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A study on mass microsensors using Anderson localization is conducted in this thesis. Different ways allowing to enhance their performances are proposed and demonstrated through two MEMS devices. Both devices use the same system composed of two mechanically coupled cantilevers, but the vibrations are generated in two different ways: the first device is actuated with an attractive electrostatic force while the second device is actuated with a repulsive electrostatic force. In order to get rid of initial imbalance due to manufacturing defects, the electrostatic softening effect is used by tuning the DC voltage of the actuation. For the first device, a concept with an asymmetric system including two cantilevers of different lengths is proposed. We thus reduce the effective stiffness of the short cantilever to balance the system. With the second type of actuation, the weak electrostatic softening effect forces us to use two microbeams of the same length. But the system is still balanced with the same approach. Thanks to the functionalization of electrostatic nonlinearities, the first device shows an enhanced sensitivity, which is 67% higher than the maximum sensitivity reachable in the linear regime. Concerning the second device, it shows the absence of electrostatic nonlinearities, which allows to increase the linear dynamic range by up to 70% of the gap. It should improve not only the mass resolution of the sensor, but also the accuracy of the mass sensing. All of these concepts are first theoretically investigated with the developed analytical model based on the Euler-Bernoulli beam theory. They are then experimentally demonstrated after the sensors are manufactured with the MUMPS.; Une étude sur les détecteurs de masse utilisant la localisation d’Anderson est menée dans le cadre de cette thèse. Différents moyens permettant d’améliorer leurs performances sont proposés et démontrés à travers deux dispositifs MEMS. Les deux dispositifs utilisent le même système composé de deux cantilevers couplés mécaniquement, mais les vibrations sont générées de deux manières différentes: le premier dispositif est actionné par une force électrostatique attractive tandis que le second est actionné par une force électrostatique répulsive. Afin de se débarrasser du déséquilibre créé par les défauts de fabrication, on utilise l’assouplissement électrostatique en réglant la tension continue de l’actionnement. Pour le premier dispositif, une approche utilisant un système asymétrique avec deux cantilevers de longueurs différentes est proposée. On réduit alors la rigidité effective de la poutre courte pour équilibrer le système. Avec le second type d’actionnement, le faible assouplissement électrostatique nous oblige à utiliser deux micropoutres de même longueur. Mais le système est toujours équilibré de la même manière. Grâce à la fonctionnalisation des non-linéarités électrostatiques, le premier dispositif montre une meilleure sensibilité, qui est de 67% supérieure à la sensibilité maximale atteignable en régime linéaire. Quant au second dispositif, il montre l’absence de non-linéarités électrostatiques, ce qui permet d’augmenter sa gamme dynamique linéaire jusqu’à 70% de la distance qui sépare les poutres des électrodes inférieures. Cela devrait améliorer non seulement la résolution en masse du détecteur, mais aussi la précision des mesures. Tous ces concepts sont d’abord étudiés théoriquement avec le modèle analytique basé sur la théorie d’Euler-Bernoulli. Ils sont ensuite démontrés expérimentalement après que les détecteurs aient été fabriqués suivant le processus MUMPS.

This thesis is the R&D on front-end electronics for a second generation camera based on the SiPM detectors for the Large Size Telescope (LST) of the CTA project. It is a part of the SiPM collaboration involving the LAPP, the University of Padua, the INFN and the MPI in Munich. The first part of the thesis is the characterization of an array of 16 SiPMs from Hamamatsu. The study proves the advantages of using such detectors in the LST. It defines the specifications of the readout electronics that are the aim of this work. Especially that it should ameliorate the gain dispersion of the 16 pixels that was found of about 10%. The second part is the design of the readout ASIC. The scheme tends to measure the SiPMs’ signals with minimum disturbance of the detector. It integrates slow control facilities that adjust the detector’s gain, minimize the dispersion in gain and provide the possibility of deleting noisy channels or even completely jumping over the control process. These facilities could perfectly get rid of the gain dispersion. Outputs of the 16 pixels will be summed on both high gain and low gain so that only two signals are delivered to the acquisition system that follows. A trigger function will also generate a trigger signal to the acquisition system. The choice was made to realize this ASIC according to the rules of the AMS 0.35um BiCMOS technology. Simulation shows a linearly-covered dynamic range up to 2000 photoelectrons with good signal to noise ratio that allows the measurement of the single photoelectron. Laboratory tests confirm a great part of these results., Cette thèse est la R&D de l’électronique de front-end destinée à la camera de deuxième génération du télescope de grande taille LST de projet CTA, étant basée sur les détecteurs de type SiPM. Cette étude rassemble des équipes du LAPP, de l’université de Padoue, de l’INFN et du MPI de Munich. La première partie de cette thèse porte sur les tests de caractérisations d’une matrice de 16 SiPMs fabriquée par Hamamatsu. Les résultats de ces tests ont souligné les avantages qui pourraient être apportés par l’utilisation de tels détecteurs. Un cahier des charges pour l’électronique a été défini à l’issue de ces tests. Notamment, une nécessité de corriger la dispersion en gain entre les 16 pixels qui a été trouvée d’environ 10%. La seconde partie est la conception d’un circuit intégré (ASIC) qui pourrait lire les signaux des pixels -SiPM avec la moindre perturbation possible de fonctionnement du détecteur. Cet ASIC inclut des fonctions de contrôle (slow control) qui permettent l’ajustement de gain des pixels, l’amélioration de l’uniformité de gain et la possibilité de supprimer les canaux bruyants ou encore même le contournement du processus de contrôle de gain. Ces fonctionnalités peuvent unifier le gain de 16 canaux. Les sorties des 16 canaux seront sommées pour en faire deux signaux seulement à la sortie de l’ASIC. Ces deux signaux, un sur le haut gain et l’autre sur le bas gain seront fournis au système d’acquisition qui suivra l’ASIC. Une fonction de déclenchement génèrera un signal de trigger qui sera ainsi transmis au système d’acquisition. Cet ASIC a été réalisée avec la technologie AMS 0.35um BiCMOS. Les simulations ont montré une gamme dynamique linéairement couverte jusqu’à 2000 photoélectrons et la possibilité de mesurer le photoélectron unique grâce au bon rapport signal sur bruit électronique. Les tests au laboratoire confirment une grande partie de ces résultats.