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The last two decades have witnessed an extensive usage of radiofrequencies due to the proliferation of wireless technologies, such as cellular, Wi-Fi, and Bluetooth. This caused a lot of concerns regarding the exposure to these radiations. In 2011, the International Agency for Research on Cancer (IARC) categorized the radiofrequency radiations as “possibly'' carcinogenic to humans (Group 2B). This classification means that "There is some evidence that it can cause cancer in humans but at present, it is far from conclusive". One way to answer this question is by performing scientifically sound epidemiological studies. However, all studies face the difficulty to accurately assess the population exposure to these radiations. Studying the population exposure to radiofrequency radiations is extremely challenging, requiring extensive measurements data from a large population, over a long period of time.In tandem with the advancement in wireless technologies, smartphones have evolved to become feature-rich, affordable devices, capable of measuring radio-frequency radiations. They embed various sensors and antennas. This makes them very attractive for researchers and a perfect candidate for crowd-based measurements.The first contribution of this thesis is to assess the accuracy of smartphones to perform radio-frequency measurements. We make an extensive evaluation of the accuracy of smartphone measurements of the wireless signal strength (RSSI). We evaluate the impact of smartphone orientation in space with respect to the source on the received power in an LTE network. We perform measurements both in controlled and outdoor environments. We show that the orientation can affect the accuracy of the smartphone measurements, and we propose a calibration technique to improve the accuracy. We also show that outdoor, multi-path and polarization diversity can help reduce the effect of orientation. We extend the study to Bluetooth technology. We show that Bluetooth RSSI measurements are sensitive to smartphone orientation even in realistic environments.In the second contribution of this thesis, we report the largest crowd-based measurement of the population exposure to radio frequencies produced by cellular antennas, Wi-Fi access points, and Bluetooth devices for 254,410 unique users in 13 countries from January 2017 to December 2020. We show that the overall exposure level has doubled in the four years period we consider, Wi-Fi being by far the largest contributor. However, the exposure levels are orders of magnitude lower than the regulation limits. The population tends to be more exposed at home, and their personal Wi-Fi access point and Bluetooth devices contribute as much to their exposure as any other source. We publicly open the dataset we used in this study. We anticipate our work to be a starting point for sound epidemiological studies on the impact of radio frequencies on health. We also believe that our unique dataset will be invaluable for several other fields interested in the usage of wireless communication technologies, and how the population is exposed to either radio frequencies or technologies.; La prolifération des technologies sans fil ces deux dernières décennies, telles que le cellulaire, le Wi-Fi et le Bluetooth, a engendré une utilisation intensive des ondes radiofréquences. Cela a causé beaucoup d'inquiétudes concernant l'exposition des gens à ces ondes. En 2011, le Centre International de Recherche sur le Cancer (CIRC), un organisme de l'Organisation Mondiale de la Santé (OMS), a classé les ondes radiofréquences comme "possiblement" cancérogènes pour l'homme (Groupe 2B). Cette classification signifie qu' « il existe des études montrant que ces radiations peuvent provoquer un cancer chez l'homme mais qu’à l'heure actuelle, c'est loin d'être concluant". Une façon de répondre à cette question est de mener des études épidémiologiques scientifiquement solides. Cependant, toutes les études sont confrontées à la difficulté d'évaluer avec précision l'exposition de la population à ces ondes radiofréquences. L'étude de l'exposition de la population aux ondes radiofréquence est extrêmement difficile, nécessitant beaucoup de données sur une large population, et sur une longue période de temps.Parallèlement aux progrès des technologies sans fil, les smartphones ont évolué pour devenir des appareils riches en fonctionnalités à des prix très abordables, capables de mesurer les ondes radiofréquences. Ils embarquent divers capteurs et antennes. Cela les rend d'une très grande utilité pour les chercheurs et un candidat parfait pour les mesures crowdsource.La première contribution de cette thèse est d'évaluer la précision des smartphones pour effectuer des mesures de puissance des ondes radiofréquences. Nous évaluons d'une manière approfondie la précision des mesures de puissance du signal (RSSI) faites par un smartphone. Nous étudions l'impact de l'orientation du smartphone dans l'espace par rapport à la source sur la puissance reçue dans un réseau LTE. On fait des mesures à la fois dans un environnement contrôlé (chambre anéchoïque) ainsi qu'à l'extérieur. Nous montrons que l'orientation peut affecter la précision des mesures du smartphone, et nous proposons une technique de calibration pour améliorer la précision. Nous montrons également qu'à l'extérieur, la réflexion des ondes dans l'environnement et l’utilisation de la diversification de polarisations dans les antennes de transmission peuvent aider à réduire l'impact de l'orientation. Nous étendons l'étude à la technologie Bluetooth. Nous montrons que les mesures de puissance RSSI du Bluetooth sont aussi sensibles à l'orientation du smartphone même dans des environnements réalistes.Dans la deuxième contribution de cette thèse, nous présentons la plus grande étude basée sur le crowdsourcing de l'exposition de la population aux fréquences radio produites par les antennes cellulaires, les points d'accès Wi-Fi et les appareils Bluetooth. Notre étude comprend 254410 utilisateurs uniques dans 13 pays, de janvier 2017 jusqu'à décembre 2020. Nous montrons que le niveau d'exposition totale a doublé au cours de la période des quatre années que nous considérons, le Wi-Fi étant de loin le plus gros contributeur. Cependant, les niveaux d'exposition actuels sont largement inférieurs aux limites définies par les autorités de régulation. La population a tendance à être plus exposée à la maison. Les équipements personnels tels que les points d'accès Wi-Fi et les appareils Bluetooth contribuent autant à l'exposition personnelle que toute autre source. Nous rendons publique l'ensemble des données que nous avons utilisées dans cette étude. Nous prévoyons que nos travaux seront un point de départ pour des études épidémiologiques solides sur l'impact des radiofréquences sur la santé. Nous pensons également que notre ensemble de données unique sera inestimable pour plusieurs autres domaines intéressés par l'usage des technologies de communication sans fil par la population.

La littérature scientifique sur l'exposition aux radiofréquences et leurs effets biologiques et sanitaires. Une analyse scientométrique

Agri-food industry issues concern food products storage, and yields increase. Since the 1950's, intensive agriculture, chemical pesticides based, and massive irrigation are means used to confront increasing population needs. However, these practices have shown adverse effects on biodiversity and farmers health. Several studies have shown relevant results on cold plasmas fungicidal properties, action on seed germination and on chemicals degradation. A low-pressure air plasma (1 pascal) process was used and optimized for seed treatment. Seeds were placed onto a grounded grid inside an 80 liters reaction chamber exposed to two kinds of plasma. The main source was an electron cyclotron resonance microwave plasma applicator (MW-ECR). Plasma fundamental properties (emitted species, electron densities and temperatures) were measured to map the discharge. This characterization allowed to define two plasma regimes considering the injected power. High species density was generated inside the ECR area. At low-powers, species were diffused inside the plasma volume whereas by exceeding 100 W, they were carried towards the walls. The secondary source was a capacitively coupled radiofrequency plasma source (RF-CCP). The previous plasma parametric study was completed by varying the radiofrequency power. RF power greater than MW power results in higher reactive species density and a volume uniformization of plasma. These species are likely to interact with the seeds. This process efficiency in the agricultural issues of fungal contamination and seed yield optimization was established through two separate studies carried out on seeds which have been certified chemical treatment free. - Seeds represent the first step of the food production chain, constituting most of food products. Fungal contaminants have negative effects on seeds from field to consumer. They are crops spoilers, impacting production yields and food stocks. Molds, such as Fusarium spp. may produce mycotoxins during their metabolism process, responsible on health hazards (e.g. deoxynivalenol: DON or vomitoxin). Plasma discharges fungicidal properties were evaluated on bread wheat seeds (Triticum aestivum L.). Wheat seeds native fungal flora was identified before quantifying their inactivation by the plasma process. The microwave plasma process can face to the substrate matrix effect. This phenomenon was studied by comparing DON degradation onto plate glass carriers and wheat carriers. Post-treated seeds conformity for bread making was evaluated by physicochemical properties such as moisture and gluten contents. Germination yields were also evaluated in order to be consistent with a sustainable agriculture approach. [...]; La conservation des produits et l'optimisation des rendements sont au centre des préoccupations de l'industrie agroalimentaire afin d'assurer la sécurité alimentaire d'une population mondiale en expansion. Les techniques agricoles actuelles sont majoritairement appliquées sur les semences, à l'origine de tous les aliments, et les premières cibles des contaminants. L'utilisation intensive d'intrants chimiques se révèle nuisible pour la sécurité sanitaire de l'agriculteur et pour la biodiversité. Depuis les années 2010, les plasmas sont étudiés comme alternatives potentielles à ces méthodes pour leurs propriétés biocides, leurs actions dans la germination de semences et pour la dégradation de molécules. Dans ce contexte, un procédé de plasma d'air à basse pression (1 pascal) est étudié et optimisé en vue d'une application au traitement de semences. Les graines sont disposées sur une grille connectée à la masse dans une enceinte sous vide de 80 litres. La source principale est un applicateur micro-ondes (MW) à structure coaxiale régie par le phénomène de résonance cyclotronique des électrons (RCE). L'étude des propriétés fondamentales (espèces excitées, densités et températures électroniques) de ces plasmas à différentes positions dans le réacteur a permis de définir deux régimes de fonctionnement dépendants de la puissance injectée. Une forte densité d'espèces est générée dans la zone de RCE puis diffusée dans l'enceinte. Cette distribution est volumique à basse puissance et dirigée vers les parois à partir de 100 W. Une source radiofréquence (RF) à couplage capacitif est ajoutée en complément. Une étude paramétrique est réalisée en faisant varier la puissance RF. Une puissance RF supérieure à la puissance MW entraîne une densité d'espèces réactives plus importante et plus uniforme en volume. Ces espèces sont susceptibles d'interagir avec les graines. L'efficacité de ce procédé dans les problématiques agricoles est établie à travers deux études distinctes réalisées sur des graines certifiées non traitées par des pesticides. - Les aliments sont susceptibles d'être contaminés par des moisissures causant une décomposition précoce des tissus organiques et la réduction, à termes, des réserves. La faculté de certaines moisissures à produire des mycotoxines, présente un risque sanitaire pour le consommateur (e.g. déoxynivalénol : DON, produit par Fusarium spp.). La flore native de grains de blé tendre panifiable (Triticum aestivum L.) est identifiée avant de quantifier l'efficacité fongicide du plasma sur celle-ci. La dégradation de la mycotoxine DON engendrée par la source MW est estimée sur un substrat de verre et sur les grains de blé. La conservation post-traitement du taux d'humidité et de la teneur en gluten dans la farine de blé, est vérifiée afin d'assurer son utilisation pour la panification.[...]

This doctoral work addresses the issue of early sexing of eggs, consisting in determining the sex of an avian embryo, in this particular case of the mulard duck, at an early stage of embryonic development. Indeed, it is a global problem with strong societal issues related to animal welfare as well as economic issues related to agro-industry. To address these issues, current developments involve techniques, that may or may not be invasive, mainly optical. In our case, we were interested in the development of instrumentation based on the radio frequency (RF) spectroscopy technique as a method of early sexing in and ex ovo due to its non-invasive character and its ability to characterize biological material by its dielectric properties. In the first part of this document (Chapter I), we study the current context of egg sexing, by addressing societal and economic issues as well as existing or developing analytical techniques. In this landscape, we position RF spectroscopy as an innovative and viable technique for large-scale application. Then, the work is divided into two main axis. The first one is described in chapter II of this PhD manuscript with the establishment of a millifluidic RF analysis system to evaluate the different constituent fluids of an egg and evaluate if it is possible to find a source of sexual differentiation (male-female). To do this, we design and then optimize an RF millifluidic spectroscopy device. Its characterization in terms of sensitivity and reproducibility of measurements is carried out using reference liquids. Protocols for the collection and preparation of liquid egg samples as well as measurement methods are then set up, applied to the discrimination of clear eggs and fertilized eggs and then gender. The second axis deals with the implementation of an instrumentation for non-invasive RF analysis of eggs. To do this, a part of the work is dedicated to the design of sensors to irradiate electromagnetic waves in the egg and, to measure the waves reflected and transmitted by and through the egg respectively. Using electrical and electromagnetic simulation tools, we design different versions of the sensors dedicated to eggs measurements, and define the most suitable for the intended application. An egg characterization test bench and an experimental method are also set up to measure eggs at different incubation days. Various eggs measurement campaigns permit to highlight the improvements which should be made to the instrumentation for a better adaptability to the intrinsic variability of eggs and a better sensitivity, with the proposal of a new version of the RF spectroscopic test-bench of eggs, adapted to the geometry of the egg. This work therefore lays the first foundations of a RF instrumentation dedicated to the non-invasive analysis of eggs, with the prospect of a possible exploitation for freshness evaluation or even early sexing, which both have significant economic challenges for the agricultural and avian sector., Ce travail de thèse aborde la problématique du sexage précoce des œufs, consistant à déterminer le sexe d’un embryon aviaire, dans ce cas particulier du canard mulard, à un stade précoce de développement embryonnaire. En effet il s’agit d’une problématique mondiale avec de forts enjeux sociétaux liés au bien-être animal ainsi que des enjeux économiques liés à l’agro-industrie. Pour répondre à cette problématique, les développements en cours impliquent des techniques invasives ou non, majoritairement optiques. Dans notre cas, nous nous sommes intéressés au développement d’instrumentations basées sur la technique de spectroscopie radiofréquence (RF) comme méthode de sexage précoce in et ex ovo en raison de son caractère non-invasif et sa capacité à caractériser la matière biologique par ses propriétés diélectriques. Dans une première partie de ce manuscrit, le Chapitre I, nous étudions le contexte actuel du sexage des œufs, en abordant les enjeux sociétaux et économiques ainsi que les techniques d’analyse existantes ou en cours de développement. Dans ce paysage, nous positionnons la spectroscopie RF comme technique innovante et viable pour une application à grande échelle. Ensuite, le travail de thèse a été divisé en deux axes principaux. Le premier est décrit dans le chapitre II de cette thèse avec la mise en place d’un système d’analyse RF millifluidique pour évaluer les différents liquides constitutifs de l’œuf et voir s’il est possible de trouver une source de différentiation sexuelle (mâle-femelle) ciblée dans l’œuf. Pour cela nous avons conçu puis optimisé un dispositif de spectroscopie millifluidique RF. Sa caractérisation en termes de sensibilité et de reproductibilité des mesures a été menée à l’aide de liquides de référence. Des protocoles de prélèvements et de préparation des échantillons liquides d’œufs ainsi que des méthodes de mesures ont ensuite été mis en place, appliqués à la discrimination d’œufs clairs et d’œufs fécondés puis du sexe. Le deuxième axe traite de la mise en place de l’instrumentation d’analyse RF non invasive des œufs. Pour cela une partie a été dédiée à la conception des capteurs permettant d’irradier des ondes électromagnétiques dans l’œuf et de mesurer les ondes réfléchie et transmise par et à travers l’œuf. En utilisant des outils de simulation électrique et électromagnétique, nous avons conçu différentes versions des capteurs dédiés à la mesure des œufs, et défini celui le plus adapté pour l’application visée. Un banc de caractérisation d’œufs et une méthode expérimentale ont été également mis en place pour mesurer des œufs à différents jours d’incubation. Différentes campagnes de mesure sur œuf a permis de mettre en évidence des améliorations à apporter à l’instrumentation pour une meilleure adaptabilité à la variabilité intrinsèque des œufs et une meilleure sensibilité, avec la proposition d’une nouvelle version du banc de spectroscopie RF sur œufs, adaptable à la géométrie de l’œuf. Ce travail pose donc les premières bases d’une instrumentation RF dédiée à l’analyse non invasive d’œufs, avec pour perspective une possible exploitation pour des problématiques de fraîcheur ou encore de sexage précoce, qui revêtent des enjeux économiques importants pour le secteur agricole et la filière aviaire.

Les travaux présentés dans cette thèse visent à améliorer les performances du système SPYBOAT, une gamme de drones aquatiques de surface développés par l'entreprise CT2MC et destinés à la réalisation de missions de surveillance environementale en eau douce. Afin de pouvoir mener à bien leurs missions, le maintien de la communication radio avec ces équipements est primordial à la fois pour pouvoir envoyer de nouvelles instructions aux agents, et pour évaluer l'état d'avancement de la mission. Les objectifs de cette thèse sont donc complémentaires:- concevoir une antenne dédiée à un véhicule autonome de surface et contenue dans sa coque,- développer une stratégie de déploiement qui prend en compte la portée radio et les ressources de calcul limitées.Dans un premier temps, les paramètres dynamiques d'un des modèles SPYBOAT ont été identifiés au cours d'une campagne de mesures réalisée sur le Lac du Bourget (73). Le modèle dynamique est ensuite approfondi afin de mettre en évidence sa platitude qui sera utilisée lors de la génération des trajectoires de référence.Ensuite, les conditions particulières d'un point de vue radio-fréquence sont abordées telles que la proximité de l'eau, les faibles hauteurs et le voisinage d'éléments conducteurs. La topologie choisie consiste en un réseau d'antennes constitué de 3 monopoles semi-circulaires. Les performances de cette antenne ont été évaluées par simulation et confirmées par le biais de mesures effectuées sur des prototypes. Les résultats montrent que ces antennes offrent des performances comparables aux dipoles filaires classiquement utilisés dans ce domaine.Enfin, nous proposons un algorithme de génération d'une trajectoire de référence pour une flotte de drones exploitant la platitude des systèmes à contrôler. Les contraintes de portée induites par l'utilisation de l'antenne sont prises en compte afin de garantir le contact radio avec chaque agent. Cette étape d'optimisation est réalisée en amont de la mission afin de minimiser la tâche alouée au contrôleur, qui consiste en une commande LQR (Linear Quadratic Regulator) à gain variable. Cette stratégie de commande a été simulée et testée avec succès sur un système réel., The work described herein concerns the development of a communication strategy for a fleet of USVs (Unmanned Surface Vehicles). This project's aim is to improve the performances of the SPYBOAT system, developed by the French company CT2MC to perform environmental monitoring missions in fresh waters. In order to successfully fulfill their task, autonomous surface vehicles must be able to maintain a reliable communication link. This thesis's goal is twofold and complementary:- propose the design of an antenna dedicated to the particular conditions of an USV environment and contained in the vessel's hull,- take into account the effective radio ranges and the limited onboard computing resources to develop an admissible deployment strategy.First, the system under study is identified through experiments performed in the Bourget Lake. The differential flatness property of the model is also proved for further use in the computation of reference trajectories.Subsequently, the characteristics of the USV are described from a radio-frequency point of view. The environmental conditions involved by the water proximity, the low heights of the antennas and the high density of conductive materials in unmanned systems are very challenging. The selected antenna configuration is a planar antenna array, composed of three elementary semi-circular monopoles. Low-height measurements over the ground in open space, in good agreement with simulations, have proven that the proposed antenna and the currently used wire antennas exhibit good electrical performances. Antennas simulations have shown that the radiation pattern loses its omnidirectional property when placed in the vessel's hull due to the reflexions on the embedded equipment, and multiple antennas are required to maintain a reliable communication link.Finally, an algorithm able to compute a feasible reference trajectory for a fleet of USVs is proposed. The flatness-based optimization algorithm takes into account communication constraints to ensure that none of the agents in the network becomes isolated. The optimization problem is solved offline to reduce the computation task of the embedded controller. Then, the trajectory tracking algorithm is implemented online via an LQR (Linear Quadratic Regulator) controller which has been simulated and successfully experimented under various scenarios over the real platforms of CT2MC. The experimental tests show that the pre-established communication constraints are preserved while minimizing the tracking error.

This thesis work deals with the optimization of cellulosic materials (papers, cardboard and cellulosic based materials). We seek to upgrade those materials for high frequencies applications: radiofrequency and terahertz. Actually the dielectric properties of cellulosic materials, and specifically their dielectric losses, are very high. It means that the efficiency and the yield of those applications are limited. In this work, we first study individually the properties and the dielectric parameters of the different component of cellulosic materials. Using radiofrequencies measuring techniques like the resonant cavity and terahertz measuring techniques like spectroscopy THz-TDS, we point our interest on the impact of those constituents upon the dielectric losses of papers. Thanks to the results, we then present method and techniques allowing to optimize paper reducing its losses. Eventually, we discuss of the transposition effects of those techniques on a paper industrial production line and propose transversal solutions to the exploitation of paper properties in its actual state. During this work, we show specifically the crucial effect of density on the paper losses and present studies upon crystallinity, length and orientation, of cellulose fibers. Two deeper studies present the impact of fillers and moisture on paper dielectric properties. We show moreover that the fillers are very interesting to reduce the losses of cellulosic materials and we highlight the impact of moisture on measured losses. In those studies, we present two effective medium models of filled papers and moist papers. Those predictive models allow the prediction of the evolution of paper properties in function of fillers and moist content. Thanks to those results we determine, in terahertz, the parameters of bound water to cellulose, unknown yet.; Ce travail de thèse se concentre sur l’optimisation des matériaux cellulosiques (papiers, carton et matériaux à base de cellulose). Nous cherchons à améliorer ces matériaux dans le cadre d’applications hautes fréquences : radiofréquences et térahertz. Actuellement les propriétés diélectriques des matériaux cellulosiques, et notamment leurs pertes diélectriques, sont très élevées. Cela se traduit par une limitation importante de l’efficacité et des rendements des applications dans notre domaine d’étude. Dans ce travail nous commençons par étudier individuellement les propriétés et les paramètres diélectriques des différents constituants des matériaux cellulosiques. En utilisant des techniques de mesures radiofréquences comme la cavité résonante et térahertz comme la spectroscopie THz dans le domaine temporel, nous nous intéressons à l’impact de ces différents constituants sur les pertes des papiers. Grâce à ces connaissances nous présentons alors des méthodes et techniques permettant d’optimiser les papiers en réduisant leurs pertes. Enfin nous discutons des effets de la transposition de ces techniques sur une ligne de production industrielle et proposons des solutions transverses à l’exploitation des propriétés des papiers dans leurs états actuels. Durant ce travail, nous montrons notamment l’effet important de la densité des papiers sur les pertes et nous présentons entre autres des études sur la cristallinité, la longueur et l’orientation des fibres. Deux études plus poussées étudient l’impact des charges et de l’humidité sur les propriétés diélectriques des papiers. Nous montrons surtout que les charges sont très intéressantes pour réduire les pertes des matériaux cellulosiques et nous soulignons l’importance de l’humidité sur les pertes mesurées. Dans ces études nous présentons deux modèles de milieux effectifs pour étudier les papiers chargés et les papiers humides. Ces modèles prédictifs permettent de prédire l’évolution des propriétés des papiers en fonction du taux de charge et d’humidité. Grâce à ces résultats nous déterminons, en térahertz, les paramètres de l’eau liée à la cellulose, paramètres jusqu’alors inconnus.

In recent years, electromagnetic hypersensitivity (EHS) has become a subject of controversy. This pathology is characterized by a self-diagnosis of patients who attribute their symptoms to millimeter waves (OM) exposures (30 - 300 GHz), but, to date, no causal relationship between exposures and these symptoms has been demonstrated. The purpose of this internship is to determine if OM generate genotoxic stress and compare this response on cells from healthy and electrohypersensitive patients. Commercial skin fibroblasts (HDFA) and samples from electrohypersensible patients, or not, are exposed 14 h at 60 GHz with or without potassium bromate (KBrO3), a known oxidizing agent. Genotoxic stress is studied through the activation of the ATM protein-dependent repair system by immunofluorescence and by RT-qPCR and Western Blot. We observed that ATM activation was impaired for some samples when exposed to OM. In addition, the expression of genes involved in DNA repair was not modified but the level of phosphorylation of certain proteins (XRCC1) increased after exposing the HDFA. This study, although incomplete, opens a trail on the mechanism involved in EHS.; Depuis quelques années, l'hypersensibilité électromagnétique (EHS) est devenue un sujet de controverse. Cette pathologie se caractérise par un autodiagnostic des patients qui attribuent leurs symptômes aux expositions aux ondes millimétriques (OM) (30 à 300 GHz), mais, à ce jour, aucun lien de cause à effet entre les expositions et ces symptômes n’a été démontré. Le but de ce stage est de déterminer si les OM génèrent un stress génotoxique et de comparer cette réponse sur des cellules issues de personnes saines et électrohypersensibles. Des fibroblastes de peau commercial (HDFA) et des échantillons issus de personnes électrohypersensbiles, ou non, sont exposés 14 h à 60 GHz avec ou sans bromate de potassium (KBrO3), un agent oxydant connu. Le stress génotoxique est étudié via l’activation du système de réparation dépendant de la protéine ATM par immunofluorescence et par RT-qPCR et Western Blot. Nous avons observé que l’activation d’ATM était altérée pour certains échantillons lors d’exposition aux OM. De plus, l’expression de gènes impliqués dans la réparation de l’ADN n’était pas modifiée mais le niveau de phosphorylation de certaines protéines (XRCC1) augmentait sous exposition des HDFA. Cette étude, bien qu’inachevée, ouvre une piste sur le mécanisme impliqué dans l’EHS.

This thesis work deals with the optimization of cellulosic materials (papers, cardboard and cellulosic based materials). We seek to upgrade those materials for high frequencies applications: radiofrequency and terahertz. Actually the dielectric properties of cellulosic materials, and specifically their dielectric losses, are very high. It means that the efficiency and the yield of those applications are limited. In this work, we first study individually the properties and the dielectric parameters of the different component of cellulosic materials. Using radiofrequencies measuring techniques like the resonant cavity and terahertz measuring techniques like spectroscopy THz-TDS, we point our interest on the impact of those constituents upon the dielectric losses of papers. Thanks to the results, we then present method and techniques allowing to optimize paper reducing its losses. Eventually, we discuss of the transposition effects of those techniques on a paper industrial production line and propose transversal solutions to the exploitation of paper properties in its actual state. During this work, we show specifically the crucial effect of density on the paper losses and present studies upon crystallinity, length and orientation, of cellulose fibers. Two deeper studies present the impact of fillers and moisture on paper dielectric properties. We show moreover that the fillers are very interesting to reduce the losses of cellulosic materials and we highlight the impact of moisture on measured losses. In those studies, we present two effective medium models of filled papers and moist papers. Those predictive models allow the prediction of the evolution of paper properties in function of fillers and moist content. Thanks to those results we determine, in terahertz, the parameters of bound water to cellulose, unknown yet., Ce travail de thèse se concentre sur l’optimisation des matériaux cellulosiques (papiers, carton et matériaux à base de cellulose). Nous cherchons à améliorer ces matériaux dans le cadre d’applications hautes fréquences : radiofréquences et térahertz. Actuellement les propriétés diélectriques des matériaux cellulosiques, et notamment leurs pertes diélectriques, sont très élevées. Cela se traduit par une limitation importante de l’efficacité et des rendements des applications dans notre domaine d’étude. Dans ce travail nous commençons par étudier individuellement les propriétés et les paramètres diélectriques des différents constituants des matériaux cellulosiques. En utilisant des techniques de mesures radiofréquences comme la cavité résonante et térahertz comme la spectroscopie THz dans le domaine temporel, nous nous intéressons à l’impact de ces différents constituants sur les pertes des papiers. Grâce à ces connaissances nous présentons alors des méthodes et techniques permettant d’optimiser les papiers en réduisant leurs pertes. Enfin nous discutons des effets de la transposition de ces techniques sur une ligne de production industrielle et proposons des solutions transverses à l’exploitation des propriétés des papiers dans leurs états actuels. Durant ce travail, nous montrons notamment l’effet important de la densité des papiers sur les pertes et nous présentons entre autres des études sur la cristallinité, la longueur et l’orientation des fibres. Deux études plus poussées étudient l’impact des charges et de l’humidité sur les propriétés diélectriques des papiers. Nous montrons surtout que les charges sont très intéressantes pour réduire les pertes des matériaux cellulosiques et nous soulignons l’importance de l’humidité sur les pertes mesurées. Dans ces études nous présentons deux modèles de milieux effectifs pour étudier les papiers chargés et les papiers humides. Ces modèles prédictifs permettent de prédire l’évolution des propriétés des papiers en fonction du taux de charge et d’humidité. Grâce à ces résultats nous déterminons, en térahertz, les paramètres de l’eau liée à la cellulose, paramètres jusqu’alors inconnus.

The increasing development of mobile phone technology and networks raises the question of the impact of electromagnetic fields in the radiofrequency range (RF) on human health and well-being. However, data from humans and animal scientific research remain controversial and do not allow to conclude about potential harmful effects of RF, particularly on the brain. Thus, our results showed that, in young, adult and aged rats, a chronic exposure (3 months) to a 4G LTE signal (900 MHz, SAR = 0.33 W/kg, 61V/m) had no impact on spatial learning and long-term memory, nor on anxiety and locomotion. Gene expression was studied using high throughput RNA sequencing in the dorsal hippocampus and medial prefrontal cortex, both in "Basal" and "Learning" conditions. Our results show that some genes belonging to specific functional groups were modulated by RF in the dorsal hippocampus in "Basal" condition and, in the median prefrontal cortex during and after spatial learning. However, it is to note that these gene expression modulations have no impact on recent or remote memory. In perspective, it will be important to explore the potential effects of such changes in brain functioning., Avec l'avènement de la téléphonie et des réseaux mobiles, l'impact des radiofréquences (RF) sur la santé humaine est plus que jamais un sujet d'actualité. Les résultats des recherches Homme et animal restent controversés et ne permettent pas de conclusion définitive sur l’existence ou non d’effets des RF, notamment sur le cerveau. Ainsi, nos résultats montrent que chez le rat, jeune, adulte et âgé, une exposition de 3 mois à un signal LTE 4G (900 MHz, 61V/m, DAS = 0,33 W/kg) n’a aucun effet sur l’apprentissage et la mémoire spatiale récente et ancienne, ni sur l’anxiété ou la locomotion. L’expression des gènes a été étudiée par séquençage haut débit des ARNm, en conditions "Basal" et "Apprentissage" dans l’hippocampe dorsal et le cortex préfrontal médian. Nos résultats montrent que des gènes appartenant à des regroupements fonctionnels spécifiques sont modulés en réponse à l’exposition aux RF dans l'hippocampe dorsal en condition "Basal" et dans le cortex préfrontal médian, pendant et suite à un apprentissage spatial. Cependant, il est important de noter que ces modulations génétiques n'impactent pas le rappel d'un souvenir récent ou ancien. En perspective, il sera important de connaître les possibles répercussions que ces régulations peuvent avoir à plus long terme sur le fonctionnement cérébral.

Ion Cyclotron Resonance Heating (ICRH) is one of the most important plasma heating methods in magnetically confined fusion experiments. In ITER, two ICRH antennas are designed to supply 20 MW of Radio-Frequency (RF) power at 40-55 MHz to heat the plasma. RF sliding contacts are used in the antennas to allow their remote handling assembly and to improve their maintainability, as well as to absorb the thermal expansion of the RF conductors during operations. One of the RF contacts is designed to be operated at 2.25 kA in steady-state (1200 s), with a current density of 4.8 kA/m. With such current levels, high heating occurs at the contact area which threatens the structural and material safety of the RF contacts and constrain their life time. In addition, before operation of the ITER ICRH antennas, all the in-vessel structures will be baked at 250°C during thousands of cumulated hours for outgassing.In CEA, R&D work on RF contact development has been carried out for 10 years. Recently, Ag-coated CuCrZr louvers RF contact prototype based on Multi-Contact LA-CUT commercial contact configuration was tested on TITAN test-bed. 1500 A, 1200 s steady-state operation was achieved. However, due to burn failure, the RF contact prototype couldn’t reach 1200 s steady-state under 2 kA as expected. In order to improve the performances of the RF sliding contacts to match ITER requirements, failure mechanisms of RF contacts during RF operations were analyzed and possible materials or coated systems that can be used for RF sliding contacts compatible with the ITER environment have been studied in detail within this thesis work. The effects of material selection, cooling parameter and contact resistance on louvers temperature have been modelled and simulated through finite element methods.Moreover, functional coatings like Ag, Au, Rh and their alloys were manufactured by electroplating on 316L and CuCrZr, which are commonly used as base materials on tokamak. By mimicking the ITER baking conditions, the coated samples were thermal aged under vacuum at 250ºC for 500 h, after which the materials properties evolution such as hardness, grain size and adherence was characterized. In addition, the coating life time has been evaluated through cross-sectional diffusion characterizations.In order to evaluate the electrical and tribological behavior of the coated material pairs, a dedicated and innovative test bed was designed during this thesis and used successfully. On this test bed the samples can be heated up to 350ºC and the vacuum can reach 10-5 Pa. Static contact resistance as well as transient contact resistance/friction coefficient of sliding pairs can be measured. Sliding and electrical tests of uncoated 316L/CuCrZr pair and coated pairs Ag/Rh and Au-Ni/Rh were carried out. The relationships between vacuum condition, temperature, contact force and the static contact resistance have been studied and an optimal contact force was selected. Under this optimal contact force, the sliding tests were launched and the evolutions of friction coefficient as well as contact resistance were analyzed. Through wear characterizations, the life times of the coatings were evaluated.Finally, based on the first tribological results obtained on commercial Au-Ni and Au-Co alloy coatings, the feasibility of depositing solid lubricant containing Au-Ni and Au-Co composite coatings to minimizing wear and friction coefficient was evaluated. Au-Ni/a-C and Au-Co/WS2 composite coatings were successfully developed by using magnetron sputtering and electroplating methods respectively. Their tribological performance under ITER relevant vacuum condition had been studied.; L’objectif du projet ITER est de démontrer la faisabilité scientifique et technique de la fusion nucléaire à des fins énergétiques. Pour obtenir les réactions de fusion, un plasma chauffé à 150 millions de degrés doit être confiné par un champ magnétique de plusieurs teslas en quasi-continu. Pour obtenir ces températures, des antennes radiofréquences (RF) injectent des ondes électromagnétiques de forte puissance dans le plasma, en particulier entre 40 et 55 MHz aux fréquences de résonance cyclotron des ions. L’assemblage et la dilatation thermique en fonctionnement de ces antennes sont rendus possibles par des contacts électriques glissants. Ces contacts doivent supporter un courant RF crête de 2.25 kA en régime stationnaire, dans un environnement sous vide et pendant toute la durée de fonctionnement de l’antenne. De plus, les matériaux de ces contacts doivent être compatibles avec la température de 250°C utilisée pour l’étuvage de la machine pendant plusieurs milliers d’heures cumulées. Ces contacts RF sont donc des composants critiques pour les performances de l'antenne. Aucun contact électrique du commerce n'a jusqu'à présent été qualifié pour ces spécifications et un effort particulier a donc été porté dans le cadre de ce travail de thèse afin de développer une solution satisfaisante. Le choix des matériaux et des revêtements utilisés pour ces contacts a fait l’objet de la première partie de cette étude. Pour ce faire, un modèle multi-physique tenant compte des paramètres RF, mécaniques et thermiques a été développé. À la suite de cette étude, des premiers couples de matériaux et de revêtements ont été sélectionnés. Les propriétés d’échantillons représentatifs ont été caractérisées par des mesures réalisées au laboratoire CIRIMAT avant et après un vieillissement thermique simulé. Afin d’évaluer le comportement électrique et tribologique de ces paires de matériaux dans les conditions de fonctionnement d’ITER, un tribomètre sous vide a été spécifiquement conçu et utilisé pendant ce travail de thèse. Ce tribomètre permet de mesurer l’évolution du coefficient de frottement et de la résistance de contact entre deux échantillons en mouvement relatif linéaire, sous vide (10-5 Pa) et jusqu’à 350°C. Des couples d’échantillons de 316L/CuCrZr non revêtus ont été comparés à des couples revêtus d’argent et de rhodium ou d’or et de rhodium. La force normale de contact optimale a d’abord été déterminée par rapport à la résistance de contact et au coefficient de frottement. L’évolution dynamique de ces paramètres et la durée de vie des revêtements ont ensuite été mesurées sur le cycle de vie attendu des contacts de l’antenne ICRH d’ITER.Enfin, la faisabilité d’une nouvelle méthode de lubrification compatible avec le vide a été développée à partir de revêtements composites or/nickel/carbone et or/cobalt/WS2. Ces nouveaux revêtements ont été élaborés par des méthodes de dépôt en phase vapeur et d’électrodéposition respectivement. Leurs performances tribologiques ont été caractérisées dans des conditions représentatives de celles d’ITER.

Aim : the ablation strategy in the treatment of persistent atrial fibrillation (AF) is still an ongoing debate. A pulmonary vein isolation must be performed. Ablation targeting others substrate in the left atria (LA) doesn’t show superiority and is indicated in IIb class. We reported results of cryoablation as a first procedure, followed by radiofrequency linear ablation in case of an arythmia recurrence. Methods : forty-four patients with recurrence of persistent AF following a second-generation cryoballoon pulmonary vein isolation underwent at least one repeat ablation in radiofrequency, with creation of a mitral isthmus line and a LA roof line, between march 2013 and april 2018. Our prospective follow-up evaluated the freedom from AF and the predictors of arythmia recurrence. Results : thirty-one patients (70.5%) were in sinus rythm after a mean of 1.3 ± 0.6 radiofrequency procedures, with a follow-up of 20.6 ± 13.4 months since the first repeat ablation and 17 ± 13 months since the last procedure. On univariate analysis, LA size was a predictor of relapse, for an area at or beyond 30 cm² (HR 4.712, IC 1.357-16.362, p=0.015) and a volume at or beyond 200 mL (HR 3.279, IC 1.057-10.174, p=0.04). We had only one serious complication, a cardiac tamponade. Conclusion : our strategy of repeated ablation(s) with creation of LA lines in radiofrequency after persistent AF recurrence following an index procedure of cryoballoon pulmonary vein isolation, apparead safe and effective, with 70.5% of freedom from any atrial arythmia at 20 months follow-up.; Objectif : la stratégie d’ablation de la fibrillation atriale (FA) persistante fait débat. L’isolation des veines pulmonaires est impérative. L’ajout d’autres lésions dans l’oreillette gauche (OG) n’a pas prouvé sa supériorité et est recommandée en classe IIb. Notre étude a évalué les résultats d’une approche commençant par la cryoisolation des veines pulmonaires seule, complétée par la création de lignes en radiofréquence en cas de récidive. Méthodes : quarante-quatre patients porteurs de FA persistante, ayant présenté une récidive après une procédure de cryoablation au ballon de deuxième génération ont bénéficié d’au moins une reprise en radiofréquence avec création d’une ligne de l’isthme mitral et une ligne du toit de l’OG, entre mars 2013 et avril 2018. Notre suivi prospectif a évalué le taux de maintien en rythme sinusal et les facteurs prédictifs de récidive Résultats : trente et un patients (70.5%) étaient en rythme sinusal après 1.3 ± 0.6 reprises en moyenne, avec un suivi de 20.6 ± 13.4 mois depuis la première reprise et de 17 ± 13 mois depuis la dernière procédure. En analyse univariée, on retrouvait une différence significative en termes de dimensions de l’OG entre les patients ayant récidivé et ceux indemnes d’arythmie, pour une surface supérieure ou égale à 30 cm² (HR 4.712, IC 1.357-16.362, p=0.015) et un volume supérieur ou égal à 200 mL (HR 3.279, IC 1.057-10.174, p=0.04). Il y eu une seule complication grave, une tamponnade. Conclusion : la stratégie de reprise(s) en radiofréquence avec création de lignes dans l’OG en cas de récidive de FA persistante après une procédure initiale de cryoisolation des veines pulmonaires s’est avérée sûre et efficace, avec 70.5% de maintien en rythme sinusal à 20 mois.

The worldwide growth of telecommunication networks drives an increasing need in terms of bandwidth and computing management. Data processing requires the development of complex system, which combines both heterogeneous functionalities such as numeric calculator, analog functions and memory storage. The original chosen approach is highly innovative in the field of microelectronics as it combines both 3D technologies and process integration for photonic on silicon. High speed signals (25, 40 or 60 Gb/s) are transmitted within the photonic interposer through 3D interconnects that are TSV (Trough-Silicon-Via), µ-bumps (copper connection in-between dies), RDL (Redistribution Line) and bumps (copper connection to the bottom access). Thereby, it is necessary to develop new technologies and new assemblies to interconnect and route efficiently those high speed circuits. Another challenge is to model them precisely for very high frequencies (>50 GHz), exploiting and developing the best characterization solutions in order to optimize the way to implement them. This PhD work will be performed in the frame of a tripartite collaboration and can be divided into four parts: 1. Specification of the key interconnects building-blocks and their associated test structures required to evaluate their performance in the context of a photonic interposer 2. Integration of the RF test circuits in the context of the stack of high speed logic dies over a photonic interposer using the developed 3D interconnects 3. Characterization of the test structures at very high frequency using dedicated characterization technics and extraction of equivalent models. Comparison with electromagnetic simulation 4. Validation of the technological and integration choices. Optimization of the transmission lines for efficient routing applied to 3D photonic structures; L'essor des réseaux de télécommunications à l'échelle mondiale génère un besoin croissant en termes de bande passante et de gestion de l'information. Le traitement de ces données requiert le développement de systèmes complexes, qui associent des fonctionnalités hétérogènes telles que des calculateurs numériques, des fonctions analogiques et des mémoires de stockage. L'approche originale retenue repose sur un degré d'innovation sans précédent dans le domaine de la microélectronique puisqu'elle mêle à la fois des technologies d'intégration 3D et le développement d'une filière photonique sur silicium. Des signaux très rapides (25, 40 ou 60 Gb/s) doivent donc être acheminés à travers les interconnexions 3D que sont le TSV (via traversant le silicium), les µ-bumps (connexions de cuivre entre les puces), les lignes de RDL (redistribution en face arrière) et les bumps qui assurent la communication vers l'extérieur. Il est nécessaire de développer de nouvelles technologies pour interconnecter les circuits à ces vitesses et de les modéliser finement jusqu'à de très hautes fréquences (>50 GHz), au moyen de techniques de caractérisation à développer, pour optimiser leur mode de réalisation. Ce travail de thèse se déroulera dans le cadre d'une collaboration tripartite et sera décomposé en quatre grandes étapes. 1. Spécifications des briques technologiques et de structures de test dédiées à l'évaluation de leurs performances dans le contexte de l'interposer photonique 2. Intégration des circuits de test, composés d'un empilement de puces logiques sur un interposer photonique, et adaptés au domaine fréquentiel visé avec les interconnexions 3D 3. Développement et mise en oeuvre des techniques de caractérisation à très haute fréquence des interconnexions 3D menant à l'extraction des modèles 4. Optimisation des lignes de transmission et des choix technologiques pour un routage efficace dans les architectures photoniques 3D

The worldwide growth of telecommunication networks drives an increasing need in terms of bandwidth and computing management. Data processing requires the development of complex system, which combines both heterogeneous functionalities such as numeric calculator, analog functions and memory storage. The original chosen approach is highly innovative in the field of microelectronics as it combines both 3D technologies and process integration for photonic on silicon. High speed signals (25, 40 or 60 Gb/s) are transmitted within the photonic interposer through 3D interconnects that are TSV (Trough-Silicon-Via), µ-bumps (copper connection in-between dies), RDL (Redistribution Line) and bumps (copper connection to the bottom access). Thereby, it is necessary to develop new technologies and new assemblies to interconnect and route efficiently those high speed circuits. Another challenge is to model them precisely for very high frequencies (>50 GHz), exploiting and developing the best characterization solutions in order to optimize the way to implement them. This PhD work will be performed in the frame of a tripartite collaboration and can be divided into four parts: 1. Specification of the key interconnects building-blocks and their associated test structures required to evaluate their performance in the context of a photonic interposer 2. Integration of the RF test circuits in the context of the stack of high speed logic dies over a photonic interposer using the developed 3D interconnects 3. Characterization of the test structures at very high frequency using dedicated characterization technics and extraction of equivalent models. Comparison with electromagnetic simulation 4. Validation of the technological and integration choices. Optimization of the transmission lines for efficient routing applied to 3D photonic structures, L'essor des réseaux de télécommunications à l'échelle mondiale génère un besoin croissant en termes de bande passante et de gestion de l'information. Le traitement de ces données requiert le développement de systèmes complexes, qui associent des fonctionnalités hétérogènes telles que des calculateurs numériques, des fonctions analogiques et des mémoires de stockage. L'approche originale retenue repose sur un degré d'innovation sans précédent dans le domaine de la microélectronique puisqu'elle mêle à la fois des technologies d'intégration 3D et le développement d'une filière photonique sur silicium. Des signaux très rapides (25, 40 ou 60 Gb/s) doivent donc être acheminés à travers les interconnexions 3D que sont le TSV (via traversant le silicium), les µ-bumps (connexions de cuivre entre les puces), les lignes de RDL (redistribution en face arrière) et les bumps qui assurent la communication vers l'extérieur. Il est nécessaire de développer de nouvelles technologies pour interconnecter les circuits à ces vitesses et de les modéliser finement jusqu'à de très hautes fréquences (>50 GHz), au moyen de techniques de caractérisation à développer, pour optimiser leur mode de réalisation. Ce travail de thèse se déroulera dans le cadre d'une collaboration tripartite et sera décomposé en quatre grandes étapes. 1. Spécifications des briques technologiques et de structures de test dédiées à l'évaluation de leurs performances dans le contexte de l'interposer photonique 2. Intégration des circuits de test, composés d'un empilement de puces logiques sur un interposer photonique, et adaptés au domaine fréquentiel visé avec les interconnexions 3D 3. Développement et mise en oeuvre des techniques de caractérisation à très haute fréquence des interconnexions 3D menant à l'extraction des modèles 4. Optimisation des lignes de transmission et des choix technologiques pour un routage efficace dans les architectures photoniques 3D

The biological and health effects of radiofrequency (RF) electromagnetic fields (EMF) exposure have been very actively studied in the past two decades, mainly triggered by concerns about potential health effects of wireless communication systems. This physical agent is among the most common, fastest-growing environmental factors, triggering concerns in the population, as even a minor effect of EMF exposure on health could have a major public health impact. While the effects of extremely low frequency electromagnetic fields (ELF EMF) on the excitation of nerve and muscle cells have been well-characterized, the only well-described effects of radiofrequency electromagnetic fields (RF EMF) on biological systems are caused by dielectric-relaxation heating. In contrast, “nonthermal” RF EMF effects refer to other potential biological effects that are not caused by temperature elevation of living tissue or cell culture medium. The investigation of such mechanisms has been hampered by the absence of robust, reliable and repeatable effects occurring as a consequence of low-level exposures, for which temperature elevation is minimal. Moreover, no plausible mechanistic hypotheses have been given concerning thermal or nonthermal effects of low-level RF EMF exposures, making difficult to draw conclusions on the basis of available experimental results. Nonetheless, in 2011, the International Agency for Research on Cancer (IARC) classified RF emitted by cell phones as “possibly carcinogenic to humans” (Class 2B). The characterization of nonthermal biological RF EMF effects is therefore of primary importance for setting safety limits since guidelines and standards have so far been set to protect from the known health risks associated only with the thermal effects of RF EMF exposures. The aim of this basic science thesis work is to characterize the effects of environmental RF EMF signals on living matter at the cellular and molecular level. In this work, we took advantage of modern and innovative methods to observe the behavior of living matter under RF EMF exposure in real time at various specific absorption rates (SAR). In particular, we have studied: (i) Specific RF EMF effects on the ionic channel TRPV1, a major thermoreceptor in our body. TRPV1 activation under RF EMF exposure was studied using the bioluminescence resonance energy transfer (BRET) technique. The implementation of this technique called for the construction and characterization of BRET probes targeting TRP channels as well as the development of a device for the remote measurement of BRET spectra, using an optical fiber. The conclusion of this part of the thesis is that RFs are able to activate the TRPV1 channel by producing a dielectric heating but in the absence of temperature increase there is no RF effect on the basal activation state of TRPV1 and no change of capsaicin maximal efficacy to activate TRPV1. (ii) The analysis of the global behavior of cells in culture under RF exposure was carried out using a modified xCELLigence system where the array of electrodes of the measuring plates were also used to expose the cells to RF EMF. Using this device, we were able to perform SH-SY5Y cell exposures with a SAR of 24 W/kg without causing heating in the culture medium or in the cell culture. No effect of RF EMF on the behavior of the neuroblastoma SH-SY5Y line could however be demonstrated, either in the absence or in the presence of a co-stimulation by a chemical agent. The conclusion of this study is that under conditions where the temperature remains stable, we have not been able to demonstrate any changes in the functioning of living cells, ether at the molecular level or at the cellular level. The tools developed in this thesis work offer important prospects both in the field of drug screening using spectral BRET, and pave the ways for future studies in bioelectromagnetics.; Durant les quinze dernières années, une attention particulière a été portée aux effets potentiels sur le vivant des champs radiofréquence (RF) des communications sans fil. Malgré l’intensité des efforts de recherche sur les effets biologiques et sanitaires potentiels des RF, nos connaissances en bioélectromagnétisme n’ont pu suivre l’évolution rapide des technologies.[…] La capacité des RF à provoquer un échauffement des tissus est parfaitement caractérisée. Des recommandations et des normes ont été définies afin de protéger les populations des risques associés, sachant qu’aucun échauffement n’est provoqué par l’exposition aux dispositifs de communications sans fil en raison des très faibles niveaux correspondant. Il est donc capital de savoir si l’on peut totalement exclure que des effets non-thermiques des RF de faible niveau existent au niveau moléculaire au sein de la matière vivante. L’objectif de cette thèse est d’évaluer en temps réel et sur cellules vivantes, les effets de l'exposition aux champs radiofréquences (CW, GSM-1800, UMTS, Wi-Fi, WiMax, LTE), soit au niveau moléculaire en ciblant l’activité du canal ionique TRPV1 qui est l’un des thermorécepteurs de notre organisme, soit au niveau cellulaire en étudiant le comportement général de cellules exposées aux RF à l’aide d’une technique dite « sans marquage », l’impédancemétrie. Le suivi de l’activité du canal TRPV1 sous exposition RF a été réalisé à l’aide de la technique du transfert d’énergie en résonance de bioluminescence (BRET), une technique spectroscopique qui permet l’analyse des interactions protéines-protéines ou des changements de conformation des protéines en temps réel et sur cellules vivantes. La mise en place de cette technique a demandé la construction et la caractérisation de sondes BRET ciblant les canaux TRP ainsi que la mise au point d’un dispositif de mesure déporté des spectres de BRET à l’aide d’une fibre optique, afin de pouvoir exposer les échantillons aux champs RF. La conclusion de ce volet de la thèse est que les RF sont capables d’activer le canal TRPV1 en produisant un échauffement diélectrique, mais qu’en absence d’augmentation de la température il n’y a aucun effet des RF sur le niveau d’activité basal du canal TRPV1 ou sur l’efficacité de la Capsaïcine, un agoniste, à activer TRPV1. L’analyse du comportement global de cellules en culture sous exposition RF a été réalisée à l’aide d’un système xCELLigence modifié afin de pouvoir à la fois suivre le comportement cellulaire par impédancemétrie tout en utilisant le réseau d’électrodes des plaques de mesure pour exposer les cellules mises en culture aux RF. À l’aide de ce dispositif, nous avons pu réaliser des expositions de cellules SH-SY5Y avec un DAS de 24 W/Kg sans provoquer d’échauffement dans le milieu de culture ou dans les cellules. Aucun effet des RF sur le comportement de la lignée de neuroblastome SH-SY5Y n’a cependant pu être mis en évidence, que ce soit en absence ou en présence d’une co-stimulation par un agent chimique. La conclusion de cette étude est que dans des conditions où la température reste stable, nous n’avons pas pu mettre en évidence de modification du fonctionnement du vivant que ce soit au niveau moléculaire ou au niveau cellulaire. Les outils développés dans ce travail de thèse ouvrent, de plus, d’importantes perspectives tant dans le domaine du criblage de médicaments candidats à l’aide du BRET spectral, que pour de futures études en bioélectromagnétisme.

This thesis is for the development of future devices, systems and networks supporting the 5th Generation (5G) high-speed wireless internet. The demand for very high bit rate requires a sufficient large bandwidth, and therefore Millimeter-Wave (mm-wave) frequency band has a lot of interest. Several number of technologies will need to converge, co-exist and interoperate, and most importantly, cooperate, if this vision is to be efficiently and cost-effectively realized. The main concept within this next 5G is the integration of optical fiber networks and radio networks through Radio-over-Fiber (RoF) technology at mm-wave frequencies, to provide high-bandwidth front/backhaul services and enable scalable and manageable networks without a highly complex interface structure and multiple overlaid protocols.In this thesis, the mm-wave RoF communication systems are theoretically studied and experimentally demonstrated to investigate the system impairments. The work presented in this thesis is focused on optical noise represented by phase and intensity noise induced by optical source and chromatic dispersion introduced by optical fiber. The optical noise is analyzed and measured for different optical generation techniques. Two different down-conversion stages, mixer and envelope detector, are applied for signal processing and to decorrelate phase and intensity noise. We would like to highlight that this study and the model can be applicable toany kind of optical heterodyne generation system and any frequency range. The correlation among optical modes in optical frequency comb is examined to show the impact of chromatic dispersion. This thesis also exhibits the mm-wave power distribution over fiber span and how the chromatic dispersion effect on the RoF network is modified by varying dispersion parameters. Then, this thesis demonstrates how the optical phase decorrelation induced by chromatic dispersion results in mode partition noise at mm-wave RoF communication networks.When transmitting some types of data over the system, the results demonstrate the impact of optical noise and chromatic dispersion on the signal quality. The simulation results are presented and are in very good agreement with experimental results. The error vector magnitudethrough online process shows the impact of the system impairments on the system performance. The data rate and system evolution are compliance with communication standards at mm-wave., Cette thèse concerne le développement de futurs appareils, systèmes et réseaux prenant en charge l’internet haute vitesse, sans fil 5éme g´enération (5G). La demande de débit très élevé nécessite une bande passante suffisante, et ainsi la bande de fréquence millimetrique (mm-wave) a beaucoup d’intérêt. Un certain nombre de technologies devront converger, coexister et interagir, et surtout, coopérer, si cette vision doit être efficace et rentable. Le concept principal de cette de 5G est l’intégration de réseaux de fibre optique et Les réseaux radio grâce à la technologie Radio-sur-Fibre (RoF) aux fréquences d’onde millimetriques, pour fournir des services à large bande passante et permettre des réseaux évolutifs et gérables sans structure d’interface très complexe et multiples protocoles superposés.Dans cette thèse, les systèmes de communication RoF à ondes millimetriques sont théoriquement étudiés et démontrés expérimentalement pour étudier les altérations du système. Le travail présenté dans cette thèse est axé sur le bruit optique représenté par le bruit de phase et d’intensité induit par la source optique et la dispersion chromatique introduite par la fibre optique. Le bruit optique est analysé et mesuré pour différentes techniques de génération optique. Deux dispositifs différents de conversion, un mélangeur et un détecteur d’enveloppe sont, appliqués pour le traitement du signal et pour décorréler la phase et le bruit d’intensité. Nous souhaitons souligner que cette étude et le modèle peuvent s’appliquer à tout type de système de génération optique hétérodyne et à toute gamme de fréquences. La corrélation entre les modes optiques en peigne à fréquence optique est examinée pour montrer l’impact de la dispersion chromatique. Cette thèse présente la distribution d’énergie des ondes millimetriques et son influence sur la portée des fibres et la façon dont l’effet de dispersion chromatique sur le réseau RoF depend des paramètres de dispersion. Ensuite, cette thèse démontre comment la décorrélation de la phase optique induite par la dispersion chromatique entraîne un bruit de partition de modes dans les réseaux de communication RoF à ondes millimétriques.Lors de la transmission de certains types de données sur le système, les résultats démontrent l’impact du bruit optique et de la dispersion chromatique sur le qualité du signal. Les résultats de simulation sont présentés et sont en très bon accord avec les résultats expérimentaux. La grandeur du vecteur d’erreur evaluée par en processus en ligne montre l’impact des altèrations du système sur les performances du système. Le débit de données et l’évolution du système présentée sont en conformité avec les normes de communication comme à ondes millimétriques.

Object: To demonstrate the possibility to model the power deposited at the electrode of an insulated cable in gel at 64MHz with a transmission line model with a strictly passive electrode model. This offers a more related to physics alternative to the transfer function model. The equivalence between both models is shown.Materials and Methods: In a first step, the possibility of modeling an insulated cable with a transmission line model was analyzed through full-wave numerical simulations. An electrode model that has a physical meaning was proposed. The transmission line model predictions were confronted to experimental and simulated data of the transfer function of a cable and of the resonant behavior as a function of length of cables with different termination conditions.Results: The assumption of a transmission line model which underlies the transfer function model is right for a simple cable embedded in tissue imitating gel. A transmission line model extracted from a transfer function allows to predict the resonant behavior of two cables with different termination conditions.Conclusion: A transmission line model of an insulated cable embedded in tissue imitating gel offers a more directly related to physics alternative to the transfer function model.

The biological and health effects of radiofrequency (RF) electromagnetic fields (EMF) exposure have been very actively studied in the past two decades, mainly triggered by concerns about potential health effects of wireless communication systems. This physical agent is among the most common, fastest-growing environmental factors, triggering concerns in the population, as even a minor effect of EMF exposure on health could have a major public health impact. While the effects of extremely low frequency electromagnetic fields (ELF EMF) on the excitation of nerve and muscle cells have been well-characterized, the only well-described effects of radiofrequency electromagnetic fields (RF EMF) on biological systems are caused by dielectric-relaxation heating. In contrast, “nonthermal” RF EMF effects refer to other potential biological effects that are not caused by temperature elevation of living tissue or cell culture medium. The investigation of such mechanisms has been hampered by the absence of robust, reliable and repeatable effects occurring as a consequence of low-level exposures, for which temperature elevation is minimal. Moreover, no plausible mechanistic hypotheses have been given concerning thermal or nonthermal effects of low-level RF EMF exposures, making difficult to draw conclusions on the basis of available experimental results. Nonetheless, in 2011, the International Agency for Research on Cancer (IARC) classified RF emitted by cell phones as “possibly carcinogenic to humans” (Class 2B). The characterization of nonthermal biological RF EMF effects is therefore of primary importance for setting safety limits since guidelines and standards have so far been set to protect from the known health risks associated only with the thermal effects of RF EMF exposures. The aim of this basic science thesis work is to characterize the effects of environmental RF EMF signals on living matter at the cellular and molecular level. In this work, we took advantage of modern and innovative methods to observe the behavior of living matter under RF EMF exposure in real time at various specific absorption rates (SAR). In particular, we have studied: (i) Specific RF EMF effects on the ionic channel TRPV1, a major thermoreceptor in our body. TRPV1 activation under RF EMF exposure was studied using the bioluminescence resonance energy transfer (BRET) technique. The implementation of this technique called for the construction and characterization of BRET probes targeting TRP channels as well as the development of a device for the remote measurement of BRET spectra, using an optical fiber. The conclusion of this part of the thesis is that RFs are able to activate the TRPV1 channel by producing a dielectric heating but in the absence of temperature increase there is no RF effect on the basal activation state of TRPV1 and no change of capsaicin maximal efficacy to activate TRPV1. (ii) The analysis of the global behavior of cells in culture under RF exposure was carried out using a modified xCELLigence system where the array of electrodes of the measuring plates were also used to expose the cells to RF EMF. Using this device, we were able to perform SH-SY5Y cell exposures with a SAR of 24 W/kg without causing heating in the culture medium or in the cell culture. No effect of RF EMF on the behavior of the neuroblastoma SH-SY5Y line could however be demonstrated, either in the absence or in the presence of a co-stimulation by a chemical agent. The conclusion of this study is that under conditions where the temperature remains stable, we have not been able to demonstrate any changes in the functioning of living cells, ether at the molecular level or at the cellular level. The tools developed in this thesis work offer important prospects both in the field of drug screening using spectral BRET, and pave the ways for future studies in bioelectromagnetics., Durant les quinze dernières années, une attention particulière a été portée aux effets potentiels sur le vivant des champs radiofréquence (RF) des communications sans fil. Malgré l’intensité des efforts de recherche sur les effets biologiques et sanitaires potentiels des RF, nos connaissances en bioélectromagnétisme n’ont pu suivre l’évolution rapide des technologies.[…] La capacité des RF à provoquer un échauffement des tissus est parfaitement caractérisée. Des recommandations et des normes ont été définies afin de protéger les populations des risques associés, sachant qu’aucun échauffement n’est provoqué par l’exposition aux dispositifs de communications sans fil en raison des très faibles niveaux correspondant. Il est donc capital de savoir si l’on peut totalement exclure que des effets non-thermiques des RF de faible niveau existent au niveau moléculaire au sein de la matière vivante. L’objectif de cette thèse est d’évaluer en temps réel et sur cellules vivantes, les effets de l'exposition aux champs radiofréquences (CW, GSM-1800, UMTS, Wi-Fi, WiMax, LTE), soit au niveau moléculaire en ciblant l’activité du canal ionique TRPV1 qui est l’un des thermorécepteurs de notre organisme, soit au niveau cellulaire en étudiant le comportement général de cellules exposées aux RF à l’aide d’une technique dite « sans marquage », l’impédancemétrie. Le suivi de l’activité du canal TRPV1 sous exposition RF a été réalisé à l’aide de la technique du transfert d’énergie en résonance de bioluminescence (BRET), une technique spectroscopique qui permet l’analyse des interactions protéines-protéines ou des changements de conformation des protéines en temps réel et sur cellules vivantes. La mise en place de cette technique a demandé la construction et la caractérisation de sondes BRET ciblant les canaux TRP ainsi que la mise au point d’un dispositif de mesure déporté des spectres de BRET à l’aide d’une fibre optique, afin de pouvoir exposer les échantillons aux champs RF. La conclusion de ce volet de la thèse est que les RF sont capables d’activer le canal TRPV1 en produisant un échauffement diélectrique, mais qu’en absence d’augmentation de la température il n’y a aucun effet des RF sur le niveau d’activité basal du canal TRPV1 ou sur l’efficacité de la Capsaïcine, un agoniste, à activer TRPV1. L’analyse du comportement global de cellules en culture sous exposition RF a été réalisée à l’aide d’un système xCELLigence modifié afin de pouvoir à la fois suivre le comportement cellulaire par impédancemétrie tout en utilisant le réseau d’électrodes des plaques de mesure pour exposer les cellules mises en culture aux RF. À l’aide de ce dispositif, nous avons pu réaliser des expositions de cellules SH-SY5Y avec un DAS de 24 W/Kg sans provoquer d’échauffement dans le milieu de culture ou dans les cellules. Aucun effet des RF sur le comportement de la lignée de neuroblastome SH-SY5Y n’a cependant pu être mis en évidence, que ce soit en absence ou en présence d’une co-stimulation par un agent chimique. La conclusion de cette étude est que dans des conditions où la température reste stable, nous n’avons pas pu mettre en évidence de modification du fonctionnement du vivant que ce soit au niveau moléculaire ou au niveau cellulaire. Les outils développés dans ce travail de thèse ouvrent, de plus, d’importantes perspectives tant dans le domaine du criblage de médicaments candidats à l’aide du BRET spectral, que pour de futures études en bioélectromagnétisme.

This thesis addresses the performance of the KNX-RF protocol used for home automation applications in terms of radiofrequency robustness in a multi-protocol environment that is potentially subject to interferences. In this work, the aim is to assess the interference problems encountered by KNX-RF using simulation models that would increase its RF reliability. Thus, a first model was developed on MATLAB / Simulink and allowed to investigate the performance and limitations of this protocol at its physical layer in an interference scenario occurring inside a multiprotocol home and building automation box/gateway. These simulations were followed by field experimental tests in an indoor environment (house) to verify the results. A second model was developed to evaluate the MAC layer mechanisms of KNX-RF through the discrete event simulator OMNeT ++/Mixim. This model includes all the mechanisms of channel access and frequency agility specified by KNX-RF standard. A frame collision scenario was simulated and several improvement proposals are discussed in this manuscript. The developed models can be used to analyze and predict in advance phase the behavior of KNX-RF in a radio-constrained environment.; Cette thèse aborde la performance du protocole KNX-RF utilisé dans les applications domotiques en termes de robustesse Radio Fréquences dans un environnement multi-protocoles potentiellement sujet aux interférences. Dans ces travaux, le but est d’évaluer les problématiques d’interférences rencontrées par KNX-RF en utilisant des modèles de simulation qui permettraient d’augmenter à sa fiabilité radio. Ainsi, un premier modèle a été développé sur MATLAB/Simulink et a permis de connaître les performances et les limitations de ce protocole au niveau de la couche physique dans un scénario d’interférence se produisant à l’intérieur d’une box/gateway domotique multi-protocoles. Ces simulations ont été complétées par des essais expérimentaux sur le terrain qui ont permis de vérifier les résultats obtenus. Un deuxième modèle a été développé pour évaluer les mécanismes de la couche MAC, cette fois-ci, grâce au simulateur OMNet++/MiXiM. Ce modèle reprend tous les mécanismes d’accès au canal et d’agilité en fréquence spécifiés par la norme KNX. Un scénario de collisions de trames a été simulé et plusieurs propositions d’améliorations sont discutées dans ce manuscrit. Les modèles développés permettent d’analyser et de prédire en avance de phase le comportement de KNX-RF dans un environnement radio contraignant.

Ce manuscrit synthétise mes activités de recherche et d'encadrement depuis que j’ai débuté ma carrière en 1998.Un curriculum vitae détaillé reprend mes activités d’enseignement, responsabilités pédagogiques, et vulgarisation scientifique. Il décrit également mes activités de recherches et la production scientifique associée, mon implication dans la communauté scientifique, ainsi que mon encadrement doctoral et en master.Mes activités de recherche sont réparties en trois étapes clef. Les premières années ont permis d’orienter petit à petit ma carrière vers le composant passif miniaturisé RF. A la suite de cette coloration vers le dispositif passif innovant, compact et électriquement performant en bande radiofréquences, s’est opéré un véritable tournant de carrière, avec un positionnement ancré dans le monde de la recherche mais résolument orienté vers le tissu industriel. Ceci s’est matérialisé par la montée en bande millimétrique des composants passifs étudiés, grâce entre autres aux guides de propagation à ondes lentes. De nombreuses possibilités sont offertes par cette thématique de recherche. Divers circuits passifs millimétriques sont ainsi positionnés vis-à-vis de l’état de l’art.Ce travail sera poursuivi, renforcé mais pourra aussi évoluer, en se focalisant entre autres vers l’intégration 3D avec les membranes à nanofils métalliques ou à nanotubes de carbone ainsi que vers les aspects accordables grâce à des techniques MEMS déjà abordées dans ce manuscrit ou de matériaux à changement de phase, plutôt en perspectives. En lien avec les personnes compétentes, des études systèmes peuvent permettre de mieux définir les contours des cahiers des charges pour les circuits passifs. Un lien plus fort peut également être créé avec la communauté des circuits actifs grâce aux actifs distribués.

In this PhD thesis supported by Comité Mixte Interuniversitaire Franco-Marocain through a contractual PHC olubilis support we focused on a new active filtering topology based on an active inductor. Our work consists too to define a compensation methodology of that inductor and to use it for the design of a filter for GSM band.As RF filtering primarily concerns primarily telecommunication area, we focus in the first chapter on receiver architectures and we compare their features. Then we focus on reconfigurable filters state-of-the-art and we compare their features.; Dans cette thèse préparée avec le soutien contractuel de Comité Mixte InteruniversitaireFranco-Marocain à travers une action intégrée Volubilis, nous nous sommesintéressés à l’étude d’une nouvelle topologie de filtrage actif basée sur l’utilisation d’uneinductance active. Notre travail consiste également à définir une nouvelle topologie decompensation de cette inductance et à utiliser cette dernière pour la conception d’un circuit defiltrage utilisable en bande GSM.Comme le filtrage RF concerne principalement les applications detélécommunications, après cette introduction nous nous intéressons, tout d’abord, dans lepremier chapitre aux différentes architectures de réception qui coexistent et nous compareronsleurs caractéristiques. Nous nous intéresserons aussi aux concepts de la réceptionmultistandards et à la radio opportuniste. Ensuite, nous présenterons l’état de l’art des filtresreconfigurables aussi bien passifs qu’actifs disponibles actuellement et nous compareronsleurs principales performances.

Epidemic Poliomyelitis is one of the diseases that emerged as major public health problems during the 20 th century, and can thus be suspected of being caused by artificial electromagnetic waves. Detailed examination reveals that early epidemic outbreaks coincided with changes in emissions of artificial electromagnetic waves, including the intentional emissions of wireless telegraphy and the unintentional emissions of wire telephony. The fundamental change from irregular outbreaks to yearly epidemics in the US also coincided with the onset of wireless voice communications. These facts provide strong support to the idea that epidemic Poliomyelitis was triggered by exposure to electromagnetic waves and had a high degree of sensitivity to exposure. Examination of further evidence reveals that Poliovirus PV3 is the ancestor of PV1, PV2 and two other group C enteroviruses, and that PV3 was the dominant Poliovirus serotype in 1875, before the onset of most electromagnetic emissions except wire telegraphy. The time coincidences of Poliomyelitis epidemiology and electromagnetic waves emissions, together with the evolution of Poliovirus, bring strong support to the hypothesis that exposure to electromagnetic fields triggered both epidemic Poliomyelitis and the diversification of Poliovirus.

Background Risk perception is determined by parameters related to the nature of the risk, as well as inherent to the individual perceiving this risk. This study was designed to provide a better understanding of the role of personality, especially anxiety traits, on risk perception. It compared representations of two different risks, smoking (with known and generally accepted adverse health effects) and cell phones (whose hazardous potency is still controversial), each presented in two different forms of exposure, active (smokers and cell phone users) and passive (passive smoking and exposure to cell phone masts). Methods A self-administered questionnaire sent to volunteer subjects collected sociodemographic and exposure data. It measured the perceived risk as well as 11 psychometric properties of risk using visual analogue scales (values ranging from 0 to 10). An anxiety trait was evaluated by the Spielberger questionnaire. Results In all, 72% of the questionnaires sent were returned. Mean declared risk scores attributed to passive and active smoking were higher (8.75 and 8.31 respectively) than those attributed to cell phones and masts (4.44 and 4.73 respectively). However, scores for the 11 psychometric properties of the risk attributed to cell phones were higher than those associated with smoking, especially for dissatisfaction with information (6.71 and 7.36 respectively for cell phones and masts versus 1.75 and 2.18 for passive and active smoking) and the capacity of authorities to master the risk (6.45 and 6.65 for cell phones and masts versus 4.72 and 4.40 for passive and active smoking). Anxiety did not directly influence the risk scores attributed to these 4 forms of exposure but was predictive of the way in which subjects perceived the risk in terms of two essential properties: uncertainty concerning the effects on health and the potential to trigger health catastrophes. Indeed anxious subjects are more certain about the hazards of cell phones and masts than non-anxious subjects ( P = 0.008 et P ≤ 0.001) and attributed a higher catastrophic potential ( P = 0.02 and P = 0.004). Conclusion This study suggests that subjects with an anxious profile are affected by the destabilizing nature of uncertain knowledge concerning the hazardous potency of new technologies and of the controversies concerning this hazard.

In this manuscript, we study a complete distributed antenna system through optical ways, to extend radio signals coverage, thanks to the radio over fiber principle. The optical link characterization is done first as the system basic building block. The characterization is done both through component and system analysis, thanks to different radio standards transmission. We develop a new characterization technique that allows us to confirm that the most non-linear element of the optical link behaves much more linearly than expected so that it has a low effect on transmission quality. Chosen standards are both constant and non-constant envelop to highlight the link non-linearities. This shows that non-constant envelop signals are the limiting signals for our system. This also allows to demonstrate that adding a low power constant envelop signal to a non-constant envelop one does not impact its transmission performance. From these experimental results, we develop an in-building coverage distance calculation algorithm for our system. Those simulations confirm that the uplink, from the user to the central station, is the most limiting section of our system because of the noise quantity added by the optical link. To follow this, we propose a new low-cost bus network in-building topology for our system that proves to be performing as wanted for personal homes. Finally, these bus topology simulation results are confirmed with the production of an industrial type test bench. We also produce a passive radio front-end that permits the separation and recombination of several radio signals (GSM and WLAN as previously studied) so that all the elements proving the production and the results of the complete distributed antenna system through optical ways are available and functional., Dans ce travail, nous avons étudié un système complet d'antennes distribuées par voie optique pour déport de signaux radio suivant le principe de la radio sur fibre. La caractérisation du lien optique servant de base au système radio sur fibre, d'un point de vue composant et système via la transmission de standards radio a d'abord été effectuée. Nous avons montré par une nouvelle technique de caractérisation que l'élément non linéaire de notre chaîne de transmission pouvait se comporter de manière plus linéaire qu'attendue et faiblement impacter les standards radio transmis. Les standards choisis sont à enveloppe constante (GSM) et à enveloppe non constante (WLAN) pour mieux mettre en évidence les non-linéarités de la chaîne de transmission. Il est ainsi montré que les signaux à enveloppe non constante sont les signaux limitants et qu'en leur adjoignant un signal à enveloppe constante à faible puissance, la qualité de leur transmission n'est pas impactée. A partir de ces résultats expérimentaux, un algorithme de calcul de couvertures radio a été développé et appliqué à plusieurs scénarios de couverture intra-bâtiment. Notre étude montre que dans tous les cas, c'est la liaison montante, de l'utilisateur à la station centrale, qui est limitante puisque bien plus impactée par le bruit ajouté par la chaîne de transmission optique. Par suite, nous avons proposé une architecture de déploiement réseau originale de type bus pour laquelle nous montrons que malgré un coût de déploiement faible, il est possible d'atteindre des performances suffisantes pour assurer des couvertures au sein d'un réseau domestique. Enfin, ces résultats de simulation sur architecture bus sont confirmés par la réalisation d'un banc de test de type industriel permettant de confirmer par la mesure les résultats obtenus précédemment. Nous réalisons aussi un circuit radio passif permettant la séparation et recombination de plusieurs signaux (GSM et WLAN étudiés précédemment) de sorte que tous les éléments prouvant la réalisation et les mesures sur le système complet d'antennes distribuées sont à disposition et fonctionnels.

The aim of this research was the design of tunable matching networks, in two different contexts: the TMN at low and high signals.Performance criteria of TMN were studied. A general expression has been developed that estimates the TMN efficiency in function of the quality factor of the components used. The impedance coverage of different RAA topologies was plotted in function of the insertion losses.For the small signal, we designed a prototype in PCB, composed by two TMN, which ensure the simultaneous matching of a power amplifier in a wide range of impedances, included in a circle of the Smith chart VSWR < 5: 1. The coverage area was measured and presented in function of the insertion losses, emphasizing the areas where the TMN contribute to improve the amplifier performance and those where insertion losses of the TMN are not able to compensate gain with the reduction of the reflection coefficients.Subsequently, we discussed the design of TMN for the large signal. The objective is to present at the output of a power amplifier, the impedances that optimize efficiency for each power of operation. A 130 nm SOI prototype was designed and simulated, consisting of a power amplifier for WCDMA standard, 900 MHz, and a MN tunable by MOS varactors able to produce the optimal impedances corresponding to an output power between 20 and 30 dBm. The results showed the benefit provided by inserting a tunable MN compared to a fixed one.; L’objectif de ce travail est d’aborder la conception de réseaux d’adaptation d’impédance accordable (RAA) dans deux contextes bien distincts en radiofréquences : le RAA en faible signal et le RAA en fort signal.Concernant les aspects faible signal, des critères de performance de RAA ont été établis et étudiés. Une nouvelle expression générale de l’efficacité d’un RAA a été développée. Elle permet de prédire le rendement d’un RAA à partir des facteurs de qualité des composants dont on dispose dans une technologie donnée et du rapport de transformation à réaliser. Des abaques de couverture d’impédances en fonction des pertes d’insertion ont été calculés. Ils mettent en évidence les régions de couverture où le RAA apporte une amélioration à la performance du système, pour diverses topologies de RAA.Un démonstrateur sur PCB a été réalisé. Il est constitué de deux RAA, qui assurent l’adaptation simultanée d’un amplificateur de puissance sur une large plage d’impédances, comprises dans un cercle de l’abaque de Smith d’équation VSWR < 5 :1. La zone de couverture a été mesurée et présentée en fonction des pertes d’insertion, qui mettent en évidence les régions où les RAA contribuent à l’amélioration de la performance de l’amplificateur et celles où les pertes d’insertion du RAA n’arrivent pas à compenser le gain du à la réduction des coefficients de réflexion.Dans une seconde partie, la conception de RAA en fort signal a été traitée. L’objectif a été de présenter à la sortie d’un amplificateur de puissance les impédances qui optimisent son efficacité pour chaque puissance de travail. Un démonstrateur en technologie CMOS SOI 130 nm a été conçu et simulé. Il consiste en un amplificateur de puissance pour le standard WCDMA, fonctionnant à 900 MHz, et un RA accordable par des varactors MOS, capable de générer les impédances optimales correspondant à des puissances de sortie comprises entre 20 et 30 dBm. Les résultats ont mis en évidence le bénéfice apporté par l’insertion d’un RA accordable par rapport à un RA fixe.

This study aimed to perform an analysis of people's exposure and mobile phone coverage on a defined area ; to look how it can be extrapolated to model exposure decrease when lowering the power of nearby base stations ; to check this exposure decrease by measurements. Six configurations were defined: rural in plain or in mountain, suburbs, modern dense city, old dense city, high density business district. 17 communes were selected for this experiment, representing those six environments.

The aim of this research was the design of tunable matching networks, in two different contexts: the TMN at low and high signals.Performance criteria of TMN were studied. A general expression has been developed that estimates the TMN efficiency in function of the quality factor of the components used. The impedance coverage of different RAA topologies was plotted in function of the insertion losses.For the small signal, we designed a prototype in PCB, composed by two TMN, which ensure the simultaneous matching of a power amplifier in a wide range of impedances, included in a circle of the Smith chart VSWR < 5: 1. The coverage area was measured and presented in function of the insertion losses, emphasizing the areas where the TMN contribute to improve the amplifier performance and those where insertion losses of the TMN are not able to compensate gain with the reduction of the reflection coefficients.Subsequently, we discussed the design of TMN for the large signal. The objective is to present at the output of a power amplifier, the impedances that optimize efficiency for each power of operation. A 130 nm SOI prototype was designed and simulated, consisting of a power amplifier for WCDMA standard, 900 MHz, and a MN tunable by MOS varactors able to produce the optimal impedances corresponding to an output power between 20 and 30 dBm. The results showed the benefit provided by inserting a tunable MN compared to a fixed one., L’objectif de ce travail est d’aborder la conception de réseaux d’adaptation d’impédance accordable (RAA) dans deux contextes bien distincts en radiofréquences : le RAA en faible signal et le RAA en fort signal.Concernant les aspects faible signal, des critères de performance de RAA ont été établis et étudiés. Une nouvelle expression générale de l’efficacité d’un RAA a été développée. Elle permet de prédire le rendement d’un RAA à partir des facteurs de qualité des composants dont on dispose dans une technologie donnée et du rapport de transformation à réaliser. Des abaques de couverture d’impédances en fonction des pertes d’insertion ont été calculés. Ils mettent en évidence les régions de couverture où le RAA apporte une amélioration à la performance du système, pour diverses topologies de RAA.Un démonstrateur sur PCB a été réalisé. Il est constitué de deux RAA, qui assurent l’adaptation simultanée d’un amplificateur de puissance sur une large plage d’impédances, comprises dans un cercle de l’abaque de Smith d’équation VSWR < 5 :1. La zone de couverture a été mesurée et présentée en fonction des pertes d’insertion, qui mettent en évidence les régions où les RAA contribuent à l’amélioration de la performance de l’amplificateur et celles où les pertes d’insertion du RAA n’arrivent pas à compenser le gain du à la réduction des coefficients de réflexion.Dans une seconde partie, la conception de RAA en fort signal a été traitée. L’objectif a été de présenter à la sortie d’un amplificateur de puissance les impédances qui optimisent son efficacité pour chaque puissance de travail. Un démonstrateur en technologie CMOS SOI 130 nm a été conçu et simulé. Il consiste en un amplificateur de puissance pour le standard WCDMA, fonctionnant à 900 MHz, et un RA accordable par des varactors MOS, capable de générer les impédances optimales correspondant à des puissances de sortie comprises entre 20 et 30 dBm. Les résultats ont mis en évidence le bénéfice apporté par l’insertion d’un RA accordable par rapport à un RA fixe.

L’identification par radiofréquences, également connue sous l’acronyme RFID, est une technologie de lecture et d’écriture à distance, par radiofréquences. Grâce à sa principale propriété, celle de réaliser une communication sans contact, elle apparaît au début du XXIe siècle comme une technologie émergente dans la gestion des flux d’une économie globale en particulier dans le domaine de la traçabilité des objets, des animaux, mais aussi celui de l’identification des personnes.Dès les années 2000, cette technologie semble être arrivée à maturité et son avenir économique s’annonce prometteur. Pourtant, le marché de masse ne s’est pas encore substitué au marché de niche. La RFID pose un problème public: au lieu de réaliser ses promesses, elle apparaît plutôt comme une menace.Cet ouvrage, issu de la recherche sociologique, propose d’expliciter les termes du débat public sur la RFID à partir du prisme des risques qui lui sont attribués. L’avenir de cette technologie apparaît en effet controversé, entre sa promotion et sa critique, car par l’adoption de cette technologie, c’est aussi un choix de société qui se dessine.La recherche sur laquelle se fonde l’ouvrage a été réalisée à partir de trois terrains d’enquête: la presse écrite grand public et spécialisée, anglophone et francophone, que les auteurs ont analysée quantitativement et qualitativement (plus de 100 000 documents, publiés entre 1990 et 2010); l’industrie productrice et les laboratoires de recherche en systèmes RFID, que les auteurs ont approchés par des entretiens et par l’observation directe lors de manifestations publiques (conférences, forums, formations); une expérimentation d’usage dans le domaine de la santé (gestion des déchets d’activités de soins à risque infectieux), que les auteurs ont suivie par observation participante.L’analyse présentée s’appuie sur les travaux de recherche en sociologie de l’innovation, en sociologie de l’environnement et du développement durable et en sociologie des controverses que les auteurs conduisent sur le terrain de la RFID depuis plusieurs années.

High resolution magnetic resonance imaging (MRI) of small animals requires generally higher static magnetic field (up to 20 T) than those used for clinical applications (1,5 and 3 T) in order to reach a satisfactory signal to noise ratio (SNR). An alternative can be the use of miniature surface coils made of high temperature superconducting (HTS) material. However, several issues remain with such coils and limit their use at a large scale. In this work we present the theoretical and experimental development of a miniature HTS surface coil dedicated to mouse brain imaging at 4.7 T.The first chapter presents 3D electromagnetic simulations to design monolithic self-resonant structures with very high quality factors (≈105) using a commercial software (CST-Microwave Studio). In contrast to an analytical model, a numerical model allows to handle the complex geometry of the coil and its cryogenic environment, which may influence notably the radiofrequency characteristics of the coil.The second chapter presents a study of the coupled effects of the static magnetic field B0 (from 0 to 4,7 T) and temperature (from 66 to 80 K) on the electrical properties of a HTS coil in the frequency range involved in MRI, for which HTS properties have been poorly studied. This study shows that deleterious effects of B0 on coil sensitivity can be partially compensated by a moderate decrease of its working temperature. An original cryogenic system was designed to enable temperature regulation avoiding the use of more complex systems that limit the use of HTS coils for MRI experiments.The third chapter presents MRI results obtained at 4.7 T using a small HTS surface coil. The 6 mm coil has been optimized for best SNR performances and in order to be integrated in a 4-element coil array in a future refinement. A 4.5 fold SNR enhancement as compared to the one achieved using a copper coil with the same geometry was demonstrated. This work provides the first in-vivo imaging of a mouse brain using a HTS coil at a B0 value higher than 3 T. Arrays made of such coils will allow to perform very high resolution imaging of the complete mouse brain at 4.7 T with SNR values that are comparable to those achieved at the highest B0 fields accessible today., En IRM haute résolution du petit animal, un rapport signal sur bruit (RSB) convenable demande habituellement l'utilisation d'un champ magnétique statique beaucoup plus élevé, (jusqu'à 20 T) que pour les applications cliniques quotidiennes (1,5 et 3 T). Une alternative est offerte avec le développement récent d’antennes miniatures en matériau supraconducteur à haute température critique (HTS). Cependant de nombreux problèmes liés à ce type d'antennes subsistent et limitent leur diffusion à grande échelle. Le présent manuscrit présente le développement théorique et expérimental d'une antenne de surface HTS de très petite dimension destinée à l’imagerie du cerveau de souris in vivo à 4,7 T.La première partie traite de la modélisation électromagnétique 3D, à l’aide d’un logiciel commercial (CST-Microwave Studio), de structures monolithiques auto-résonantes adaptées à l'obtention de facteurs de qualité extrêmement élevés (105). Le modèle numérique permet, par rapport à un modèle analytique approché, une meilleure prise en compte de la complexité géométrique de l’antenne et de son environnement cryogénique proche, dont les effets sur les caractéristiques radiofréquences de l’antenne sont considérables.Une deuxième partie présente l'étude des effets du champ statique (de 0 à 4,7 T) et de la température (de 65 à 83 K) sur les caractéristiques électriques d’une antenne HTS, dans le domaine de fréquences de l'IRM pour lequel les propriétés des supraconducteurs ont été peu étudiées jusqu'ici. L'étude montre que les effets délétères du champ sur la sensibilité de l’antenne sont partiellement compensés par une diminution modérée de sa température de fonctionnement. Cette diminution est accessible avec un dispositif original de contrôle de température qui évite de faire appel à un système cryogénique complexe limitant le domaine d’application des antennes HTS.La troisième partie présente les résultats obtenus en imagerie à 4,7 T avec une antenne de surface en matériau HTS dont la taille (diamètre de 6 mm) a été optimisée pour obtenir les meilleures performances en RSB, en vue d'une intégration dans un réseau de 4 antennes. Un RSB 4,5 fois supérieur à celui obtenu avec une antenne en cuivre de même géométrie a été démontré sur fantôme. Ce travail aboutit à la réalisation de la première image de cerveau de souris in-vivo à une valeur de champ supérieure à 3 T avec une antenne HTS. La mise en réseau d'antennes de ce type devrait permettre de couvrir le cerveau de souris complet en imagerie très haute résolution à 4,7 T, avec un RSB comparable à celui qui est accessible aujourd'hui à la limite supérieure de champ magnétique.

The work presented in this manuscript focus on the characterization and analysis of failure mechanisms that appear in a new family of microwave components and RF MEMS (RadioFrequency Micro-Electro-Mechanical Systems). If these components have quickly attracted a lot of hopes to solve a large number of locks on new communication architectures, it appeared that the reliability of these components has greatly slowed their industrial development. Moreover, these micro-switches result from a multi-physics coupling which added a high complexity and difficulty of understanding how they work and thus their reliability. Currently, numerous and intense efforts are made by the scientific community (university and industry), as this issue was left open many questions and unresolved problems. This thesis aims to contribute on this area, both on experimental, theoretical and technological plans., Les travaux présentés dans ce manuscrit sont axés sur la caractérisation et l'analyse des mécanismes de défaillances qui apparaissent dans une nouvelle famille de composants microondes : les MEMS-RF (Systèmes Micro-Electro-Mécanique RadioFréquence). Si ces composants ont rapidement suscité beaucoup d'espoirs pour résoudre un grand nombre de verrous concernant les nouvelles architectures de communication, il est apparu que la fiabilité de ces composants a énormément ralenti leur développement industriel. De plus, ces micro-commutateurs résultent d'un couplage multi-physique qui a ajouté une forte complexité et une difficulté de compréhension de leur fonctionnement et donc leur fiabilité. Actuellement, de nombreux et intenses efforts sont réalisés par la communauté scientifique (universitaire et industrielle), car ce sujet reste ouvert à de nombreuses questions et problèmes non résolues. Ce document se propose d'apporter une contribution sur ce sujet à la fois sur le plan expérimental, théorique et technologique.

Mobile phones industry is submitted to size reduction, and needs more and more tunable components in Integrated Circuits. The goal of this work was to realize a tunable capacitor for an application linked to the power amplifier of a mobile phone. Ferroelectric materials with perovskite structure are very interesting for such an application. Our work focused then on Barium Strontium Titanate ((Ba, Sr)TiO3) integration in a capacitor working in a RF range (around 2 GHz).The first part of this study was to estimate the link between structural and dielectric properties of BST. Several studies were done, on grain size effect for bulk samples, homogeneous and inhomogeneous strains in thick films, interfaces effects on thin films, or cristallization effect on microstructure and material performances.Thanks to this previous work, we were able to propose a new hybrid (RF/DC) architecture for the tunable capacitor. BST deposition was optimized with Design of Experiments, and differents components were fabricated. We studied the substrate influence and the effect of differents annealing temperatures. At least, we showed that we were able to actuate independantly the ferroelectric material thanks to a DC electrode, and to tune the RF capacitor.; L'industrie de la téléphonie mobile est soumise à des contraintes de miniaturisation, et requiert de plus en plus la présence d'éléments variables dans les circuits intégrés. Le but de ce travail de thèse a été de réaliser une capacité variable pour une application de puissance dans un téléphone portable. Les matériaux ferroélectriques à structure pérovskite s'avèrent être potentiellement intéressants pour ce type d'application. Nous nous sommes donc intéressés à l'intégration du titanate de strontium et baryum ((Ba,Sr)TiO3) dans une capacité fonctionnant en gamme Radio Fréquences (typiquement autour de 2 GHz).La première partie du travail a été d'étudier les propriétés structurales et diélectriques du BST, avec pour but de les relier entre elles. Différentes études ont été menées dans cette partie, notamment sur les effets de taille de grains, de contraintes (homogènes et inhomogènes) dans les couches épaisses, de taille sur des couches minces de plusieurs épaisseurs, ou encore d'une cristallisation partielle sur la microstructure et les performances du matériau.Grâce à l'étude menée au niveau du matériau, nous avons pu proposer une intégration dans une architecture de capacité hybride RF/DC. L'optimisation du dépôt de BST a été faite par plans d'expériences, puis la réalisation de plusieurs dispositifs a permis d'observer différents effets sur le composant. L'influence du substrat de Silicium a été réduite grâce à différentes solutions. L'effet du recuit de cristallisation a été étudié sur la capacité RF. Enfin, nous avons montré la possibilité d'actionner indépendamment le matériau ferroélectrique par le biais d'électrodes DC.

Mobile phones industry is submitted to size reduction, and needs more and more tunable components in Integrated Circuits. The goal of this work was to realize a tunable capacitor for an application linked to the power amplifier of a mobile phone. Ferroelectric materials with perovskite structure are very interesting for such an application. Our work focused then on Barium Strontium Titanate ((Ba, Sr)TiO3) integration in a capacitor working in a RF range (around 2 GHz).The first part of this study was to estimate the link between structural and dielectric properties of BST. Several studies were done, on grain size effect for bulk samples, homogeneous and inhomogeneous strains in thick films, interfaces effects on thin films, or cristallization effect on microstructure and material performances.Thanks to this previous work, we were able to propose a new hybrid (RF/DC) architecture for the tunable capacitor. BST deposition was optimized with Design of Experiments, and differents components were fabricated. We studied the substrate influence and the effect of differents annealing temperatures. At least, we showed that we were able to actuate independantly the ferroelectric material thanks to a DC electrode, and to tune the RF capacitor.; L'industrie de la téléphonie mobile est soumise à des contraintes de miniaturisation, et requiert de plus en plus la présence d'éléments variables dans les circuits intégrés. Le but de ce travail de thèse a été de réaliser une capacité variable pour une application de puissance dans un téléphone portable. Les matériaux ferroélectriques à structure pérovskite s'avèrent être potentiellement intéressants pour ce type d'application. Nous nous sommes donc intéressés à l'intégration du titanate de strontium et baryum ((Ba,Sr)TiO3) dans une capacité fonctionnant en gamme Radio Fréquences (typiquement autour de 2 GHz).La première partie du travail a été d'étudier les propriétés structurales et diélectriques du BST, avec pour but de les relier entre elles. Différentes études ont été menées dans cette partie, notamment sur les effets de taille de grains, de contraintes (homogènes et inhomogènes) dans les couches épaisses, de taille sur des couches minces de plusieurs épaisseurs, ou encore d'une cristallisation partielle sur la microstructure et les performances du matériau.Grâce à l'étude menée au niveau du matériau, nous avons pu proposer une intégration dans une architecture de capacité hybride RF/DC. L'optimisation du dépôt de BST a été faite par plans d'expériences, puis la réalisation de plusieurs dispositifs a permis d'observer différents effets sur le composant. L'influence du substrat de Silicium a été réduite grâce à différentes solutions. L'effet du recuit de cristallisation a été étudié sur la capacité RF. Enfin, nous avons montré la possibilité d'actionner indépendamment le matériau ferroélectrique par le biais d'électrodes DC.

(Poster); Parallèlement à la téléphonie mobile, le développement des systèmes de communication sans fil tels que le WiFi suscite des questions nouvelles quant aux effets sanitaires. La puissance de ce type de signal est pourtant faible (104-105 au-dessous des normes) et la fréquence porteuse de 2450 MHz déjà bien étudiée. L'expansion fulgurante de ce système, notamment sous forme de « hotspots » dans de nombreux lieux publics (zones résidentielles et urbaines : bibliothèques, école) lui confère un caractère ubiquitaire. Les spécificités de ce type d'exposition (modulation du signal, exposition corps-entier prolongée) pourraient-elles avoir une incidence sur les systèmes biologiques ? Dans une étude sur un modèle animal avec une exposition en champ lointain à un signal de type WiFi (2450 MHz), nous proposons d'analyser les effets biologiques sur le cerveau de jeunes rats. Un système d'exposition «corps-entier» a été spécialement conçu et caractérisé (Satimo SA et Orange Labs, 2008). Il s'agit d'une cage réverbérante cubique permettant l'exposition uniforme des rongeurs (2 heures par jour, 5 jours/sem). Ce nouveau système permet de supprimer la contrainte d'immobilisation et de confinement et permet d'exposer 4 cages à la fois avec une masse d'animaux allant jusqu'à 1,5 kg. Des antennes émettrices sont présentes sur chacune des six faces de la chambre et activées de façon aléatoire. Ce signal est généré par une communication WiFi instaurée entre deux PC et une atténuation est appliquée permettant d'avoir des niveaux de DAS déterminés. Les préoccupations sociétales ayant lourdement pesé sur la question de la sensibilité des enfants à l'exposition aux radiofréquences, nous avons souhaité observer les effets d'une exposition WiFi sur des cerveaux de rongeurs en développement. Ainsi, nous avons et ce, pour la première fois, exposé des rattes gestantes corps-entier afin que l'exposition quotidienne des rats débute in utero (2 semaines) et se poursuive durant les 5 premières semaines de vie. Des contrôles cages sont réalisés parallèlement à l'expérimentation. Cette exposition de 7 semaines au total a été réalisée en aveugle avec un DAS de 0 W/kg (Sham); 0,1 W/kg ; 0,6 W/kg et 4 W/kg (niveau de l'effet critique selon ICNIRP). Une mesure de puissance est effectuée en temps réel afin de contrôler le système. Le prélèvement des cerveaux après sacrifice permettra d'évaluer le potentiel d'induction de phénomènes de stress et d'apoptose au niveau du système nerveux central. Trois zones sont considérées : l'hippocampe, le cortex et le CPu (caudate putamen). Ainsi, nous procéderons à des marquages immunohistochimiques sur coupes pour la détection et la localisation des protéines de stress Hsp 70, Hsp 25. La mise en évidence d'un marqueur issu de la nitration des résidus tyrosine des protéines, la 3-Nitrotyrosine (3-NT) permet une évaluation du stress radicalaire. De plus, nous avons recherché les signes éventuels d'apoptose à l'aide du test TUNEL. Enfin, l'activation potentielle des astrocytes, suite à l'exposition, sera recherchée par détection de la GFAP (Glial Fibrillary Acidic Protein). L'exploitation statistique des résultats obtenus est réalisée après traitement d'images à l'aide du logiciel Aphelion (photos /caméra à refroidissement, Olympus; logiciel Aphelion ADCIS). Le prélèvement de sang total permettra par ailleurs la mise en évidence de néo-antigènes, marqueurs de l'inflammation, du stress radicalaire ou associés au processus de neurotoxicité (anticorps anti-: NO-conjugués, kynurenine hydroxyl, acide quinolinique, myristate...). Cette étape est réalisée dans les sérums, via le titrage d'anticorps par la méthode ELISA. Les résultats préliminaires seront présentés au congrès.

National audience; Ce travail porte sur la modélisation circuit des couplages et corrélations inter-antennes très larges bandes (ULB) dans le contexte des communications MIMO

This work of thesis is dedicated to the study of radiofrequency probes with high B1 field homogeneity for Magnetic Resonance Imaging. Compared to Helmholtz pair which presents a 2nd-order homogeneity, the aim is first an improvement of the field homogeneity, while preserving the simplicity of design. The first chapter gives a basic introduction to the NMR and MRI. These aspects are followed by the essential characteristics of the NMR probes design (quality factor, SNR, ). Then, several basic structures of NMR coils are described, particularly the Helmholtz coils. The second and third chapter are dedicated to the design and test of prototype probes, comprising four coaxial rings of wire in a symmetric arrangement on a spherical and on an ellipsoidal surface. Thus, beyond the traditional case of spherical geometry, an original wiring on an ellipsoidal surface is also considered. The aim is to provide a fourth-order or in the optimum case a sixth-order homogeneous field. Moreover, different couplings and original tuning are presented, bringing the structures to four or two tuned (or free) elements. A complete electrical model of the four-coil system taking into account all coupling is presented. Results of comparison tests, in free space and in a NMR spectro-imager, between a Helmholtz pair and our prototype probes are presented, and appear to be in good agreement with theoretical predictions. Globally, this work claims to be a contribution to the study and the comprehension of the four-coil RF systems derived from the Helmholtz pairs., Ce travail de thèse est consacré à l'étude de sondes radiofréquence destinées à l'imagerie par résonance magnétique, présentant une certaine simplicité de mise en oeuvre et ayant des performances intéressantes en termes d'homogénéité de champ magnétique B1. Le premier chapitre donne une description générale sur les principes de la RMN et de l'IRM. Ces aspects sont suivis d'une description des caractéristiques indispensables à la technique de construction des antennes RMN (facteur de qualité, S/B, etc.). Sont ensuite décrites plusieurs structures d'antennes de base utilisées en RMN, en particulier les bobines de Helmholtz. Le second et le troisième chapitre sont consacrés aux différentes structures d'antennes qui ont été développées. Ainsi, l'étude et la réalisation d'antennes symétriques à quatre spires circulaires coaxiales sur une surface sphérique et ellipsoïdale sont présentées. Outre le cas classique de géométrie sphérique, le cas d'une enveloppe ellipsoïdale est aussi considéré de façon à parvenir à une homogénéité effective à l'ordre 6. De même, différents couplages et accords originaux sont considérés amenant à des structures à 4 ou à 2 éléments accordés (ou libres). La modélisation électrique complète de l'antenne prenant en compte tous les couplages magnétiques entre spires est présentée. Les résultats d'essais comparatifs, en espace libre et (en champ) dans un spectro-imageur, entre une antenne de Helmholtz (de référence) et nos antennes sont présentés, et se révèlent être en bon accord avec les prédictions théoriques. Globalement, ce travail se veut être une contribution à l'étude et à la compréhension des systèmes RF à 4 éléments dérivés des bobines de Helmholtz.

Objectifs et type d'étude : Etude dont l'objet est l'évaluation rétrospective de l'ablation par radiofréquence de la fibrillation atriale (FA), dans le service de cardiologie du CHU de Nancy.Patients et méthodes : De 1998 au 30 juin 2005, 133 patients ont bénéficié d'une ablation par radiofréquence d'une FA. Cette étude est une auto-évaluation du travail effectué durant ces sept dernières années, en analysant en particulier le suivi à long terme et les complications.Résultats : Le sex-ratio (H/F) était de 108/25. Il y'avait 118 patients qui souffraient de FA paroxystique, 10 patients qui souffraient de FA persistante et 5 patients qui souffraient de FA permanente. Le nombre total de procédures d'ablations réalisé était de 202. Deux approches ont été utilisées : une approche électrophysiologique utilisant le cathéter Lasso[marque déposée] et une approche électroanatomique utilisant le système CARTO[marque déposée].Ces deux techniques pouvaient être combinées. L'amélioration clinique est obtenue chez près de 72 % des patients avec un taux de succès global (avec ou sans traitement antiarythmique) qui est de 58,3%. Les principales complications étaient la tamponnade (2%), les accidents thromboemboliques (2,4%) et les sténoses des veines pulmonaires (2,4%).Conclusion : Alors que la FA restait inaccessible à un traitement par ablation au niveau de son mécanisme profond il y a à peine 10 ans, nous voyons à présent se dessiner des possibilités de traitement curatif très prometteurs. Dans notre expérience, le taux de succès global est voisin de 60%. Ces résultats sont proches de ceux de la littérature.

This thesis contributes to the studies conducted on the biological and sanitary effects of radiofrequencies associated with mobile telephony. The aim of this work is to evaluate the influence of radiofrequencies emitted by the mobile phone on the human auditory cortical activity. A state of the art on the biological and medical effects induced by this mobile phone is drawn up. After a description of the auditory evoked potentials (AEP) acquisition protocol and the selection of the electrodes which record the most characteristic signals of AEPs, variables are extracted from these signals and are statistically analyzed. A selection, based on classification using Support Vector Machines, makes it possible to identify the most disturbed variables by RF and the analysis per electrode allows to locate their effects. A study on electroencephalographic (EEG) signals is also conducted on spectral correlation coefficients and power spectral density. It comes out that the RF emitted by the mobile telephone affect the AEP and the EEG signals. On the other hand, no causality link between these biological effects and the harmful effects on human health can be shown today., Cette thèse s'inscrit dans le cadre des études menées sur les effets biologiques et sanitaires des radiofréquences associées à la téléphonie mobile. Le but de ce travail est d'évaluer l'influence des radiofréquences émises par le téléphone mobile sur l'activité corticale chez l'homme. Tout d'abord, un état des connaissances scientifiques relatives aux effets biologiques et sanitaires des radiofréquences associées à la téléphonie mobile a été dressé. Ensuite, on effectue une description du matériel et des méthodes d'acquisition des potentiels évoqués auditifs (PEA) caractéristiques de l'activité corticale auditive. De plus, on a sélectionné les électrodes qui recueillent les signaux les plus caractéristiques de PEA. Des variables dont certaines caractéristiques électrophysiologiques des PEA sont extraites et font l'objet d'une analyse statistique. Une sélection, basée sur la classification par Support Vector Machines, met en exergue les variables plus perturbées par les radiofréquences. Enfin, l'analyse statistique par électrode permet de localiser les effets des radiofréquences. On se consacre enfin à l'étude des signaux électroencéphalographiques en étudiant les coefficients de corrélations entre spectres et les densités spectrales de puissance par bande de fréquences. En conclusion, les radiofréquences émises par le téléphone mobile semblent montrer une incidence sur les potentiels évoqués auditifs et les signaux électroencéphalographiques. Cependant, aucun apport de causalité entre ces effets biologiques sur l'activité corticale et les effets néfastes sur la santé humaine ne peut être démontré à ce jour.

This thesis contributes to the studies conducted on the biological and sanitary effects of radiofrequencies associated with mobile telephony. The aim of this work is to evaluate the influence of radiofrequencies emitted by the mobile phone on the human auditory cortical activity. A state of the art on the biological and medical effects induced by this mobile phone is drawn up. After a description of the auditory evoked potentials (AEP) acquisition protocol and the selection of the electrodes which record the most characteristic signals of AEPs, variables are extracted from these signals and are statistically analyzed. A selection, based on classification using Support Vector Machines, makes it possible to identify the most disturbed variables by RF and the analysis per electrode allows to locate their effects. A study on electroencephalographic (EEG) signals is also conducted on spectral correlation coefficients and power spectral density. It comes out that the RF emitted by the mobile telephone affect the AEP and the EEG signals. On the other hand, no causality link between these biological effects and the harmful effects on human health can be shown today., Cette thèse s'inscrit dans le cadre des études menées sur les effets biologiques et sanitaires des radiofréquences associées à la téléphonie mobile. Le but de ce travail est d'évaluer l'influence des radiofréquences émises par le téléphone mobile sur l'activité corticale chez l'homme. Tout d'abord, un état des connaissances scientifiques relatives aux effets biologiques et sanitaires des radiofréquences associées à la téléphonie mobile a été dressé. Ensuite, on effectue une description du matériel et des méthodes d'acquisition des potentiels évoqués auditifs (PEA) caractéristiques de l'activité corticale auditive. De plus, on a sélectionné les électrodes qui recueillent les signaux les plus caractéristiques de PEA. Des variables dont certaines caractéristiques électrophysiologiques des PEA sont extraites et font l'objet d'une analyse statistique. Une sélection, basée sur la classification par Support Vector Machines, met en exergue les variables plus perturbées par les radiofréquences. Enfin, l'analyse statistique par électrode permet de localiser les effets des radiofréquences. On se consacre enfin à l'étude des signaux électroencéphalographiques en étudiant les coefficients de corrélations entre spectres et les densités spectrales de puissance par bande de fréquences. En conclusion, les radiofréquences émises par le téléphone mobile semblent montrer une incidence sur les potentiels évoqués auditifs et les signaux électroencéphalographiques. Cependant, aucun apport de causalité entre ces effets biologiques sur l'activité corticale et les effets néfastes sur la santé humaine ne peut être démontré à ce jour.

Not available, L'essor des télécommunications et des applications s'y rattachant est un des faits marquant de cette fin de siècle, et notamment dans les domaines des réseaux et des modems numériques à haut débit. Nous nous sommes particulièrement intéressés aux étages radiofréquences de ces modems, et surtout à ceux préconisés par la recommandation DAVIC (Digital Audio-VIsual Council). Cette recommandation détermine le protocole de transmission, ainsi que les différentes couches physiques nécessaires à une application multimédia sur réseau coaxial. Le but de notre travail a été de trouver une solution architecturale permettant de réaliser un étage radiofréquence totalement numérisé et compatible DAVIC. L'étude des étages radiofréquences analogiques (structure, réalisation, etc.) et leur simulation ont permis de déterminer les principales caractéristiques de chacun des blocs fonctionnels les constituants (filtres, mélangeurs, etc.). A partir de ces caractéristiques, l'étude des différentes techniques numériques permettant de réaliser ces mêmes fonctions essentielles à un étage radiofréquence nous a permis de choisir une architecture totalement numérisée. Celle-ci a été décrite en langage VHDL synthétisable, et simulée sous le logiciel Altéra MaxPlusII. Les résultats ont permis de démontrer la faisabilité de notre système, avec cependant la nécessité d'opter pour une architecture pipe-line parallélisée afin de pouvoir l'implanter au maximum en technologie CMOS. Toutefois l'emploi d'une technologie plus rapide (ECL, AsGa, ou autre) s'avère nécessaire vue les fréquences d'échantillonnages demandées par l'application (1.072 GHz pour un signal de 87 MHz émis sur au moins 12 points par période). Une simulation complémentaire sur le logiciel Ptolemy a permis de démontrer que notre système permet une meilleure qualité de transmission que les étages radiofréquences analogiques usuels.

Non disponible / Not available, Ce mémoire de thèse présente les développements méthodologiques réalisés en RMN à l'aide d'un gradient de champ radiofréquence intense (gradient B1). Les techniques originales présentées ici concernent la micro-imagerie et la mesure du coefficient d'auto-diffusion translationnelle moléculaire et viennent élargir le champ d'application de méthodes plus conventionnelles basées sur l'application d'un gradient de champ statique (gradient Ba). Des exemples concrets d'applications : visualisation de la diffusion de solvants dans des polymères, sélectivité spectrale, technique d'acquisition d'un "pseudo-écho", imagerie en 3 dimensions, fiabilité de la mesure globale et localisée de coefficients de diffusion dans des échantillons hétérogènes aussi bien en phase gazeuse qu'en milieu condensé, démontrent l'efficacité des méthodes mises au point tout en exploitant pleinement le potentiel instrumental développé au cours de cette thèse.

Not available, Le présent mémoire décrit une nouvelle méthode d'imagerie par résonance magnétique nucléaire (RMN) à deux dimensions, basée sur la seule application de gradients de champ radiofréquence (RF ). Divers résultats qui démontrent l'intérêt de la méthode sont présentés, à la fois sur des échantillons fantômes, sur lesquels une résolution d'environ 20 micromètres est atteinte, ainsi que sur des systèmes à t2 court, concernant des processus de diffusion de solvants à l'intérieur de polymères

Not available, Le présent mémoire décrit une nouvelle méthode d'imagerie par résonance magnétique nucléaire (RMN) à deux dimensions, basée sur la seule application de gradients de champ radiofréquence (RF ). Divers résultats qui démontrent l'intérêt de la méthode sont présentés, à la fois sur des échantillons fantômes, sur lesquels une résolution d'environ 20 micromètres est atteinte, ainsi que sur des systèmes à t2 court, concernant des processus de diffusion de solvants à l'intérieur de polymères