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We report on the first comparison of distant caesium fountain primary frequency standards (PFSs) via an optical fiber link. The 1415 km long optical link connects two PFSs at LNE-SYRTE (Laboratoire National de m\'{e}trologie et d'Essais - SYst\`{e}me de R\'{e}f\'{e}rences Temps-Espace) in Paris (France) with two at PTB (Physikalisch-Technische Bundesanstalt) in Braunschweig (Germany). For a long time, these PFSs have been major contributors to accuracy of the International Atomic Time (TAI), with stated accuracies of around $3\times 10^{-16}$. They have also been the references for a number of absolute measurements of clock transition frequencies in various optical frequency standards in view of a future redefinition of the second. The phase coherent optical frequency transfer via a stabilized telecom fiber link enables far better resolution than any other means of frequency transfer based on satellite links. The agreement for each pair of distant fountains compared is well within the combined uncertainty of a few 10$^{-16}$ for all the comparisons, which fully supports the stated PFSs' uncertainties. The comparison also includes a rubidium fountain frequency standard participating in the steering of TAI and enables a new absolute determination of the $^{87}$Rb ground state hyperfine transition frequency with an uncertainty of $3.1\times 10^{-16}$. This paper is dedicated to the memory of Andr\'{e} Clairon, who passed away on the 24$^{th}$ of December 2015, for his pioneering and long-lasting efforts in atomic fountains. He also pioneered optical links from as early as 1997.

This work consists of the study and realization of a powerful optical link ensuring the transfer of the references for frequency stability available on the site of Besancon.Within this framework, we developed and tested three electronic systems of control which make it possible to correct the fluctuations of the phase signals which pass in optical fiber. These three systems are thencompared in terms of performances, stability and respective limitations. One of the applications of this system, consists in producing a composite clock benefitting from best accessible stabilities,using an quartz oscillator synchronized simultaneously on a cesium clock and a hydrogen maser. The suggested method is original and is based on a frequency locked loop (FLL).Several other, we proposed a physical realization of a time scale by integrating the data of BIPM in our algorithm.; Ce mémoire présente l'étude et la réalisation d'un lien optique performant assurant le transfert de la stabilité des références de fréquence disponibles sur le site de Besançon.Dans ce cadre, nous avons développé et testé trois dispositifs d'asservissement qui permettent de corriger les fluctuations de phase des signaux qui transitent dans la fibre optique. Ces trois systèmes sont ensuite comparés en termes de performances, de stabilité et de leurs limitations respectives.Une des applications concrètes de ce système, consiste à réaliser une horloge composite tirant profit des meilleures stabilités accessibles, utilisant un oscillateur à quartz synchronisé simultanément sur une horloge à césium et un maser à hydrogène. La méthode proposée est originale et est basée sur une boucle à verrouillage de fréquence (FLL).Enfin, nous avons proposé une réalisation physique d'une échelle de temps en intégrant les données de BIPM dans notre algorithme.

This work consists of the study and realization of a powerful optical link ensuring the transfer of the references for frequency stability available on the site of Besancon.Within this framework, we developed and tested three electronic systems of control which make it possible to correct the fluctuations of the phase signals which pass in optical fiber. These three systems are thencompared in terms of performances, stability and respective limitations. One of the applications of this system, consists in producing a composite clock benefitting from best accessible stabilities,using an quartz oscillator synchronized simultaneously on a cesium clock and a hydrogen maser. The suggested method is original and is based on a frequency locked loop (FLL).Several other, we proposed a physical realization of a time scale by integrating the data of BIPM in our algorithm., Ce mémoire présente l'étude et la réalisation d'un lien optique performant assurant le transfert de la stabilité des références de fréquence disponibles sur le site de Besançon.Dans ce cadre, nous avons développé et testé trois dispositifs d'asservissement qui permettent de corriger les fluctuations de phase des signaux qui transitent dans la fibre optique. Ces trois systèmes sont ensuite comparés en termes de performances, de stabilité et de leurs limitations respectives.Une des applications concrètes de ce système, consiste à réaliser une horloge composite tirant profit des meilleures stabilités accessibles, utilisant un oscillateur à quartz synchronisé simultanément sur une horloge à césium et un maser à hydrogène. La méthode proposée est originale et est basée sur une boucle à verrouillage de fréquence (FLL).Enfin, nous avons proposé une réalisation physique d'une échelle de temps en intégrant les données de BIPM dans notre algorithme.