the reference was actively maintained. To avoid confounding fatigue effects with other effects, the second and third studies assessed the matching task with a reference passively maintained. The results of these studies first showed that end-point performance in the matching task was similar in young and older adults in the absence of cognitive and temporal stress. However, the strategies the participants used to reach the end-point position were different in young and older adults. Second, the addition of a cognitive or temporal stress degraded the proprioceptive control performance in older adults as compared to the young ones. Taken together, these results emphasize a decreased resilience to stressors in older adults as compared to young ones and highlight the age-related alteration in proprioceptive control of movement.

L'objectif de cette thèse est de questionner les expériences individuelles du vieillissement dans un contexte de structuration d'une politique de prévention. Il s'agit tout d'abord de questionner le sens de l'élaboration d'une politique de prévention de la dépendance en vue de « bien vieillir » et de mettre à jour la production sociale d'un discours sur les parcours du vieillir. Une lecture foucaldienne, en termes de gouvernement des corps, fait apparaitre la prévention dans le vieillissement comme une tentative de définition des pratiques et des modes de vie de la vieillesse, par une sécurisation et une normalisation des parcours individuels de vieillissement. La recherche restitue alors la diversité des acteurs qui concourt à la constitution de carrières institutionnelles autour de la dépendance – la prévention venant en amont : des acteurs politiques tout d'abord, qui ont participé à la mise sur l'agenda gouvernemental d'une nouvelle forme de problématisation de la vieillesse, en s'appuyant sur des recherches scientifiques sur le « vieillissement réussi », élaborées par des gériatres et des psychologues à la fin des années 90. La politique de prévention implique également des acteurs traditionnels des politiques de la vieillesse et du vieillissement : les caisses de retraite du régime général et les caisses de retraite complémentaire, par leurs fonds d'action sociale, mettent en œuvre des programmes d'action orientés vers les plus « fragiles » des retraités et participent à la construction du champ de la prévention de la dépendance. La thèse, qui repose sur une mise en confrontation du discours des personnes âgées et du discours de la prévention, montre l'écart qui existe entre celles et ceux qui vivent la vieillesse et ceux qui la traitent et tentent de la prendre en charge, et remet en cause les périodisations de la vie que les politiques publiques contribuent à construire. Une sociologie des parcours de vie pointe le fait que l'expérience du vieillissement et le rapport à la prévention sont dépendants de l'inscription dans des classes sociales particulières. L'ancrage social est apparu comme fortement discriminant des pratiques quotidiennes, des modes de vie, des capacités et des compétences mobilisées et mobilisables, tout autant que des perceptions des parcours de vie et des trajectoires de vieillissement. Le vieillissement apparait alors dans cette étude comme un temps de maturation, lors duquel les individus relisent leur passé, à la faveur des événements centraux de leur parcours de vie et de l'idée qu'ils se font de leur futur. / The objective of this thesis is to question the individual experiences of aging in the context of structuring a prevention policy. This is first of all to question the direction of policy development for the prevention of dependence in order to "aging well" and to update the social production of a speech on the route of the old. A reading Foucault in terms of government bodies, brings up prevention in aging as an attempt to define practices and lifestyles of old age, a security and standardization of individual pathways of aging. The search then returns the diversity of actors contributing to the creation of institutional careers around dependence - prevention from upstream: the political actors first, who participated in setting the agenda for a new government problematization form of old age, based on scientific research on the "successful aging", developed by geriatricians and psychologists in the late 90s. Prevention policy also involves traditional actors of old age policies and aging: the cases of the state pension and supplementary pension funds, through their social action fund, implement actions for “frailty" retired and participate in the construction of the field of prevention of dependence. The thesis, based on a formal comparison of the speech of the elderly and speech of prevention, shows the gap between those who are aging and those who treat it and try to take in charge, and questions the periodization of life that public policies build. A sociology of life course points to the fact that the experience of aging and to prevention are dependent on position on special social classes. The social roots appeared to be highly discriminating concerning daily practices, lifestyles, abilities and skills mobilized, as well as perceptions of life course trajectories and aging. Aging then appears in this study as a time of maturation, during which individuals proofread their past, thanks to the central events of their life course and their perception of their future.

La régénération de la nageoire caudale et de la peau chez le poisson zèbre impliquent la formation d’un tissu de remplacement, structurellement et fonctionnellement identique à celui précédant la lésion. Ces mécanismes nécessitent la mise en place et la prolifération de cellules progénitrices, capables de reformer lors d’une phase de « patterning » les tissus lésés.Au cours de ma thèse j’ai étudié les évènements prolifératifs qui permettent cette néo-formation des tissus. Dans le cas de la nageoire, mes travaux ont conduit à la mise en évidence d’un mécanisme commun entre régénération et développement de croissance saltatoire des segments osseux. Ils expliquent en partie le retour à la forme bilobée observée lors de la repousse. De la même façon, dans le cas de la peau, l’avènement de la prolifération dans le derme et dans l’épiderme précède la mise en place des signaux, communs au développement, requis pour la distribution et la formation des écailles.De plus, j’ai effectué une caractérisation précise de l’ensemble du processus cicatriciel chez le poisson zèbre, conduisant à la formation d’une peau intégralement régénérée. Au cours de la cicatrisation, la fermeture de la blessure est complétée rapidement en quelques heures par migration épidermique. Une fois la zone lésée fermée, un mécanisme de morphogénèse de la peau est réactivé chez l’adulte. La prolifération cellulaire est présente simultanément dans le derme et l’épiderme. Elle n’est déclenchée qu’après la mise en place de l’assise basale de l’épiderme. Dans celui-ci, elle affecte d’une part des cellules éparses au sein de la couche basale et d’autre part la majorité des cellules de la couche intermédiaire. Ces derniers travaux suggèrent que chez les téléostéens, les cellules souches épidermiques sont localisées dans la couche basale, alors que la prolifération des cellules transientes a lieu dans la couche intermédiaire. D’autre part, ils mettent en évidence un processus commun de cicatrisation rapide en milieu liquide impliquant une fermeture de la blessure par néo-épithélialisation, semblable au cas de la cornée et de la muqueuse orale chez les mammifères. / Caudal fin and skin regeneration in zebrafish both require new tissues formation, structurally and functionally identical to the former ones. They imply the formation and especially the proliferation of progenitor cells, and then during a patterning phase, they differentiate into a well-organized structure.During my PhD, I have studied in zebrafish model the proliferative events that conduct to the neoformation of caudal fin in one hand and the proliferative events implicated in the cutaneous wound healing in the other hand.The first part of this work supports the evidences of a common saltatory growth mechanism in both regeneration and development of caudal fin bony rays, and that the bi-lobed shape restoration of the fin could be a consequence of this bony segment salutary growth.During skin wound healing, proliferation is necessary in order to allow dermis and epidermis neo-morphogenesis and these events are over before the scale formation is initiated. In the second part of this study I characterized the entire skin wound healing process in the zebrafish model, from the wound closure to a fully regenerated skin including appendages. According to my results, the wound closure is a very fast event completed only in a few hours and it occurs only by epidermal cells migration. Cellular proliferation was detected after complete wound closure and once the epidermal basal layer differentiation is achieved. Cell proliferation appears to be restricted to a few basal cells whereas the major proliferation is detected in the intermediates layers of the epidermis.Taken together, these results suggest that in teleosteans, the epidermal stem cells and transient cells might be respectively located in the basal and intermediate layers. Moreover, there might be a common process due to aquatic environment, leading to a fast wound closure by re-epithelialization, between teleost skin and mammal’s cornea as well as oral mucosa.

La compréhension des phénomènes de vieillissement dans les élastomères réticulés chargés par des particules inorganiques est primordiale pour proposer un critère de fin de vie aux câbles électriques en usage au sein des centrales nucléaires. En effet, la gaine isolante de ces câbles met en jeu une matrice élastomère formulée par différents adjuvants et charges. Une quantité importante de particules inorganiques, du tri-hydrate d’aluminium (ATH), est usuellement introduite au sein de la matrice afin de lui conférer des propriétés anti-feu satisfaisantes. Les particules utilisées sont de taille micrométrique et du fait de la faible surface de contact polymère / charge intrinsèque aux microcomposites, l’ajout d’ATH est supposé n’impliquer aucune modification des mécanismes de vieillissement de la matrice. Or, des travaux récents ont mis en évidence un comportement au vieillissement thermique différent entre une matrice d’EPDM (élastomère à base d’unités éthylène, propylène et diène) chargée par des particules d’ATH micrométriques et la même matrice, sans ATH.L’objectif de cette thèse est de renseigner plus en détail l’effet du vieillissement thermo- et radio-oxydatif sur une matrice d’EPDM chargée par des particules d’ATH et de mieux comprendre les modifications observées. L’influence de paramètres physico-chimiques importants (taux de charges, fonctionnalisation de la surface des charges) sur le comportement en vieillissement sera en particulier abordée. Nous nous sommes, plus précisément, attachés à décrire l’évolution du réseau à l’échelle macromoléculaire, en déterminant les différentes populations du réseau (chaînes élastiquement actives, chaînes pendantes et extractibles) ainsi que la distribution de la densité de réticulation. Ces données ont été obtenues par le biais de la RMN (Résonance Magnétique Nucléaire) du solide.Les résultats de ces expériences montrent une diminution importante de la période d’induction au vieillissement thermo-oxydatif des matrices d’EPDM lors de l’ajout de particules d’ATH dans le réseau. Cet effet dépend fortement de la quantité de charges ATH introduites et de la fonctionnalisation ou non de leur surface. Lors du vieillissement radio-oxydatif, en revanche, aucune modification des cinétiques de vieillissement n’est observée. La confrontation des données issues des deux types de vieillissement suggère une modification des mécanismes d’amorçage de l’oxydation, dans les réseaux d’EPDM, lorsque ces derniers sont chargés par des particules d’ATH. Le rôle des interfaces charge / matrice semble donc déterminant dans ces modifications / A deep understanding of the ageing behaviour within cross-linked elastomers filled by inorganic particles is a key feature to propose a criterion for the end of life of electric cables in nuclear power plants. Indeed, materials used for wire insulation are usually composed of rubbers designed with several adjuvants and fillers. A significant amount of inorganic particles, such as aluminium trihydrate (ATH), is usually incorporated with the polymer matrix in order to achieve satisfactory fire-retardant properties. The ATH particles used are characterized by a micrometric-size and due to the weak polymer / filler contact area involved in such composites, the ageing mechanisms of the polymer matrix are expected to be essentially unchanged compared to the ones involved in the unfilled matrix. However, recent studies pointed out some differences in the thermal-ageing mechanisms between a cross-linked EPDM rubber (elastomer based on ethylene, propylene and diene units) filled by micrometric ATH (aluminium trihydrate) particles and the corresponding unfilled cross-linked EPDM.In that respect, this work aims at investigating the extent of generality of the above-mentioned filler effect on both thermo- and radio-oxidative ageing behaviour of an EPDM matrix filled by ATH particles. In particular, the influence of both filler content and filler surface functionalization is investigated. A special attention was paid to the evolution of the network at the macromolecular scale by determining the fraction of the various network components (elastically active chains, dangling chains and extractibles) as well as the cross-link density distribution. Such information have been derived using solid-state NMR (Nuclear Magnetic Resonance).The results obtained evidence a significant decrease of the thermal-ageing induction period for the EPDM network filled by ATH particles. This effect display a strong dependence with the amount and the surface functionalization of the ATH particles. However, no modifications of the oxidation kinetics may be observed under radio-chemical ageing. The comparison between the results suggests a possible modification of the oxidation initiation mechanisms within EPDM networks filled by ATH particles. Therefore, interfacial areas should play a great role in the observed modifications

L'intérêt industriel des composites alumine-zircone ZTA (Zirconia Toughened Alumina) a déjà été largement démontré dans la littérature, notamment pour les applications biomédicales telles que les prothèses orthopédiques. La combinaison du renforcement par transformation de phase de la zircone et de la stabilité de la matrice d'alumine permet de dépasser les propriétés mécaniques des composés monolithiques. La dépendance des propriétés mécaniques vis-à-vis des conditions d'élaboration rend toutefois la production industrielle de tels composites très complexe. Le premier objectif de cette thèse CIFRE, en collaboration avec la société Nanoe et le laboratoire SPMS, est la production de composites alumine-zircone contenant de 2.5 à 50%m de zircone pour ensuite pouvoir les caractériser systématiquement en termes de propriétés microstructurales, structurales et mécaniques, notamment en se concentrant sur les aspects de stabilité de la phase tétragonale de la zircone. La méthode de production industrielle mise au point permet d'obtenir des composites denses à plus de 99% et présentant des microstructures fines et homogènes. Les tailles de grains des deux matériaux dans le composite sont dépendantes de sa composition en zircone mais indépendantes du taux de stabilisant dans la zircone. La comparaison des propriétés microstructurales aux résultats structuraux et mécaniques nous a permis de mettre en évidence plusieurs phénomènes. Hormis la variation de taille de grain et de macro-contraintes due à la différence de coefficients de dilatation thermique, l'alumine est relativement insensible à l'effet du composite. Le contrôle de la stabilité de la phase tétragonale dans les composites nécessite la prise en compte de multiples phénomènes à différentes échelles. À l'échelle de la maille, le premier effet bien connu est celui du dopage par l'oxyde d'yttrium qui stabilise la phase tétragonale. Nous avons mis un autre effet en évidence : les macro-tensions appliquées par la matrice d'alumine déstabilisent la maille tétragonale. Pourtant la rétention de la phase tétragonale de la zircone pure dans la matrice d'alumine est rendue possible par l'effet d'inhibiteur de croissance et la rigidité de l'alumine. La matrice d'alumine stabilise donc la phase tétragonale à l'échelle du grain. Cette observation nous a notamment permis de déterminer la taille critique de transformation spontanée de la zircone pure dans les composites alumine-zircone qui est comprise entre 250 et 310nm. De la même manière, l'absence de vieillissement pour les composites contenant moins de 40%m de zircone nous indique que la taille critique de vieillissement de la zircone dopée à 3%mol d'oxyde d'yttrium est comprise entre 310 et 360nm dans le composite. Il faut donc maîtriser chacun de ses effets pour obtenir à la fois le renforcement par transformation le plus efficace et la meilleure résistance au vieillissement. D'après notre étude, cet optimum se situe entre 1 et 2%mol d'oxyde d'yttrium pour des ZTA présentant une taille de grain de zircone inférieure à 300nm. / Industrial interest of alumina-zirconia composites (ZTA Zirconia Toughened Alumina) is very well-known, especially for biomedical applications as orthopedics prosthesis. Combining the toughening by phase transformation of zirconia and the stability of the alumina matrix allows to reach better mechanical properties than the monolithic compounds. The dependence between mechanical properties and elaboration process makes the industrial production pretty complex. The first aim of this work in collaboration between Nanoe Company and the SPMS laboratory is the achievement of the production of ZTA with 2.5 to 50wt%. The second aim is the systematical study of microstructural, structural and mechanical properties of ZTA by focusing on the key parameters for the stability of the tetragonal phase. The developed industrial process leads to ZTA with densities above 99% and with very fine and well-dispersed microstructures. Both grain size materials depend on the composition in zirconia but did not depend on the yttria content in zirconia. Thanks to the comparison between microstructural, structural and mechanical properties, we identified several phenomenons. Excepting the variation of grain size and macrostrains due to the difference between coefficient of thermal expansion of alumina and zirconia, the alumina is more or less unaffected by the composite effect. Several phenomenons at different scale have an influence on the stability of tetragonal zirconia. At the lattice scale, the stabilizing effect of yttria is well-known. We identified another effect, the tensile stress applied by the alumina matrix destabilize the tetragonal zirconia. Even though, the retention of the tetragonal phase of unstabilized zirconia is achieved thanks to the inhibition of grain growth and the rigidity of the alumina matrix. The alumina matrix stabilizes the tetragonal zirconia at the grain scale. This observation allows us to determine that the critical grain size for spontaneous transformation for unstabilized zirconia ranges between 250 and 310nm. In the same way, the resistance of ZTA until 40wt% to the ageing indicates that the critical grain size for ageing for 3mol% yttria doped zirconia ranges between 310 and 360nm. In order to obtain the more efficient toughening by phase transformation and the better ageing resistance, we need to have an entire control of all these effects. This study concluded that the best compromise between toughening and ageing is achieved for ZTA with zirconia grain size below 300nm and doping between 1 and 2mol% of yttria.

Le vieillissement de la peau et l'exposition cumulative aux UVs au sein d'une vie affecte un certain nombre d'acteurs de la matrice extracellulaire, majoritairement le collagène, l'élastine, les glycanes et les biomolécules qui leurs sont associés (métalloprotéinases et leurs inhibiteurs, hyaluronidases, etc...) qui peuvent être modifiés en terme de concentration, de structure et/ou de répartition. L'organisation hydrique est également perturbée lors de ce phénomène et l'ensemble de ces modifications aboutit à une perte de fonction de la matrice et à l'apparition de manifestations cliniques du vieillissement. L'objectif de ce travail de thèse effectuée en partenariat avec le Centre de Recherche sur la peau (Pierre Fabre Dermo-Cosmétique) est d'analyser les modifications du derme et de l'organisation hydrique au sein de la matrice, avec l'âge et sous l'effet des UVs, de façon à mieux comprendre les altérations de la peau dans ces conditions. Compte tenu des différentes échelles à explorer - de l'Angstrom au micron -, la combinaison d'un ensemble de techniques est nécessaire pour disposer de lois de comportement de dynamique macromoléculaire qui permettent l'interprétation des résultats. Nous avons tout d'abord validé l'utilisation de la spectroscopie infra-rouge (IRTF), de l'analyse calorimétrique diatherme (ACD) et de la technique des courants thermostimulés (CTS) pour analyser des biopsies cutanées humaines. Ces techniques se sont révélées adaptées pour sonder le derme sur une large gamme d'échelle, et pour apporter des informations pertinentes sur les principales macromolécules du derme et sur son organisation hydrique. Nous avons ensuite suivi l'évolution des réponses thermiques, diélectriques et vibrationnelles du derme au cours du vieillissement chronologique et du photo-vieillissement via une étude clinique portant sur des sujets de deux groupes d'âge (20-30 ans et supérieur à 60 ans). Ce travail a permis d'extraire des marqueurs du vieillissement intrinsèque et extrinsèque. L'évolution de ces réponses a aussi été suivie dans une étude ex vivo portant sur les effets de l'exposition du derme aux UVs, afin de contribuer à la compréhension des différents mécanismes mis en jeu lors du vieillissement chronologique et du photo-vieillissement. / Skin aging and cumulative exposure to UVs within a lifetime affects a number of actors in the extracellular matrix such as collagen, elastin, glycans and associated biomolecules (metalloproteinases and their inhibitors, hyaluronidases, etc). The concentration, structure and / or distribution, and the hydric organization are modified by this phenomenon. All these modifications result in a loss of function of the matrix and the clinical manifestations of aging. The aim of this thesis, carried out in collaboration with the Skin Research Center of Pierre Fabre Dermo-Cosmétique, is to analyze the changes in the dermis and the hydric organization within the matrix with age and under the effect of UVs to help the knowledge of skin alteration under these conditions. Given the different scales to be explored - from Angstrom to the micron - a combination of different techniques is necessary to reach the macromolecular dynamics via behavior laws. Firstly, we validated the use of infrared spectroscopy (FTIR), differential scanning calorimetry (DSC) and thermostimulated Currents (TSC) techniques to analyze human cutaneous biopsies. These techniques were proven to be suitable to scan the dermis over a wide range of scales and to provide relevant information on the main macromolecules of the dermis and the different water structures. Then we studied the evolution of thermal, dielectric and vibrational signatures of the dermis during chronological aging and photo-aging via a clinical study involving subjects from two age groups (20-30 years and over 60 years). Markers of intrinsic and extrinsic aging have been extracted from this work. The evolution of these signatures was also studied in an ex vivo study on the effects of UV exposure of dermis, leading to a better understanding of the different mechanisms involved in chronological aging and photo-aging.

Les culasses de moteur diesel PSA sont réalisées en alliages d'aluminium de fonderie durcis par précipitation. La culasse atteint une température stable lors de l'utilisation du véhicule mais la succession de démarrages et d'arrêts engendre un phénomène de fatigue thermique au niveau du pontet inter-soupapes. L'exposition à des températures élevées modifie la microstructure de précipitation provoquant une diminution des propriétés mécaniques et donc un vieillissement de l'alliage. Il est donc nécessaire de prendre en compte le vieillissement thermique dans le dimensionnement. Pour y parvenir, nous avons d'abord analysé la microstructure de précipitation (nature des phases précipitées, morphologie et taille) en Microscopie Electronique en Transmission (MET) et le comportement cyclique viscoplastique pour différents vieillissement isothermes. Des essais thermomécaniques anisothermes, simulant le chargement en service, ont été réalisés afin d'analyser les relations entre la déformation plastique et la précipitation. Les paramètres géométriques de la précipitation ont été déterminés en MET pour différents nombres de cales thermomécaniques et ont été comparés à ceux de la précipitation résultant de l'exposition de l'alliage au seul cycle thermique pendant le même nombre de cycles.La microdureté étant un bon indicateur du vieillissement des alliages d'aluminium durcis par précipitation, des modèles d'évolution de microdureté ont été développés afin de simuler sa décroissance dans la structure lors d'un essai représentatif des conditions en service. Ces simulations permettent d'améliorer l'estimation du vieillissement de ces alliages lors de l'utilisation de la culasse. / Cylinder heads of automotive engines are produced by casting of precipitation strengthened Al-Si alloys.The cylinder head quickly reaches a steady state temperature but the succession of starts and stops generates thermomechanical fatigue in the area between the valve seats. At service temperature, the precipitation microstructures evolve from their state after precipitation hardening heat treatment to an aged state, which results in the reduction of their mechanical properties. The increase of thermomechanical stresses in new engines requires taking thermal aging into account for sizing. To that end, the precipitation microstructures (precipitates crystal structures, composition, morphology, and distribution) have been analyzed by Transmission Electron Microscopy (TEM) for various aging conditions and the corresponding cyclic least-viscoplastic behavior has been determined. The effect of plastic deformation on the kinetics of precipitate growth has been studied throughout loadings representative of engine operation. The morphological characteristics of the precipitation microstructure resulting from the thermomechanical aging were determined by TEM for different numbers of cycles and compared with those resulting from the mere thermal aging in order to assess the effect of plastic deformation on the kinetics of precipitate growth. As micro hardness is a good indicator of the aging of precipitation strengthened aluminium alloys, micro hardness evolution models have been developed to calculate its decrease in the cylinder head during a test simulating in service conditions. The simulations give us a better understanding of the in-service aging of these alloys.