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Conventional memory scaling limit is about to be reached. Indeed, the dimensions of memory based on transistors will stop decreasing in the coming years. To continue to reduce the size of electronic circuits while improving performance, manufacturers must now use new approaches that have led to a paradigm shift in the microelectronics industry. One such approach is monolithic 3D integration, which involves increasing the device’s surface density by stacking them along the vertical axis and/or adding features beyond crystalline silicon into an electronic chip. For example, next-generation memories could be integrated into the metal interconnects portion of a CMOS chip. Several emerging memories are developed to add functionality to the metal interconnects and are integrated as a cross-matrix. However, leakage current problems are almost inherent in large cross matrices and require the addition of an access device, called a selector, in series with each memory point to minimize leakage currents. The aim of this thesis is to design and manufacture a tunnel-based selector compatible with standard industrial manufacturing techniques that could be implemented at the interconnections of a CMOS chip. The tunnel effect current simulation was performed to optimize the theoretical performance of the selector. Selectors based on titanium oxide and tantalum were manufactured and temperature-characterized to understand the dominant conduction mechanisms., La limite de mise à l'échelle des mémoires conventionnelles est sur le point d'être atteinte. En effet, les dimensions des mémoires basées sur les transistors vont cesser de diminuer dans les années à venir. Pour continuer de diminuer la taille des circuits électroniques tout en améliorant les performances, les fabricants doivent maintenant utiliser de nouvelles approches qui ont mené à un changement de paradigme dans l'industrie de la microélectronique. Une de ces approches est l'intégration 3D monolithique qui consiste à augmenter la densité surfacique de dispositif en empilant ceux-ci selon l'axe verticale et/ou en rajoutant des fonctionnalités au-delà du silicium cristallin dans une puce électronique. Par exemple, des mémoires de nouvelle génération pourraient être intégrées dans la partie des interconnexions métalliques d'une puce CMOS. Plusieurs mémoires émergentes sont développées dans le but de rajouter des fonctionnalités dans les interconnexions métalliques et sont intégrées sous forme de matrice croisée. Cependant, des problèmes de courant de fuite sont presque inhérents aux matrices croisées de grande dimension et nécessitent l'ajout de dispositif d'accès, appelé sélecteur, en série avec chaque point mémoire pour minimiser les courants de fuite. Le but de cette thèse est de concevoir et de fabriquer un sélecteur à base d'effet tunnel compatible avec les techniques de fabrications industrielles standard qui pourrait être implanté au niveau des interconnexions d'une puce CMOS. La simulation de courant à base d'effet tunnel a été effectuée afin d'optimiser les performances théoriques du sélecteur. Des sélecteurs à base d'oxyde de titane et de tantale ont été fabriqués et caractérisés en température afin de comprendre les mécanismes de conduction dominants.

In this thesis, we are interested in the propagation of a laser beam through a rubidium hot atomic vapour. Due to the Kerr-like non-linearity of the medium, the light will present, during its evolution in the vapour, a behaviour that can be described by the non-linear Schrödinger equation (or Gross-Pitaevskii equation) which is equivalent to hydrodynamical equations in the transverse plane of propagation. We can then observe various light behaviours identical to the ones we see in the case of matter waves such as for liquids or gas: we talk about quantum fluid of light.To study such phenomena, calibration of our medium non-linearity is necessary. Non-linear properties of hot atomic vapours being on various parameters experimentally accessible such as atomic density, laser intensity or detuning, it allows us true flexibility. Following these calibrations, the study of 2D dispersive shockwaves starts. Helped by a numerical study, we show the existence of additional phenomena such as non-locality, absorption or saturation of the non-linearity, missing effects in the initial theoretical model. A quantitative study is then carried out on these different phenomena showing surprisingly high values of non-locality (until 100 µm) and, counter-intuitively, the positive impact of the dissipation on our system.Finally, in a second project, the study of vortex behavior is done from their creation via dark soliton decay to their interactions and annihilations. An adapted imaging system allows us to make an in situ and real-time observation of the wave front (intensity and phase) at the end of the propagation, giving us access to information such as the density and velocity of our fluid of light. Work is also done on initial conditions allowing us to accelerate the decay process for vortex creation by adding initial velocity to the fluid and even cause collisions by choosing specific orientations of these velocities. Another method we developed (relative phase scan) offers us the possibility to work in much better stability conditions, allowing us to consider our photons in a hydrodynamic regime with a better approximation.; Dans cette thèse, nous nous intéressons à la propagation d'un faisceau laser au travers d'une vapeur chaude de rubidium. En raison de la non-linéarité du milieu de type Kerr la lumière va, au cours de son évolution dans la vapeur, présenter un comportement qui peut être décrit par l'équation non-linéaire de Schrödinger (ou l'équation de Gross-Pitaevskii) dont une équivalence avec des équations hydrodynamiques dans le plan transverse de propagation est possible. Nous pouvons ainsi observer divers comportements de la lumière identiques à ce que l'on voit dans le cas des ondes de matière tels que pour des liquides ou des gaz : on parle alors de fluide quantique de lumière.Pour étudier de tels phénomènes, une calibration de la non-linéarité de notre milieu est nécessaire. Les propriétés non-linéaires des vapeurs atomiques chaudes étant dépendantes de divers paramètres accessibles expérimentalement tels que la densité atomique, l'intensité laser ou le désaccord, elles permettent une vraie flexibilité. À la suite de ces calibrations, l'étude d'ondes de choc dispersives 2D est entamée. Appuyé par une étude numérique, nous mettons en évidence la présence de phénomènes supplémentaires tels que la non-localité, l'absorption ou encore la saturation de la non-linéarité, effets initialement absents du modèle théorique. Une étude quantitative est alors menée sur ces différents phénomènes montrant des valeurs étonnamment importantes de non-localité (jusqu'à 100 µm) ainsi qu'un impact contre-intuitivement positif de la dissipation sur notre système.Enfin, dans un second projet, l'étude du comportement de vortex est menée depuis leur création via la décomposition d'un soliton sombre jusqu'à leurs interactions et annihilations.Grâce à un système d'imagerie adapté, nous sommes capables d'observer in situ et en temps réel le front d'onde (intensité et phase du faisceau) enfin de propagation nous donnant accès à des informations telles que la densité et la vitesse de notre fluide de lumière. Un travail est aussi effectué sur les conditions initiales nous permettant d'accélérer le processus de création des vortex via l'ajout d'une vitesse initiale au fluide et même d'engendrer des collisions en orientant spécifiquement ces vitesses. Une autre méthode mise au point (scan de la phase relative) nous offre quant à elle la possibilité de travailler dans de biens meilleures conditions de stabilité, nous permettant de considérer nos photons dans un régime hydrodynamique avec une meilleure approximation.

Cette étude se fixe un double objectif : (i) évaluer à l’aide d’un modèle néo-classique de croissance proposé par le FMI, l’impact économique et financier du COVID-19 en Haïti ; et (ii) déterminer grâce à un modèle de régression à effets de seuil, de type Threshold Auto Regressive (TAR) inspiré des travaux de Hansen (1999), le seuil optimal de dépenses publiques, susceptible d’engendrer une croissance économique durable dans ce pays, et qui permet en même temps d’atténuer les effets pervers de la pandémie sur la population. Elle utilise les données de séries chronologiques couvrant la période 1980-2019. Ce faisant, elle démontre la possibilité d’accroître les dépenses publiques sans risquer de nuire à la croissance économique. D’une part, nos résultats montrent, qu’en termes d’impact économique, le PIB réel d’Haïti devrait, en raison de la pandémie se contracter de 4 % en 2020, puis s’accroître de 1.2 % en 2021, et s’établir à 1.1 % en 2022. D’autre part, ils révèlent qu’il existe une relation non linéaire entre dépenses publiques et croissance économique. Ils indiquent également que le seuil optimal des dépenses publiques qui maximise la croissance économique dans ce pays s’élève sur la période d’observation à 14.1 % du PIB, contre un niveau effectif de 11.1 % du PIB enregistré sur les quarante dernières années. En clair, ces résultats montrent que l’état haïtien dépense en moyenne, en deçà de son potentiel de croissance, et qu’au-delà du seuil optimal de 14.1 % du PIB, la dépense publique en Haïti a un effet négatif sur la croissance économique. Aussi, afin de promouvoir une croissance économique durable dans ce pays et lutter contre les effets du COVID-19, nos recommandations plaident en faveur d’un accroissement des dépenses publiques d’investissement, en direction des secteurs publics longtemps négligés en Haïti, que sont : l’éducation, la santé, les infrastructures, l’environnement naturel et humain.... Cependant, ces dépenses doivent être impérativement limitées à un niveau qui n’excède pas le seuil optimal préalablement identifié. The main purpose of this paper is twofold (i) to estimate by using a neoclassical model of growth proposed by IMF, the economic and financial impact of COVID-19 in Haïti; (ii) to analyse threshold effects of government size on economic growth in this country, by using Hansen’s Threshold Auto Regressive (TAR), 1999. It uses the time series data over the period 1980-2019. In the first model, the paper finds that on account of the pandemic, the Haïti’s GDP could be reduced of 14.1% in 2020. In the second model, our results provide strong evidence for the existence of a non-linear relationship between government expenditure and economic growth. Based on these results, the paper finds that the optimal level of government expenditure that maximizes economic growth for Haïti is 14.1% of GDP against a staff level of 11.1%. They show that the state spends well below its potential growth. On the other hand, if this threshold is exceeded, the increase of the percentage ratio of state budget expenditure/GDP will have a negative impact on the speed of GDP growth. Thus, our recommendations are in favor of increasing government investment to education, health, infrastructure, environmental sectors … that are neglected up to this day in Haïti. However, these expenditures have to be limited to a level that no excess the optimal size

Soit G un groupe. En considérant une marche aléatoire sur G, on peut définir un espace mesuré, le bord de Poisson-Furstenberg de G, muni d’une action de G. Ce bord, difficile à identifier en général, est un ingrédient dans beaucoup de preuves de théorèmes de superrigidité, dans la lignée des théorèmes de Margulis, via la construction d’applications bord, du bord de Poisson vers un bord définie de manière plus géométrique.Dans ce mémoire, je démontre et analyse l’existence de telles applications dans diverses situations à courbure négative ou nulle (dans un sens métrique) et j’en déduis plusieurs théorèmes à la Margulis. Ainsi avec B. Duchesne et B. Pozzetti nous démontrons un résultat de rigidité pour les représentations maximales de réseaux hyperboliques complexes dans des groupes unitaires de dimension infinie. Avec U. Bader et P-E. Caprace, nous avons utilisé des techniques similaires pour démontrer la non-linéarité de certains groupes d’automorphismes d’immeubles affines. L’étude du bord de Poisson-Furstenberg est fortement reliée à des propriétés dynamiques du groupe. Avec T. Fernos et F. Mathéus nous avons étudié des marches aléatoires sur des groupes agissant sur des complexes cubiques CAT(0) : on démontre en particulier que la marche aléatoire converge presque sûrement vers un point du bord du complexe cubique, et on en déduit des propriétés dynamiques sur le groupe. Je présente également des résultats obtenus (avec Bader et Duchesne) dans un cadre assez général sur les sous-groupes invariants aléatoires.

Soit G un groupe. En considérant une marche aléatoire sur G, on peut définir un espace mesuré, le bord de Poisson-Furstenberg de G, muni d’une action de G. Ce bord, difficile à identifier en général, est un ingrédient dans beaucoup de preuves de théorèmes de superrigidité, dans la lignée des théorèmes de Margulis, via la construction d’applications bord, du bord de Poisson vers un bord définie de manière plus géométrique.Dans ce mémoire, je démontre et analyse l’existence de telles applications dans diverses situations à courbure négative ou nulle (dans un sens métrique) et j’en déduis plusieurs théorèmes à la Margulis. Ainsi avec B. Duchesne et B. Pozzetti nous démontrons un résultat de rigidité pour les représentations maximales de réseaux hyperboliques complexes dans des groupes unitaires de dimension infinie. Avec U. Bader et P-E. Caprace, nous avons utilisé des techniques similaires pour démontrer la non-linéarité de certains groupes d’automorphismes d’immeubles affines. L’étude du bord de Poisson-Furstenberg est fortement reliée à des propriétés dynamiques du groupe. Avec T. Fernos et F. Mathéus nous avons étudié des marches aléatoires sur des groupes agissant sur des complexes cubiques CAT(0) : on démontre en particulier que la marche aléatoire converge presque sûrement vers un point du bord du complexe cubique, et on en déduit des propriétés dynamiques sur le groupe. Je présente également des résultats obtenus (avec Bader et Duchesne) dans un cadre assez général sur les sous-groupes invariants aléatoires.

Cette thèse de doctorat se place dans la continuité de l’effort engagé par l’ONERA sur la compréhensiondes mécanismes de stabilisation des flammes diphasiques dans les moteurs aéronautiques. Ces travauxconcernent plus particulièrement la dynamique de sprays et de flammes perturbés par des ondes acoustiques.Ils étudient le rôle de l’injection de carburant liquide sur la réponse non linéaire de flammes stabilisée à l’avald’un injecteur industriel multipoint à zone centrale pilote. Sur la base de travaux antérieurs, l’objectif premierest d’étudier l’influence de perturbations acoustiques sur le comportement de l’injection de carburant liquide.Pour cela, une première configuration expérimentale simplifiée analyse l’influence de perturbationsacoustiques sur le comportement d’un jet liquide débouchant transversalement dans un écoulement d’air.Les résultats mettent en évidence les mécanismes d’atomisation du jet ainsi que son interaction avec desperturbations acoustiques. L’étude des phénomènes de transport du brouillard de gouttes montrel’apparition d’ondes de densité de gouttes. L’influence de la taille des gouttes sur ces phénomènes estcaractérisée. Le second objectif de ces travaux est d’analyser le comportement d’une flamme diphasique(kérosène/air) en présence d’excitations acoustiques. Dans ce cas, une deuxième configurationexpérimentale est mise en œuvre. Elle reproduit de manière réaliste les phénomènes rencontrés dans leschambres de combustion. Ce travail utilise l’approche « Flame Describing Function » (FDF). Pour cela, lesfluctuations du taux de dégagement de chaleur de la flamme sont caractérisées à partir d’une méthodeoriginale basée sur la mesure simultanée de la chimiluminescence de plusieurs radicaux. Les résultats sontobtenus pour deux configurations d’injection, l’une utilisant la zone pilote seul et l’autre l’injecteur dans sonintégralité. L’analyse des FDF met en évidence des phénomènes de saturation qui limitent la réponse de laflamme. La comparaison des résultats entre les deux configurations d'injection montre que le retard entre laréponse de la flamme et les perturbations de l’écoulement est fortement influencé par le mode d’injection.L’ensemble des résultats obtenus dans ces travaux constituent une base de donnée expérimentale pourvalider des simulations LES réactives et pour fournir un modèle de description du comportement de laflamme à des codes de simulation « bas ordre ». This PhD thesis supports the effort undertaken by ONERA to understand the mechanisms of stabilizationof two-phase flames in aeronautical engines. This work concerns more particularly the dynamics of spraysand flames disturbed by acoustic waves. This work studies the role of liquid fuel injection on the non-linearresponse of stabilized flames downstream of an industrial multipoint injector with a central pilot zone. Basedon previous work, the first objective is to study the influence of acoustic disturbances on the behavior ofliquid fuel injection in the multipoint zone. The observed phenomena are reproduced, in an idealized form,from a simplified experimental set up based on the configuration of a liquid jet injected into air crossflowsubmitted to an acoustic forcing. The results highlight the atomization mechanisms of the jet and itsinteraction with acoustic disturbances. The study of the spray shows the appearance of droplet densitywaves. The influence of drop size on these phenomena is characterized. The second objective of this workis to analyze the behavior of a two-phase flame (kerosene/air) disturbed by acoustic excitations. In this case,a second experimental configuration is implemented. This experimental set up reproduces in a realistic waythe phenomena encountered in combustion chambers. This work uses the "Flame Describing Function"(FDF) approach. In order to do this, the fluctuations of the heat release rate from the flame are characterizedusing an original method based on the simultaneous measurement of the chemiluminescence of severalradicals. The results are obtained for two injection configurations, one using the pilot zone alone and theother using the entire injector. The analysis of the FDFs reveals saturation phenomena which limit the flameresponse. Comparison of the results between the two injection configurations shows that the delay betweenflame response and flow disturbances is strongly influenced by the injection mode. All the results obtainedin this work constitute an experimental database to validate reactive LES simulations and to provide a modelfor describing the flame behavior in simulations based on "low order" approaches.

This thesis work offers an analysis of the insertion of a didactic sequence on proportionality in lower secondary school classes. The analysis is conducted in three steps which are presented in the three parts of this work: the research framework that outlines the preliminary analyses, the theoretical tools used (mainly Artigue's didactic engineering, based on Brousseau's theory of didactic situations) and the didactic sequence; the internal validation that details the a priori analysis, the methodology of experimentations and the a posteriori analysis; the external validation in which the experimental protocol and results are presented.This engineering is based on a didactic sequence which aims to lead learners to establish the link between linear phenomenon, proportionality table and straight line graph on the one hand and non-linear phenomena, non-proportional data tables and graphs of non-linear functions on the other hand. To that purpose, students are proposed to examine, through handlings, the volume variation of a cylinder according to its height at first and depending on its diameter in a second time. This allows to observe and build with students the characteristics of a proportional phenomenon compared with a phenomenon that is not., Ce travail de thèse propose une analyse de l'insertion d'une séquence didactique sur la proportionnalité dans les classes du début du secondaire. L'analyse est menée en trois temps qui sont répartis dans les trois parties de cet ouvrage : le cadre de la recherche qui expose les analyses préalables, les outils théoriques utilisés (principalement la méthodologie d'ingénierie didactique d'Artigue, basée sur la théorie des situations didactiques de Brousseau) et la séquence didactique ; la validation interne qui détaille l'analyse a priori, la méthodologie des expérimentations ainsi que l'analyse a posteriori ; la validation externe dans laquelle sont développés le protocole expérimental et quelques résultats.Cette ingénierie se base sur une séquence didactique qui a pour enjeu d'amener l'apprenant à établir le lien entre phénomène linéaire, tableau de proportionnalité et graphique en ligne droite d'une part et phénomènes non linéaires, tableaux de données non proportionnelles et graphiques de fonctions non linéaires d'autre part. Pour cela, il est proposé aux élèves d'étudier, à partir de manipulations, la variation du volume d'un cylindre en fonction de sa hauteur dans un premier temps et en fonction de son diamètre dans un second temps. Cela permet d'observer et de construire avec les élèves les caractéristiques d'un phénomène proportionnel par comparaison avec un phénomène qui ne l'est pas.

In our work, we have studied the impact of in-band non linear distortions caused by PA on both OFDM and FBMC/OQAM systems. A theoretical approach was proposed to evaluate the BER performance for the two systems. This approach is based on modeling the in-band non-linear distortion with a complex gain and an uncorrelated additive white Gaussian noise, given by the Bussgang theorem. Then, we have proposed different techniques to compensate this NLD either on the transmitter or the receiver sides., Dans cette thèse une étude des performances des systèmes OFDM et FBMC/OQAM en présence d'amplificateur de puissance sans mémoire en terme de TEB est présentée. Ensuite, nous avons proposé une technique de linéarisation d'AP par pré-distorsion adaptative neuronale. Aussi, nous avons proposé deux techniques de correction des non-linéarités au niveau du récepteur.

This thesis work offers an analysis of the insertion of a didactic sequence on proportionality in lower secondary school classes. The analysis is conducted in three steps which are presented in the three parts of this work: the research framework that outlines the preliminary analyses, the theoretical tools used (mainly Artigue's didactic engineering, based on Brousseau's theory of didactic situations) and the didactic sequence; the internal validation that details the a priori analysis, the methodology of experimentations and the a posteriori analysis; the external validation in which the experimental protocol and results are presented.This engineering is based on a didactic sequence which aims to lead learners to establish the link between linear phenomenon, proportionality table and straight line graph on the one hand and non-linear phenomena, non-proportional data tables and graphs of non-linear functions on the other hand. To that purpose, students are proposed to examine, through handlings, the volume variation of a cylinder according to its height at first and depending on its diameter in a second time. This allows to observe and build with students the characteristics of a proportional phenomenon compared with a phenomenon that is not., Ce travail de thèse propose une analyse de l'insertion d'une séquence didactique sur la proportionnalité dans les classes du début du secondaire. L'analyse est menée en trois temps qui sont répartis dans les trois parties de cet ouvrage : le cadre de la recherche qui expose les analyses préalables, les outils théoriques utilisés (principalement la méthodologie d'ingénierie didactique d'Artigue, basée sur la théorie des situations didactiques de Brousseau) et la séquence didactique ; la validation interne qui détaille l'analyse a priori, la méthodologie des expérimentations ainsi que l'analyse a posteriori ; la validation externe dans laquelle sont développés le protocole expérimental et quelques résultats.Cette ingénierie se base sur une séquence didactique qui a pour enjeu d'amener l'apprenant à établir le lien entre phénomène linéaire, tableau de proportionnalité et graphique en ligne droite d'une part et phénomènes non linéaires, tableaux de données non proportionnelles et graphiques de fonctions non linéaires d'autre part. Pour cela, il est proposé aux élèves d'étudier, à partir de manipulations, la variation du volume d'un cylindre en fonction de sa hauteur dans un premier temps et en fonction de son diamètre dans un second temps. Cela permet d'observer et de construire avec les élèves les caractéristiques d'un phénomène proportionnel par comparaison avec un phénomène qui ne l'est pas.

La miniaturisation des calculateurs a permis le développement des drones, engins volants capable de se déplacer de façon autonome et de rendre de nombreux services: pour se rendre dans des lieux peu accessibles, pour remplacer l'homme dans des missions pénibles ou périlleuses, et pour accroître la fiabilité de telles missions, ces appareils prennent en effet une place croissante dans notre monde. Un enjeu essentiel dans ce cadre est celui de l'information qu'ils doivent utiliser pour se déplacer, et donc des capteurs à exploiter pour obtenir cette information. Or nombre de ces capteurs présentent des inconvénients (risques de brouillage ou de masquage en particulier); l'utilisation d'une caméra vidéo dans ce contexte offre une perspective intéressante. L'objet de cette thèse était l'étude de l'utilisation d'une telle caméra dans un contexte capteur minimaliste: essentiellement l'utilisation des données visuelles et inertielles. Elle a porté sur le développement de lois de commande offrant au système ainsi bouclé des propriétés de stabilité et de robustesse. En particulier, une des difficultés majeures abordées vient de la connaissance très limitée de l'environnement dans lequel le drone évolue. La thèse a tout d'abord étudié le problème de stabilisation du drone sous l'hypothèse de petits déplacements (hypothèse de linéarité). Une loi de commande a été définie, avec prise en compte de critères de performance. Dans un second temps, on a montré comment relâcher l'hypothèse de petits déplacements via la synthèse de commandes non linéaires. Le cas du suivi de trajectoire a ensuite été considéré, en s'appuyant sur la définition d'un cadre générique de mesure d'erreur de position par rapport à un point de référence inconnu. Enfin, la validation expérimentale de ces résultats a été entamée pendant la thèse, et a permis de valider bon nombre d'étapes et de défis associés à leur mise en œuvre en conditions réelles. La thèse se conclut par différentes perspectives pour poursuivre les travaux.; The computers miniaturization has paved the way for the conception of Unmanned Aerial Vehicles –"UAVs"- that is : flying vehicles embedding computers to make them partially or fully automated for such missions as e.g. cluttered environments exploration or replacement of humanly piloted vehicles for hazardous or painful missions. A key challenge for the design of such vehicles is that of the information they need to find in order to move, and, thus, the sensors to be used in order to get such information. A number of such sensors have flaws (e.g. the risk of being jammed). In this context, the use of a videocamera offers interesting prospectives.The goal of this PhD work was to study the use of such a videocamera in a minimal sensors setting: essentially the use of visual and inertial data. The work has been focused on the development of control laws offering the closed loop system stability and robustness properties. In particular, one of the major difficulties we faced came from the limited knowledge of the UAV environment.First we have studied this question under a small displacements assumption (linearity assumption). A control law has been defined, which took performance criteria into account. Second, we have showed how the small displacements assumption could be given up through nonlinear control design. The case of a trajectory following has then been considered, with the use of a generic error vector modelling with respect to an unknown reference point. Finally, an experimental validation of this work has been started and helped validate a number of steps and challenges associated to real conditions experiments. The work was concluded with prospectives for future work.

La miniaturisation des calculateurs a permis le développement des drones, engins volants capable de se déplacer de façon autonome et de rendre de nombreux services: pour se rendre dans des lieux peu accessibles, pour remplacer l'homme dans des missions pénibles ou périlleuses, et pour accroître la fiabilité de telles missions, ces appareils prennent en effet une place croissante dans notre monde. Un enjeu essentiel dans ce cadre est celui de l'information qu'ils doivent utiliser pour se déplacer, et donc des capteurs à exploiter pour obtenir cette information. Or nombre de ces capteurs présentent des inconvénients (risques de brouillage ou de masquage en particulier); l'utilisation d'une caméra vidéo dans ce contexte offre une perspective intéressante. L'objet de cette thèse était l'étude de l'utilisation d'une telle caméra dans un contexte capteur minimaliste: essentiellement l'utilisation des données visuelles et inertielles. Elle a porté sur le développement de lois de commande offrant au système ainsi bouclé des propriétés de stabilité et de robustesse. En particulier, une des difficultés majeures abordées vient de la connaissance très limitée de l'environnement dans lequel le drone évolue. La thèse a tout d'abord étudié le problème de stabilisation du drone sous l'hypothèse de petits déplacements (hypothèse de linéarité). Une loi de commande a été définie, avec prise en compte de critères de performance. Dans un second temps, on a montré comment relâcher l'hypothèse de petits déplacements via la synthèse de commandes non linéaires. Le cas du suivi de trajectoire a ensuite été considéré, en s'appuyant sur la définition d'un cadre générique de mesure d'erreur de position par rapport à un point de référence inconnu. Enfin, la validation expérimentale de ces résultats a été entamée pendant la thèse, et a permis de valider bon nombre d'étapes et de défis associés à leur mise en œuvre en conditions réelles. La thèse se conclut par différentes perspectives pour poursuivre les travaux., The computers miniaturization has paved the way for the conception of Unmanned Aerial Vehicles –"UAVs"- that is : flying vehicles embedding computers to make them partially or fully automated for such missions as e.g. cluttered environments exploration or replacement of humanly piloted vehicles for hazardous or painful missions. A key challenge for the design of such vehicles is that of the information they need to find in order to move, and, thus, the sensors to be used in order to get such information. A number of such sensors have flaws (e.g. the risk of being jammed). In this context, the use of a videocamera offers interesting prospectives.The goal of this PhD work was to study the use of such a videocamera in a minimal sensors setting: essentially the use of visual and inertial data. The work has been focused on the development of control laws offering the closed loop system stability and robustness properties. In particular, one of the major difficulties we faced came from the limited knowledge of the UAV environment.First we have studied this question under a small displacements assumption (linearity assumption). A control law has been defined, which took performance criteria into account. Second, we have showed how the small displacements assumption could be given up through nonlinear control design. The case of a trajectory following has then been considered, with the use of a generic error vector modelling with respect to an unknown reference point. Finally, an experimental validation of this work has been started and helped validate a number of steps and challenges associated to real conditions experiments. The work was concluded with prospectives for future work.

A relevant solution to power isolated sensors is to harvest the energy available in their immediate environment. Among the possible sources of energy, our choice was made on ambient mechanical vibrations. We have designed and fabricated a silicon-based and batch-processed MEMS electrostatic transducer which does not use an electret. We present an analytical method to optimize the efficiency of the electrostatic generator, while a voltage limitation on the transducer's terminal is set to prevent any damage in the conditioning electronics. The proposed design also takes into account some possible variations in the amplitude of external vibration. The device was fabricated in ESIEE Paris and its volume is less than 100 mm3. The device was tested experimentally and exhibits a strong non-linear behavior. We obtained a conversion of mechanical energy into electrical energy corresponding to a power of 2.3 μW at 260 Hz, with an acceleration of 1 g and a pressure of 0.15 Torr, when the system is pre-charged with a voltage of10 V. When the device is implemented in a charge pump circuit and under the same parameters of acceleration and pressure, the system can operate in autonomous mode for more than 500 seconds during which the output power varies from 1.4 μW to 940 nW when the pre-charge voltage is 10.6 V; Une solution pertinente afin d'alimenter des capteurs isolés consiste à récupérer l'énergie disponible dans leur environnement immédiat. Parmi les sources d'énergie envisageables, notre choix s'est porté sur les vibrations mécaniques ambiantes. Notre contribution porte sur l'étude et la réalisation, par un procédé de fabrication collective, d'un transducteur électrostatique sans électrets en technologie MEMS Silicium. Nous proposons une étude analytique permettant d'optimiser l'efficacité du générateur électrostatique, tout en considérant une limite sur la tension maximale aux bornes du transducteur afin de ne pas endommager le circuit de conditionnement. Le design proposé prend également en compte d'éventuelles variations de l'amplitude des vibrations externes. Le dispositif a été fabriqué au sein de ESIEE Paris et présente un volume total de moins de 100 mm3.Les tests expérimentaux ont montré un comportement fortement non-linéaire de la structure. Nous avons obtenu une conversion d'énergie mécanique en énergie électrique correspondant à une puissance maximale de 2.3 μW à 260 Hz, pour une accélération de 1 g et à une pression de 0.15 Torr, lorsque le système est pré-chargé avec une tension de 10 V. Une fois implémenté dans un circuit de pompe de charge et pour les mêmes conditions d'accélération et de pression, le système peut fonctionner en complète autonomie pendant plus de 500 secondes pendant lesquelles la puissance délivrée varie de 1.4 μW à 940 nW avec une tension de pré-charge de 10.6 V

A relevant solution to power isolated sensors is to harvest the energy available in their immediate environment. Among the possible sources of energy, our choice was made on ambient mechanical vibrations. We have designed and fabricated a silicon-based and batch-processed MEMS electrostatic transducer which does not use an electret. We present an analytical method to optimize the efficiency of the electrostatic generator, while a voltage limitation on the transducer's terminal is set to prevent any damage in the conditioning electronics. The proposed design also takes into account some possible variations in the amplitude of external vibration. The device was fabricated in ESIEE Paris and its volume is less than 100 mm3. The device was tested experimentally and exhibits a strong non-linear behavior. We obtained a conversion of mechanical energy into electrical energy corresponding to a power of 2.3 μW at 260 Hz, with an acceleration of 1 g and a pressure of 0.15 Torr, when the system is pre-charged with a voltage of10 V. When the device is implemented in a charge pump circuit and under the same parameters of acceleration and pressure, the system can operate in autonomous mode for more than 500 seconds during which the output power varies from 1.4 μW to 940 nW when the pre-charge voltage is 10.6 V, Une solution pertinente afin d'alimenter des capteurs isolés consiste à récupérer l'énergie disponible dans leur environnement immédiat. Parmi les sources d'énergie envisageables, notre choix s'est porté sur les vibrations mécaniques ambiantes. Notre contribution porte sur l'étude et la réalisation, par un procédé de fabrication collective, d'un transducteur électrostatique sans électrets en technologie MEMS Silicium. Nous proposons une étude analytique permettant d'optimiser l'efficacité du générateur électrostatique, tout en considérant une limite sur la tension maximale aux bornes du transducteur afin de ne pas endommager le circuit de conditionnement. Le design proposé prend également en compte d'éventuelles variations de l'amplitude des vibrations externes. Le dispositif a été fabriqué au sein de ESIEE Paris et présente un volume total de moins de 100 mm3.Les tests expérimentaux ont montré un comportement fortement non-linéaire de la structure. Nous avons obtenu une conversion d'énergie mécanique en énergie électrique correspondant à une puissance maximale de 2.3 μW à 260 Hz, pour une accélération de 1 g et à une pression de 0.15 Torr, lorsque le système est pré-chargé avec une tension de 10 V. Une fois implémenté dans un circuit de pompe de charge et pour les mêmes conditions d'accélération et de pression, le système peut fonctionner en complète autonomie pendant plus de 500 secondes pendant lesquelles la puissance délivrée varie de 1.4 μW à 940 nW avec une tension de pré-charge de 10.6 V

Virtual reality provides a transparent window open into a virtual world in which users are immersed. Initially being primarily visual, these virtual worlds now also include sound, thanks to recently developed spatialized sound rendering technologies. A new system proposed and studied here is comprised of large sandwich panels, used as screens, on the back of which electro-dynamic exciters are attached, thus allowing for the creation of an acoustic field surrounding the users. The 3D visual rendering is generated using tracked passive stereoscopy and the spatial sound rendering is achieved by means of holophony, also known as wave-field synthesis. Using a sandwich panel for holophony supposes that its vibroacoustic behavior is well known. The estimation of non-linearities in vibrating systems is addressed on the basis of an empirical method proposed by A. Farina in 2000. The theoretical basis of the method is justified and extended to allow also for the separation of the contributions of different non-linear components in the measurement chain. A method for the estimation of elastic and damping factors, those that are relevant to the propagation of flexural and shear waves in the sandwich panel, has also been developed. Thanks to these two tools, the system under study has been experimentally characterized. Spatial perception of the virtual world synthesized by the system, using solely audio, visual, or both modalities is then studied. It is shown that participants successfully merge the presented audio and visual streams into a single fused object. Specifically, the audio and visual rendering are perceived as spatially coherent. The characteristics of spatial perception of the virtual world are analyzed with respect to the rendering modalities and results are compared with previous studies. The concept of anchorage of the virtual world to the real world is furthermore proposed: the physical distance between the user and the system affects the perceived degree of distance compression for both modalities. Finally, two virtual reality applications illustrate some of the numerous possibilities offered by this new "computer/human interface".; La réalité virtuelle ouvre une fenêtre, voulue transparente, sur un monde virtuel dans lequel sont plongés des participants. Conçus d'abord comme uniquement visuels, les mondes virtuels sont maintenant aussi sonores, grâce aux technologies récentes de rendu sonore spatialisé. Le système innovant proposé et étudié ici se compose de larges panneaux de structure sandwich, servant d'écrans, au revers desquels sont collés des excitateurs électrodynamiques qui les mettent en vibration, créant ainsi un champ acoustique autour des auditeurs. Le rendu visuel 3D est généré par stéréoscopie passive adaptative et le rendu sonore spatialisé par holophonie. L'utilisation d'un panneau comme source sonore étendue pour l'holophonie suppose la compréhension de son comportement vibro-acoustique. L'estimation des non-linéarités dans les systèmes vibrants est abordée à partir d'une méthode proposée par A. Farina en 2000 : cette méthode est justifiée sur le plan théorique et son applicabilité est étendue (séparation des sources de non-linéarité). Une méthode d'estimation des modules d'élasticité et des facteurs d'amortissement pertinents pour la propagation dans le panneau sandwich des ondes de flexion et de cisaillement est aussi développée. Le système est caractérisé expérimentalement grâce à ces deux outils. La perception spatiale, par les modalités audio, visuelle et audio-visuelle, du monde virtuel synthétisé par le dispositif est ensuite abordée. Il est montré que les participants fusionnent avec succès les flux auditif et visuel qui leur sont présentés et perçoivent les rendus auditif et visuel de façon spatialement cohérente. Les caractéristiques de leur perception spatiale de l'espace virtuel sont analysées en fonction des modalités mises en jeu et comparées avec les données de la littérature. Le concept d'ancrage du monde virtuel au dispositif réel qui le crée est en outre proposé : la distance entre le sujet et le panneau semble en effet jouer un rôle pivot dans la loi de compression des distances perçues. Enfin, deux applications de réalité virtuelle basées sur ce système illustrent les nombreuses possibilités offertes par cette nouvelle interface "homme-machine".

Virtual reality provides a transparent window open into a virtual world in which users are immersed. Initially being primarily visual, these virtual worlds now also include sound, thanks to recently developed spatialized sound rendering technologies. A new system proposed and studied here is comprised of large sandwich panels, used as screens, on the back of which electro-dynamic exciters are attached, thus allowing for the creation of an acoustic field surrounding the users. The 3D visual rendering is generated using tracked passive stereoscopy and the spatial sound rendering is achieved by means of holophony, also known as wave-field synthesis. Using a sandwich panel for holophony supposes that its vibroacoustic behavior is well known. The estimation of non-linearities in vibrating systems is addressed on the basis of an empirical method proposed by A. Farina in 2000. The theoretical basis of the method is justified and extended to allow also for the separation of the contributions of different non-linear components in the measurement chain. A method for the estimation of elastic and damping factors, those that are relevant to the propagation of flexural and shear waves in the sandwich panel, has also been developed. Thanks to these two tools, the system under study has been experimentally characterized. Spatial perception of the virtual world synthesized by the system, using solely audio, visual, or both modalities is then studied. It is shown that participants successfully merge the presented audio and visual streams into a single fused object. Specifically, the audio and visual rendering are perceived as spatially coherent. The characteristics of spatial perception of the virtual world are analyzed with respect to the rendering modalities and results are compared with previous studies. The concept of anchorage of the virtual world to the real world is furthermore proposed: the physical distance between the user and the system affects the perceived degree of distance compression for both modalities. Finally, two virtual reality applications illustrate some of the numerous possibilities offered by this new "computer/human interface".; La réalité virtuelle ouvre une fenêtre, voulue transparente, sur un monde virtuel dans lequel sont plongés des participants. Conçus d'abord comme uniquement visuels, les mondes virtuels sont maintenant aussi sonores, grâce aux technologies récentes de rendu sonore spatialisé. Le système innovant proposé et étudié ici se compose de larges panneaux de structure sandwich, servant d'écrans, au revers desquels sont collés des excitateurs électrodynamiques qui les mettent en vibration, créant ainsi un champ acoustique autour des auditeurs. Le rendu visuel 3D est généré par stéréoscopie passive adaptative et le rendu sonore spatialisé par holophonie. L'utilisation d'un panneau comme source sonore étendue pour l'holophonie suppose la compréhension de son comportement vibro-acoustique. L'estimation des non-linéarités dans les systèmes vibrants est abordée à partir d'une méthode proposée par A. Farina en 2000 : cette méthode est justifiée sur le plan théorique et son applicabilité est étendue (séparation des sources de non-linéarité). Une méthode d'estimation des modules d'élasticité et des facteurs d'amortissement pertinents pour la propagation dans le panneau sandwich des ondes de flexion et de cisaillement est aussi développée. Le système est caractérisé expérimentalement grâce à ces deux outils. La perception spatiale, par les modalités audio, visuelle et audio-visuelle, du monde virtuel synthétisé par le dispositif est ensuite abordée. Il est montré que les participants fusionnent avec succès les flux auditif et visuel qui leur sont présentés et perçoivent les rendus auditif et visuel de façon spatialement cohérente. Les caractéristiques de leur perception spatiale de l'espace virtuel sont analysées en fonction des modalités mises en jeu et comparées avec les données de la littérature. Le concept d'ancrage du monde virtuel au dispositif réel qui le crée est en outre proposé : la distance entre le sujet et le panneau semble en effet jouer un rôle pivot dans la loi de compression des distances perçues. Enfin, deux applications de réalité virtuelle basées sur ce système illustrent les nombreuses possibilités offertes par cette nouvelle interface "homme-machine".

This paper examines the behavior of the Central Bank of Tunisia in the conduct of its monetary policy. To this end, a Taylor rule for the interest rate is estimated using a smooth-transition regression model over the period 1990-2008. We find that the Central Bank’s reaction function is nonlinear, convex with regard to inflation, concave with regard to the output gap, and that inflation aversion outweighs recession aversion. The main policy implication of these findings is that inflation and recession risks facing monetary policy-makers spur the Central Bank to pursue a risk-management policy for its key rate., L’objectif de cet article est d’étudier le comportement de la Banque centrale de Tunisie dans la conduite de sa politique monétaire. À cette fin, une règle de Taylor pour le taux d’intérêt est estimée en utilisant un modèle de régression à transition lisse sur la période 1990-2008. Les résultats suggèrent que la fonction de réaction est non-linéaire, convexe par rapport à l’inflation , concave par rapport à l’écart de production, et que l’aversion contre le risque d’inflation domine l’aversion contre le risque de récession. Ces résultats indiquent que les risques d’inflation et de récession qui guettent la conduite de la politique monétaire incitent la banque centrale à mettre en œuvre une approche de la politique en termes de gestion de risque quant à la manipulation de son taux directeur., Haddou Samira. Non-linéarité de la fonction de réaction des autorités monétaires tunisiennes . In: Économie & prévision, n°195-196, 2010-4-5. pp. 99-110.

Enhancing cavitation activity using lower acoustic intensities is interesting to a variety of therapeutic applications, where the mechanical effects of cavitation are required with minimal heating of surrounding tissues. The present experimental work is focused on the modification of the inertial cavitation threshold and on the cavitation activity beyond the threshold where an excitation signal made of two neighbouring frequency components is used. A significant reduction of the acoustic intensity required to trigger cavitation can be obtained in a medium with a strong cavitation threshold. Moreover, comparing the evolution of the cavitation activity beyond the threshold where mono- and bi-frequency excitations are used, it is shown, in the latter case, that strong activities can be reached with intensities closer to the threshold value. This fact would offer a dual-benefit in terms of therapeutic applications, as it enables a better separation between the cavitating and non-cavitating regime and allows lower intensities to be used to attain a given cavitation activity. The evolution of the bifrequency threshold as function of the external parameters shows that the mechanisms involved are nonlinear. Experiments on in vitro blood clot models have validated the efficiency of this bifrequency excitation for purely ultrasound thrombolysis, Dans nombre d’applications thérapeutiques des ultrasons, il peut être intéressant d’augmenter l’activité de cavitation inertielle tout en limitant au maximum les intensités utilisées : ceci permet de maximiser les effets mécaniques des ultrasons au niveau des tissus visés tout en minimisant les échauffements des tissus environnants. L’étude expérimentale présentée ici ²porte sur la modification des seuils de cavitation inertielle et de l’activité de cavitation au-delà du seuil lorsqu’un signal bifréquentiel comportant deux composantes fréquentielles proches est utilisé. Le caractère non linéaire de la modification du seuil est démontré. Ainsi, des réductions significatives de l’intensité nécessaire à l’obtention de cavitation inertielle peuvent être obtenues dans des milieux où les seuils sont élevés. De plus, l’évolution de l’activité de cavitation lorsque l’intensité ultrasonore est augmentée au-delà du seuil montre qu’avec une excitation bifréquentielle, de fortes activités de cavitation peuvent être atteintes pour des intensités plus proches du seuil. Ce point présente un double intérêt sur le plan de l’application pratique, puisque cela signifie une meilleure séparation des régimes cavitant et non cavitant et permet de réduire encore, par rapport à une excitation monofréquentielle, les intensités requises pour atteindre une activité de cavitation donnée. Des essais sur modèle de caillots sanguins ont permis de valider in vitro l’efficacité de cette excitation bifréquentielle pour la thrombolyse purement ultrasonore.

This thesis is based on the study of an active mode-locked laser operating at a repetition rate beyond 10 Gb/s. The ring cavity of this laser is made with optical fibre acting as a propagating medium for optical pulses. This laser includes a semiconductor optical amplier (SOA) whose gain is modulated by an external optical signal. The goal of this thesis is to put forward a cheap, simple, and elegant method to generate all-optical "clean" pulses dedicated to optical telecommunication. By "clean" pulses, we mean a pulse which is a mathematical equation which is known to be interesting for fibre propagation, such as the transform limited soliton or gaussian functions. The assumption that a laser with a strong negative dispersion ring cavity, produced by a dispersion compensating fibre, may widely contribute to increasing the laser and pulse properties prompted the elaboration of this project. In this study we offer a theoretical and experimental approach.; Cette thèse est basée sur l'étude des propriétés d'un laser fibré à blocage de modes actif opérant à un taux de répétition supérieur à 10 Gb/s. Par laser fibré nous entendons que la fibre optique fait partie intégrante de la cavité optique de notre laser. Elle joue le rôle de milieu de propagation du signal optique reliant chaque composant de la cavité laser. Ce laser comporte aussi un amplificateur optique à semiconducteurs (SOA) comme milieu amplificateur, dont le gain est modulé par un signal optique externe. L'objectif de ces travaux consiste à proposer une méthode élégante, simple et bas coût, de génération tout-optique d'impulsions "propres" dédiées à la télécommunication optique. Par impulsions "propres", nous entendons une impulsion se rapprochant au mieux d'une forme mathématique reconnue intéressante à la propagation dans une fibre comme la fonction soliton ou la gaussienne limitées par la diffraction. L'hypothèse qu'une forte dispersion négative de la cavité laser, produite par l'insertion d'une fibre à dispersion négative, pouvant largement contribuer à améliorer les propriétés de fonctionnement du laser et des impulsions générées, a constitué la motivation majeure à l'élaboration de ce projet de thèse. Cette étude propose une approche à la fois théorique et expérimentale.

This thesis is based on the study of an active mode-locked laser operating at a repetition rate beyond 10 Gb/s. The ring cavity of this laser is made with optical fibre acting as a propagating medium for optical pulses. This laser includes a semiconductor optical amplier (SOA) whose gain is modulated by an external optical signal. The goal of this thesis is to put forward a cheap, simple, and elegant method to generate all-optical "clean" pulses dedicated to optical telecommunication. By "clean" pulses, we mean a pulse which is a mathematical equation which is known to be interesting for fibre propagation, such as the transform limited soliton or gaussian functions. The assumption that a laser with a strong negative dispersion ring cavity, produced by a dispersion compensating fibre, may widely contribute to increasing the laser and pulse properties prompted the elaboration of this project. In this study we offer a theoretical and experimental approach., Cette thèse est basée sur l'étude des propriétés d'un laser fibré à blocage de modes actif opérant à un taux de répétition supérieur à 10 Gb/s. Par laser fibré nous entendons que la fibre optique fait partie intégrante de la cavité optique de notre laser. Elle joue le rôle de milieu de propagation du signal optique reliant chaque composant de la cavité laser. Ce laser comporte aussi un amplificateur optique à semiconducteurs (SOA) comme milieu amplificateur, dont le gain est modulé par un signal optique externe. L'objectif de ces travaux consiste à proposer une méthode élégante, simple et bas coût, de génération tout-optique d'impulsions "propres" dédiées à la télécommunication optique. Par impulsions "propres", nous entendons une impulsion se rapprochant au mieux d'une forme mathématique reconnue intéressante à la propagation dans une fibre comme la fonction soliton ou la gaussienne limitées par la diffraction. L'hypothèse qu'une forte dispersion négative de la cavité laser, produite par l'insertion d'une fibre à dispersion négative, pouvant largement contribuer à améliorer les propriétés de fonctionnement du laser et des impulsions générées, a constitué la motivation majeure à l'élaboration de ce projet de thèse. Cette étude propose une approche à la fois théorique et expérimentale.

Ultra Wide Band (UWB) systems are a new wireless technology capable of transmitting high data rate over a wide frequency spectrum for short distances (< 20 m) for wireless applications. The Power Spectrum Density (PSD) of the emitted signals must be as low as -41.3 dBm/MHz. In February 2002, the Federal Communication Commission (FCC) has allocated a band from 3.1 to 10.6 GHz for UWB communications. From that time, some differences appear depending on the country.Among all the various transmission techniques using UWB labelled modulations, we study the Multi-Band-Orthogonal Frequency Division Multiplexing (MB-OFDM) modulation which has been proposed by the European Computing Machineries Association (ECMA) in 2005. However, the efficiency of Impulse Radio (IR) was pointed out. In this way, an original topology known as Multi-Band On-Off Keying (MB-OOK) is also presented.In this thesis, we develop a System Simulation Tool (SST) to analyze the performances of UWB-OFDM system. The impact of the Radio-Frequency (RF) front-end and Low Noise Amplifier (LNA) non-linearity is studied on the Bit Error Rate (BER) of the overall receiver.In the MB-OOK transmission chain, different filters are introduced. BER is studied in order to know which properties of the filters have the main impact on the MB-OOK transmission performances.The optical domain can also be advantageously used to provide broadband optical UWB signal processing functions. Broadband Radio-over-Fiber (RoF) networks are raising great interest to provide both low cost optical intra-building distribution and signal processing of UWB signals. We investigate, from Error Vector Magnitude (EVM), optical transmission and frequency up-conversion of UWB-OFDM signals. In this proof of concept, a specific study is carried out to evaluate the capability to up-convert a MB-OFDM signal, and the impact of the Electronic/Optical (E/O) transceiver on the performance of the UWB-over-fiber system.; Les systèmes Ultra Larges Bandes (ULB) représentent une nouvelle technologie de communication sans fil pour la transmission d'informations à très hauts débits. Avec une Densité Spectrale de Puissance (DSP) inférieure à -41.3 dBm/MHz, les distances de propagation sont considérablement restreintes (< 20 m). C'est en février 2002, que la commission fédérale de communication des Etats-Unis (FCC) a alloué pour les systèmes ULB une bande de fréquence comprise entre 3,1 et 10,6 GHz. Depuis, de nombreuses divergences sont apparues suivant les grandes zones géographiques de normalisation.Au travers des nombreuses techniques de transmission ULB, nous étudions la modulation multi-bandes à répétition en fréquence orthogonale (MB-OFDM) qui a été proposée par l'European Computing Machineries Association (ECMA) en temps que standard en 2005.L'efficacité des signaux Impulsionnel Radio (IR), précurseur à l'ULB, a cependant été montrée. Nous présentons à ce titre une topologie originale nommée Multi-Bandes On-Off Keying (MB-OOK).Dans le cadre de cette thèse, nous développons un outil de simulation système (SST) afin d'analyser les performances d'un système ULB-OFDM. Nous étudions l'influence sur le taux d'erreur binaire (BER) des non-linéarités du front-end de réception Radio-Fréquence (RF) et de l'amplification de puissance faible bruit (LNA) dans une chaîne de transmission globale.Dans le cadre des systèmes MB-OOK, différents types de filtres sont envisagés. L'impact sur le BER est étudié afin de connaître les propriétés prédominantes des filtres sur les performances de transmission.Le domaine de l'optique peut également être avantageusement employé dans des processus de transmission ULB. Les réseaux larges bandes radio sur fibres (RoF) présentent de nombreux intérêts pour fournir à moindre coût la distribution du signal mais également la possibilité de pouvoir le traiter directement. Dans ce sens, Nous évaluons les possibilités de convertir fréquentiellement des signaux de type ULB-OFDM, ainsi que d'évaluer l'impact de transmetteurs Electrique/Optique (E/O) sur les performances d'un système ULB sur fibre à partir des valeurs du vecteur d'erreur d'amplitude (EVM).

In preliminary projects, numerical optimization techniques allow to obtain efficient solutions rapidly and at lower cost. The aim of such tools is to search and obtain the best design. For a few years, methods of simulation integrating the inaccuracies inherent in the realization of the manufactured goods have been developed. The purpose is then to study the robustness of the solutions with respect to the variability of the parameters of the model. In order to improve the quality of the products it is now essential to take both efficiency and robustness into account. In this study we propose a new robust optimization strategy which allows to handle several objective functions for the improvement of dynamic behaviour of mechanical systems in the design step. The proposed methodology is based on multi-objective optimization method and takes parameters imprecision into account using second-order approximation. Coupling both those methods is justified by the common use of sensitivities. Then, an application on a powertrain mounting system has been performed using this tool. For this industrial test case, new robust and optimal designs have been obtained and validated.; En conception d’avant projet, les impératifs de rapidité et de réduction des coûts sont à l’origine du recours quasi-systématique aux techniques d’optimisation numérique. La conception la plus performante est ici l’objectif principal recherché. Depuis quelques années, les chercheurs et les industriels s’intéressent à des méthodes de simulation intégrant les imprécisions inhérentes à la réalisation des produits manufacturés. L’objectif est alors d’étudier la robustesse des solutions vis-à-vis de la variabilité des paramètres du modèle. Les produits n’étant jamais le reflet exact de la conception optimale retenue, il s’avère aujourd’hui essentiel de coupler ces deux approches pour répondre également aux exigences de qualité. Les travaux présentés dans ce mémoire concernent la définition d’une stratégie d’optimisation robuste répondant à des objectifs multiples et adaptée au dimensionnement dynamique de systèmes mécaniques en phase d’avant projet. La méthodologie proposée s’appuie sur des techniques d’optimisation éprouvées et intègre les imprécisions via des méthodes de réanalyse exploitant des développements en série. Le choix de ces deux approches est justifié par l’utilisation commune des techniques de sensibilité, permettant ainsi des gains de temps. La méthodologie a été appliquée au dimensionnement fonctionnel d’une suspension de groupe motopropulseur (GMP). Cet ensemble mécanique présente en effet des contraintes de dimensionnement multiples et antagonistes associées à des variabilités d’une partie de ses constituants. Sur ce cas industriel, la méthodologie a permis de déterminer et de valider des solutions nouvelles garantissant une stabilité des performances.

In preliminary projects, numerical optimization techniques allow to obtain efficient solutions rapidly and at lower cost. The aim of such tools is to search and obtain the best design. For a few years, methods of simulation integrating the inaccuracies inherent in the realization of the manufactured goods have been developed. The purpose is then to study the robustness of the solutions with respect to the variability of the parameters of the model. In order to improve the quality of the products it is now essential to take both efficiency and robustness into account. In this study we propose a new robust optimization strategy which allows to handle several objective functions for the improvement of dynamic behaviour of mechanical systems in the design step. The proposed methodology is based on multi-objective optimization method and takes parameters imprecision into account using second-order approximation. Coupling both those methods is justified by the common use of sensitivities. Then, an application on a powertrain mounting system has been performed using this tool. For this industrial test case, new robust and optimal designs have been obtained and validated.; En conception d’avant projet, les impératifs de rapidité et de réduction des coûts sont à l’origine du recours quasi-systématique aux techniques d’optimisation numérique. La conception la plus performante est ici l’objectif principal recherché. Depuis quelques années, les chercheurs et les industriels s’intéressent à des méthodes de simulation intégrant les imprécisions inhérentes à la réalisation des produits manufacturés. L’objectif est alors d’étudier la robustesse des solutions vis-à-vis de la variabilité des paramètres du modèle. Les produits n’étant jamais le reflet exact de la conception optimale retenue, il s’avère aujourd’hui essentiel de coupler ces deux approches pour répondre également aux exigences de qualité. Les travaux présentés dans ce mémoire concernent la définition d’une stratégie d’optimisation robuste répondant à des objectifs multiples et adaptée au dimensionnement dynamique de systèmes mécaniques en phase d’avant projet. La méthodologie proposée s’appuie sur des techniques d’optimisation éprouvées et intègre les imprécisions via des méthodes de réanalyse exploitant des développements en série. Le choix de ces deux approches est justifié par l’utilisation commune des techniques de sensibilité, permettant ainsi des gains de temps. La méthodologie a été appliquée au dimensionnement fonctionnel d’une suspension de groupe motopropulseur (GMP). Cet ensemble mécanique présente en effet des contraintes de dimensionnement multiples et antagonistes associées à des variabilités d’une partie de ses constituants. Sur ce cas industriel, la méthodologie a permis de déterminer et de valider des solutions nouvelles garantissant une stabilité des performances.

Ultra Wide Band (UWB) systems are a new wireless technology capable of transmitting high data rate over a wide frequency spectrum for short distances (< 20 m) for wireless applications. The Power Spectrum Density (PSD) of the emitted signals must be as low as -41.3 dBm/MHz. In February 2002, the Federal Communication Commission (FCC) has allocated a band from 3.1 to 10.6 GHz for UWB communications. From that time, some differences appear depending on the country.Among all the various transmission techniques using UWB labelled modulations, we study the Multi-Band-Orthogonal Frequency Division Multiplexing (MB-OFDM) modulation which has been proposed by the European Computing Machineries Association (ECMA) in 2005. However, the efficiency of Impulse Radio (IR) was pointed out. In this way, an original topology known as Multi-Band On-Off Keying (MB-OOK) is also presented.In this thesis, we develop a System Simulation Tool (SST) to analyze the performances of UWB-OFDM system. The impact of the Radio-Frequency (RF) front-end and Low Noise Amplifier (LNA) non-linearity is studied on the Bit Error Rate (BER) of the overall receiver.In the MB-OOK transmission chain, different filters are introduced. BER is studied in order to know which properties of the filters have the main impact on the MB-OOK transmission performances.The optical domain can also be advantageously used to provide broadband optical UWB signal processing functions. Broadband Radio-over-Fiber (RoF) networks are raising great interest to provide both low cost optical intra-building distribution and signal processing of UWB signals. We investigate, from Error Vector Magnitude (EVM), optical transmission and frequency up-conversion of UWB-OFDM signals. In this proof of concept, a specific study is carried out to evaluate the capability to up-convert a MB-OFDM signal, and the impact of the Electronic/Optical (E/O) transceiver on the performance of the UWB-over-fiber system., Les systèmes Ultra Larges Bandes (ULB) représentent une nouvelle technologie de communication sans fil pour la transmission d'informations à très hauts débits. Avec une Densité Spectrale de Puissance (DSP) inférieure à -41.3 dBm/MHz, les distances de propagation sont considérablement restreintes (< 20 m). C'est en février 2002, que la commission fédérale de communication des Etats-Unis (FCC) a alloué pour les systèmes ULB une bande de fréquence comprise entre 3,1 et 10,6 GHz. Depuis, de nombreuses divergences sont apparues suivant les grandes zones géographiques de normalisation.Au travers des nombreuses techniques de transmission ULB, nous étudions la modulation multi-bandes à répétition en fréquence orthogonale (MB-OFDM) qui a été proposée par l'European Computing Machineries Association (ECMA) en temps que standard en 2005.L'efficacité des signaux Impulsionnel Radio (IR), précurseur à l'ULB, a cependant été montrée. Nous présentons à ce titre une topologie originale nommée Multi-Bandes On-Off Keying (MB-OOK).Dans le cadre de cette thèse, nous développons un outil de simulation système (SST) afin d'analyser les performances d'un système ULB-OFDM. Nous étudions l'influence sur le taux d'erreur binaire (BER) des non-linéarités du front-end de réception Radio-Fréquence (RF) et de l'amplification de puissance faible bruit (LNA) dans une chaîne de transmission globale.Dans le cadre des systèmes MB-OOK, différents types de filtres sont envisagés. L'impact sur le BER est étudié afin de connaître les propriétés prédominantes des filtres sur les performances de transmission.Le domaine de l'optique peut également être avantageusement employé dans des processus de transmission ULB. Les réseaux larges bandes radio sur fibres (RoF) présentent de nombreux intérêts pour fournir à moindre coût la distribution du signal mais également la possibilité de pouvoir le traiter directement. Dans ce sens, Nous évaluons les possibilités de convertir fréquentiellement des signaux de type ULB-OFDM, ainsi que d'évaluer l'impact de transmetteurs Electrique/Optique (E/O) sur les performances d'un système ULB sur fibre à partir des valeurs du vecteur d'erreur d'amplitude (EVM).

In order to fabricate ICs with more and more functions it is necessary to develop newelectronic devices. METAL-INSULATOR-METAL (MIM) capacitors integrated in the ICsinterconnections are some of these new devices. ICs down-scaling imposes to reduce MIMcapacitors dimensions and to increase surfacic capacitance. For that using dielectrics withhigher dielectric constant than SiO2 is necessary. Metallic oxides such as Al2O3, Ta2O5and HfO2 are good candidates as dielectrics of MIM capacitors. Nevertheless with thesenew dielectrics some new problems such as leakage currents, dielectric relaxation or voltagenon-linearity appear. For some specific applications, voltage non-linearity must becontrolled and limited. For that, a precise study of voltage non-linearity properties mustbe performed.After a general overview of the main physical properties of dielectrics, we present anab initio study of alpha-Al2O3 from which the dielectric tensor is extracted between 0 and1E16 Hz. Then we present an exhaustive study of Al2O3 MIM capacitors (fabrication,physical and electrical characterizations). We then expose two physical models to explainboth electric field and temperature effects on Al2O3 dielectric properties. The last part ofthis PhD dissertation aims at comparing Al2O3 MIM capacitors electrical characteristicswith other MIM capacitors using Ta2O5, Si3N4 and SiO2 dielectrics. The end of this lastpart concerns MIM capacitors with stacked dielectrics (Ta2O5/SiO2 and Al2O3/SiO2).Thus this research provides a general overview of dielectric properties of dielectrics usedin microelectronics with both a theoretical and an experimental point of view.; Le besoin grandissant de fabriquer des circuits aux fonctions de plus en plus nombreusesnécessite de développer des dispositifs électroniques nouveaux. Les condensateursMETAL-ISOLANT-METAL (MIM) intégrés dans les interconnexions des circuits fontpartie de ces dispositifs. La course à la réduction de surface de substrat occupée imposede réduire les dimensions de ces condensateurs MIM et d'augmenter leur densité surfaciquede capacité.Pour atteindre cette performance il est nécessaire d'utiliser des diélectriques à plus fortepermittivité que SiO2. Les oxydes métalliques Al2O3, HfO2 et Ta2O5 font partie des candidatsintéressants pour remplir ce rôle de diélectrique à forte permittivité. Néanmoinsl'utilisation de tels matériaux ne va pas sans poser de problèmes de courants de fuite, derelaxation diélectrique et de non-linéarités en tension. Du fait de leurs faibles amplitudes,les non-linéarités de capacité en fonction de la tension sont des phénomènes peu étudiéset donc mal compris. Pour certaines applications spécifiques il est nécessaire de contrôleret de limiter ces non-linéarités. Cela nécessite d'abord d'étudier en profondeur leurs caractéristiques et notamment leurs origines physiques.Après des rappels généraux sur la physique des diélectriques, ce manuscrit de thèseprésente une étude ab initio des propriétés diélectriques du cristal alpha-Al2O3 qui permetd'extraire le tenseur diélectrique entre 0 et 1E16 Hz et qui montre que la contributionélectronique à la permittivité ne dépend pas du champ électrique. Cette première partie,théorique, est suivie d'une étude exhaustive de capacités MIM à base d'alumine amorphedont on tire les principales caractéristiques des non-linéarités de capacitéen fonction duchamp électrique appliqué. Nous proposons ensuite deux modèles physiques (un qui reposesur la polarisation dipolaire et un qui repose sur la polarisation ionique) afin d'interpréterles caractéristiques C(V,T). La dernière partie de ce manuscrit de thèse propose de comparerles caractéristiques électriques des capacités à base d'alumine à celles de capacitésutilisant d'autres diélectriques, en particulier le Ta2O5, le Si3N4 et le SiO2. La fin de cettepartie est consacrée à l'étude de capacités « multicouches » pour lesquelles on proposeun modèle simple pour prévoir les non-linéarités de capacité en fonction de la tensionappliquée.Ainsi ce travail de recherche fournit une vue générale des propriétés diélectriques dematériaux diélectriques utilisés en microélectronique tant d'un point de vue théoriqueque d'un point de vue expérimental.

La mécanique quantique est sans aucun doute la théorie la mieux vérifiée qui n’a jamais existée. En se retournant vers le passé, nous constatons qu’un siècle de théorie quantique a non seulement changé la perception que nous avons de l’univers dans lequel nous vivons mais aussi est responsable de plusieurs concepts technologiques qui ont le potentiel de révolutionner notre monde. La présente dissertation a pour but de mettre en avance ces potentiels, tant dans le domaine théorique qu’expérimental. Plus précisément, dans un premier temps, nous étudierons des protocoles de communication quantique et démontrerons que ces protocoles offrent des avantages de sécurité qui n’ont pas d’égaux en communication classique. Dans un deuxième temps nous étudierons trois problèmes spécifiques en clonage quantique ou chaque solutionapportée pourrait, à sa façon, être exploitée dans un problème de communication quantique.Nous débuterons par décrire de façon théorique le premier protocole de communication quantique qui a pour but la distribution d’une clé secrète entre deux parties éloignées. Ce chapitre nous permettra d’introduire plusieurs concepts et outils théoriques qui seront nécessaires dans les chapitres successifs. Le chapitre suivant servira aussi d’introduction, mais cette fois-ci penché plutôt vers le côté expériemental. Nous présenterons une élégante technique qui nous permettra d’implémenter des protocoles de communication quantique de façon simple. Nous décrirons ensuite des expériences originales de communication quantique basées sur cette technique. Plus précisément, nous introduirons le concept de filtration d’erreur et utiliserons cette technique afin d’implémenter une distribution de clé quantique bruyante qui ne pourrait pas être sécurisé sans cette technique. Nous démontrerons ensuite des expériences implémentant le tirage au sort quantique et d’identification quantique.Dans un deuxième temps nous étudierons des problèmes de clonage quantique basé sur le formalisme introduit dans le chapitre d’introduction. Puisqu’il ne sera pas toujours possible de prouver l’optimalité de nos solutions, nous introduirons une technique numérique qui nouspermettra de mettre en valeur nos résultats., Doctorat en sciences, Spécialisation physique, info:eu-repo/semantics/nonPublished

International audience; The behaviour of an elastic medium containing unsaturated mesocracks is studied in the framework of micromechanics. The cracks are filled by two immiscible fluids, namely a liquid and a gas, separated by a capillary interface. Furthermore, it is assumed that the set of cracks constitutes a connected network which implies the capillary pressure is uniform over a representative elementary volume. Estimates for macroscopic strains induced by drying are derived with the tools of homogenization for disordered media. The case of an isotropic orientation of cracks in the framework of the dilute approximation is considered. When the aspect ratio is small enough, the macroscopic behavior accounting for crack opening change during drying differs significantly from the results of the linear approach.; Le comportement d'un milieu poreux non saturé dont la phase solide est constituée d'un matériau élastique linéaire et dont l'espace poreux est constitué de fissures interconnectées entre elles est étudié par une méthode d'homogénéisation. L'originalité de l'approche réside dans la prise en compte des non linéarités géométriques dues à la variation d'ouverture des fissures lors d'une variation de la saturation. Les résultats obtenus montrent en particulier que lorsque le rapport ouverture sur largeur des fissures devient petit, la prise en compte de cette non linéarité dans le changement d'échelle modifie substantiellement le comportement prédit par rapport à une approche où ce couplage est négligé.

International audience; The behaviour of an elastic medium containing unsaturated mesocracks is studied in the framework of micromechanics. The cracks are filled by two immiscible fluids, namely a liquid and a gas, separated by a capillary interface. Furthermore, it is assumed that the set of cracks constitutes a connected network which implies the capillary pressure is uniform over a representative elementary volume. Estimates for macroscopic strains induced by drying are derived with the tools of homogenization for disordered media. The case of an isotropic orientation of cracks in the framework of the dilute approximation is considered. When the aspect ratio is small enough, the macroscopic behavior accounting for crack opening change during drying differs significantly from the results of the linear approach.; Le comportement d'un milieu poreux non saturé dont la phase solide est constituée d'un matériau élastique linéaire et dont l'espace poreux est constitué de fissures interconnectées entre elles est étudié par une méthode d'homogénéisation. L'originalité de l'approche réside dans la prise en compte des non linéarités géométriques dues à la variation d'ouverture des fissures lors d'une variation de la saturation. Les résultats obtenus montrent en particulier que lorsque le rapport ouverture sur largeur des fissures devient petit, la prise en compte de cette non linéarité dans le changement d'échelle modifie substantiellement le comportement prédit par rapport à une approche où ce couplage est négligé.

This document presents research work done with the ETSN department in Supélec, Rennes campus, about reduction of the non-linear effects in an OFDM modulation using neural networks.First the documents starts with an introduction to digital communications, and particularly to the OFDM modulation. Today several norms use this technique, mainly because the channel equalization is simple to make, and as such data can be sent more efficiently on multipath channels. However the temporal OFDM signal is sensitive to the power amplifier non-linearities and several techniques have been studied to limit these effects.Then the neural networks are presented, with their use in function approximation. After having described the two most usual neural network architectures, the higher-order networks, such as the RPN, are introduced. The learning techniques of these networks are also described.In the different compensators studied in this document, the neural network is put in the receiver, after the channel equalization. Its goal is to correct the received signal to compensate the non-linear effects. First the neural network is in the frequency domain. In a 4 carrier OFDM system with a QAM-16 modulation, an SSPA amplifier, a 0dB back-off and for a bit error rate of 10-2, the neural corrector brings a 1.5dB gain on the signal to noise ratio. But difficulties appear with a higher number of carriers.For this reason we simplified the neural networks by putting it in the temporal domain. This technique is closer to other solutions already proposed in monocarrier systems, but a few differences are still present in the channel equalization and the type of function that the neural network must realize. A compensator with a RPN network has shown good performance, even with a higher number of carriers. We mesured a 8dB gain in a 48 carrier OFDM system with a QAM-16 modulation, an SSPA amplifier and a 0dB back-off. In these conditions, the systems allows to divide the amplifier power, and therefore the power consumption, by 4, while still having the same transmission quality.The temporal RPN compensator is then simulated in a multipath channel, to show that the compensation is still efficient in a severe channel. A comparision with another comensator is also presented. Our compensator is less complex, to the detriment of the performance.This document ends with prospects than can extend the work done in this thesis., Ce mémoire présente les travaux effectués au sein de l'équipe ETSN de Supélec, campus de Rennes, sur la réduction des effets des non linéarités dans une modulation OFDM, à l'aide de réseaux de neurones.Tout d'abord, le mémoire commence par une introduction aux communications numériques et en particulier à la modulation OFDM. Aujourd'hui, plusieurs standards reposent sur cette technique de transmission, en particulier en raison de la simplicité de l'égalisation du canal, et donc la possibilité de transmettre avec plus d'efficacité des données sur des canaux multitrajets. Cependant le signal OFDM temporel est particulièrement sensible aux non-linéarités présentes dans l'amplificateur d'émission et diverses techniques sont étudiées pour diminuer ces effets.Ensuite, les réseaux de neurones sont présentés, ainsi que leur utilisation dans le domaine de l'approximation de fonctions. Après avoir décrit les deux modèles de réseaux de neurones les plus courants, les réseaux d'ordre supérieur, tels que le RPN, sont introduits. Les techniques d'apprentissage de ces différentes architectures de réseaux de neurones sont également décrites.Dans les différents correcteurs étudiés dans cette thèse, le réseau de neurones est placé dans le récepteur, après l'égalisation de canal. Son objectif est de corriger le signal reçu afin de compenser les effets des non-linéarités. Dans un premier temps le réseau de neurones est placé dans le domaine fréquentiel. Dans un système OFDM à 4 porteuses avec une modulation MAQ16, un amplificateur de type SSPA, un recul de 0 dB et pour un taux d'erreur binaire de 10-2, le correcteur avec un réseau RPN apporte un gain de 1,5 dB de rapport signal sur bruit. Cependant des difficultés apparaissent durant la phase d'apprentissage du réseau de neurones avec un nombre de porteuses supérieur.Pour palier ce défaut, les réseaux de neurones décrits précédemment sont simplifiés en étant placés dans le domaine temporel. Ce système est plus proche des solutions déjà proposées pour la compensation des non-linéarités dans une modulation monoporteuse, avec toutefois des différences au niveau de l'égalisation du canal et de la nature de la fonction que doit accomplir le réseau de neurones. Un correcteur basé sur un réseau RPN a montré de très bonnes performances, même en augmentant le nombre de porteuses. Un gain de 8 dB a été mesuré pour un taux d'erreur binaire de 10-2 dans un système OFDM à 48 porteuses, une modulation MAQ16 et un amplificateur de type SSPA avec un recul de 0 dB. Le système présenté permet donc dans ces conditions de diviser la puissance de l'amplificateur, et donc sa consommation d'énergie, par un facteur supérieur à 4 tout en conservant la même qualité de transmission.Le correcteur à RPN dans le domaine temporel est ensuite simulé sur un canal multitrajet, afin de vérifier que la compensation reste efficace dans le cas d'un canal sévère. Enfin les deux approches proposées (fréquentielle et temporelle) sont comparées, au niveau des performances obtenues et de la puissance de calcul nécessaire dans le récepteur. Une comparaison avec une autre approche proposée dans la littérature est également présentée. Le correcteur temporel basé sur un RPN est bien moins complexe que le système cité, au détriment d'une légère dégradation des performances.Ce mémoire se conclut par quelques perspectives de recherche pouvant prolonger les travaux accomplis durant cette thèse.

No English abstract available, Ce mémoire s'attache à étudier l'effet d'un fort couplage électron-phonon sur des électrons déjà très localisés, et plus particulièrement le phénomène d'auto-piégeage : formation de petits polarons. Cet effet, foncièrement non-linéaire, est abordé en tant que problème dynamique dans sa formulation la plus simple : le modèle spin-boson. Après une étude de la non-linéarité intrinsèque du système, fondée sur une Hamiltonien semi-classique, l'étude thermodynamique de l'auto-piégeage et de la diffusion de l'électron est abordée sur la base d'une hiérarchie d'échelles de temps très variées, ce qui permet d'isoler une variable lente. Cette variable décrit le petit polaron en tant que particule brownienne classique. Quelques effets d'interaction via le réseau sont en outre abordés au chapitre III (bipolarons, ondes de densité de charge)