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The control of information is a competitive advantage today. Despite an intensification of the means developed to protect the data stream, it is currently not possible to exchange remotely and in a completly safe way information between two parties. However, the work of Bennett and Brassard has shown that it is possible to achieve a maximum level of security using a protocol for transmitting quantum information. This protocol is based on the use of telecom networks using quantum repeaters in place of conventional repeaters. The route studied in this thesis, carried out partly in the framework of the European Project QuRep, aims to improve knowledge on single crystals doped with rare earth ions that are good candidates for the development of quantum repeaters. Two main areas emerged: on the one hand, we tried to understand the success and limiting factors regarding the use of Nd : YSO single crystal as host for quantum memories. The objective was also to transfer the coherence from an electronic Zeeman level to the hyperfine levels. In a second step, we studied a crystal with a hyperfine structure directly accessible in optics, Er : YLF to assess its potential use for quantum memories. Among other things, we achieved the transfer of coherence from a Zeeman level to an hyperfine level with a storage time of over 300 microseconds, which allows to consider the development an on demand readout quantum memory in Nd : YSO.; La maitrise de l'information représente un avantage concurrentiel de nos jours. Malgré une intensification des moyens développés pour protéger les flux de données, il n'est actuellement pas possible d'échanger à distance et de façon complètement sure, une information entre deux interlocuteurs. Néanmoins, des travaux menés par Bennett et Brassard ont montré qu'il est possible d'atteindre un niveau de sécurité maximum en utilisant un protocole quantique de transmission de l'information. Ce protocole se base sur l'utilisation de réseaux télécom utilisant des répéteurs quantiques à la place des répéteurs classiques. La voie étudiée dans cette thèse, réalisée en partie dans le cadre du projet européen QuRep, a pour but l'amélioration des connaissances sur les monocristaux dopés aux ions de terre rare qui sont des candidats de choix pour la mise au point de répéteurs quantiques. Deux grands axes ont émergés : dans un premier temps nous avons essayé de comprendre quels sont les facteurs de succès et limitatifs dans l'utilisation du cristal de Nd : YSO en tant qu'hôte pour les mémoires quantiques avec pour objectif le transfert de la cohérence électronique vers des niveaux hyperfins. Dans un second temps, nous avons étudié un cristal présentant une structure hyperfine directement accessible en optique, Er : YLF afin de vérifier sa potentielle utilisation pour les mémoires quantiques. Ces travaux ont permis, entre autre, de réaliser un transfert de cohérence d'un niveau Zeeman électronique vers un niveau hyperfin avec un temps de stockage de plus de 300 μs, ce qui permet d'envisager une mémoire quantique dans Nd : YSO permettant de réémettre un photon à la demande

Magnetic resonance imaging (MRI) is a valuable tool for the clinical diagnosis for brain imaging as well as cardiac and abdominal imaging. In cardiac MRI, there are two challenging issues: the non reproducibility of cardiac cycles and respiratory motion. Morphological cardiac MRI is generally performed with a pulse sequence composed of a long preparation, to cancel the blood signal and thus enhance the contrast of the myocardium, and the acquisition itself. These acquisitions are performed during the mid-diastolic rest (relaxation period of the heart) to satisfy constraints to cancel the blood signal and to avoid problems linked to the cardiac non reproducibility because the mid-diastolic rest is long. Consequently, to acquire images in end-systolic rest (when the heart is fully contracted) while taking into account constraints to cancel the blood signal is not straight forward due to cardiac non reproducibility because the end-systolic rest is short. To overcome these limitations and to acquire images in end-systolic rest, a new adaptive method is introduced that allows to optimally placing acquisition windows while taking constraint for the cancellation of the blood signal into account. This method was applied to measure and compare transverse relaxation time (T2) between end-systolic and mid-diastolic rests. For prospective respiratory motion correction, the crucial point is to estimate motion in real-time without perturbing MR signal used for imaging. In order to solve this issue, a new method is introduced aiming at estimating motion parameters in real-time based on physiological signals such as respiratory bellows and ECG. This method is evaluated and results show its interest and its reliability regarding motion estimation errors. A reconstructions algorithm is also used in order to perform cardiac imaging during the end-systolic rest in free breathing and to use different kind of respiratory motion sensors such as MR signals. Hence, during this research work, several adaptive method were developed to get a better management of motion and to take into account specificity of each patient. These works open the way of fully functional adaptive magnetic resonance imaging in a clinical situation; L'imagerie par résonance magnétique (IRM) est un outil remarquable pour le diagnostic clinique, aussi bien pour l'imagerie cérébrale que pour l'imagerie cardiaque et abdominale. En IRM cardiaque, deux problèmes sont récurrents : la non reproductibilité des cycles cardiaques et le mouvement respiratoire. L'IRM cardiaque morphologique est généralement faite avec une séquence composée d'une préparation longue, visant à annuler le signal du sang pour accentuer le contraste au niveau du myocarde, et de l?acquisition à proprement parler. Ces acquisitions sont généralement faites en mésodiastole (phase de relaxation passive du coeur) ce qui permet de satisfaire les contraintes liées à l'annulation du sang et d'éviter les problèmes liés aux non reproductibilités des cycles cardiaques car la mésodiastole est longue. Il est donc difficile de satisfaire les contraintes liées à l?annulation du sang pour faire les acquisitions en télésystole (phase où le coeur est contracté) à cause des non reproductibilités cardiaques car la télésystole est courte. Afin de passer outre ces limitations et de pouvoir acquérir ces mêmes images morphologiques en télésystole, nous proposons une nouvelle méthode adaptative qui permet à la fois de placer la fenêtre d'acquisition de manière optimale et de satisfaire les contraintes liées à l'annulation du sang. Une application de cette méthode a également été mise en place pour estimer et comparer les temps de relaxation transversale (T2) entre télésystole et mésodiastole. Pour la gestion prospective du mouvement respiratoire, le point crucial est d'estimer les mouvements en temps réel en perturbant au minimum les signaux de résonance magnétique. Pour ce faire nous proposons une méthode basée sur l'estimation paramétrique des mouvements en temps réel à partir des signaux physiologiques disponibles (ceintures respiratoires et ECG). Cette méthode a été testée et les résultats montrent son intérêt et sa fiabilité par rapport aux erreurs faites au niveau du mouvement. Une méthode de reconstruction incluant les mouvements a également été utilisée pendant ces travaux afin de faire de l'imagerie en télésystole en respiration libre et d'utiliser d'autres types de capteurs respiratoires comme certains signaux de résonance magnétique. Ainsi pendant ces travaux, des méthodes adaptatives ont été mises en place afin de mieux gérer le mouvement et de prendre en compte les spécificités de chaque patient. Ces travaux ouvrent la voie de l'imagerie par résonance magnétique adaptative pleinement fonctionnelle dans un contexte clinique

Magnetic resonance imaging (MRI) is a valuable tool for the clinical diagnosis for brain imaging as well as cardiac and abdominal imaging. In cardiac MRI, there are two challenging issues: the non reproducibility of cardiac cycles and respiratory motion. Morphological cardiac MRI is generally performed with a pulse sequence composed of a long preparation, to cancel the blood signal and thus enhance the contrast of the myocardium, and the acquisition itself. These acquisitions are performed during the mid-diastolic rest (relaxation period of the heart) to satisfy constraints to cancel the blood signal and to avoid problems linked to the cardiac non reproducibility because the mid-diastolic rest is long. Consequently, to acquire images in end-systolic rest (when the heart is fully contracted) while taking into account constraints to cancel the blood signal is not straight forward due to cardiac non reproducibility because the end-systolic rest is short. To overcome these limitations and to acquire images in end-systolic rest, a new adaptive method is introduced that allows to optimally placing acquisition windows while taking constraint for the cancellation of the blood signal into account. This method was applied to measure and compare transverse relaxation time (T2) between end-systolic and mid-diastolic rests. For prospective respiratory motion correction, the crucial point is to estimate motion in real-time without perturbing MR signal used for imaging. In order to solve this issue, a new method is introduced aiming at estimating motion parameters in real-time based on physiological signals such as respiratory bellows and ECG. This method is evaluated and results show its interest and its reliability regarding motion estimation errors. A reconstructions algorithm is also used in order to perform cardiac imaging during the end-systolic rest in free breathing and to use different kind of respiratory motion sensors such as MR signals. Hence, during this research work, several adaptive method were developed to get a better management of motion and to take into account specificity of each patient. These works open the way of fully functional adaptive magnetic resonance imaging in a clinical situation, L'imagerie par résonance magnétique (IRM) est un outil remarquable pour le diagnostic clinique, aussi bien pour l'imagerie cérébrale que pour l'imagerie cardiaque et abdominale. En IRM cardiaque, deux problèmes sont récurrents : la non reproductibilité des cycles cardiaques et le mouvement respiratoire. L'IRM cardiaque morphologique est généralement faite avec une séquence composée d'une préparation longue, visant à annuler le signal du sang pour accentuer le contraste au niveau du myocarde, et de l?acquisition à proprement parler. Ces acquisitions sont généralement faites en mésodiastole (phase de relaxation passive du coeur) ce qui permet de satisfaire les contraintes liées à l'annulation du sang et d'éviter les problèmes liés aux non reproductibilités des cycles cardiaques car la mésodiastole est longue. Il est donc difficile de satisfaire les contraintes liées à l?annulation du sang pour faire les acquisitions en télésystole (phase où le coeur est contracté) à cause des non reproductibilités cardiaques car la télésystole est courte. Afin de passer outre ces limitations et de pouvoir acquérir ces mêmes images morphologiques en télésystole, nous proposons une nouvelle méthode adaptative qui permet à la fois de placer la fenêtre d'acquisition de manière optimale et de satisfaire les contraintes liées à l'annulation du sang. Une application de cette méthode a également été mise en place pour estimer et comparer les temps de relaxation transversale (T2) entre télésystole et mésodiastole. Pour la gestion prospective du mouvement respiratoire, le point crucial est d'estimer les mouvements en temps réel en perturbant au minimum les signaux de résonance magnétique. Pour ce faire nous proposons une méthode basée sur l'estimation paramétrique des mouvements en temps réel à partir des signaux physiologiques disponibles (ceintures respiratoires et ECG). Cette méthode a été testée et les résultats montrent son intérêt et sa fiabilité par rapport aux erreurs faites au niveau du mouvement. Une méthode de reconstruction incluant les mouvements a également été utilisée pendant ces travaux afin de faire de l'imagerie en télésystole en respiration libre et d'utiliser d'autres types de capteurs respiratoires comme certains signaux de résonance magnétique. Ainsi pendant ces travaux, des méthodes adaptatives ont été mises en place afin de mieux gérer le mouvement et de prendre en compte les spécificités de chaque patient. Ces travaux ouvrent la voie de l'imagerie par résonance magnétique adaptative pleinement fonctionnelle dans un contexte clinique

This work deals with the nuclear relaxation particularly when the measurements are in the presence of a spin-lock field with the view to characterize vulcanized rubbers. The first chapter is a cursory glance at the different procedures calling on the Nuclear Magnetic Resonance (NMR) which permits the access to some structural and dynamical properties of rubbers. During the second chapter, the evolution of the magnitude of a system of two protons coupled by dipolar interactions and locked by a radiofrequency field had been studied theoretically and experimentally. In the third chapter, the different potentialities provided by the measurements of the spin relaxation are evaluated with the aim of the characterization of natural vulcanized and/or filled rubbers. The relaxation time measured in the presence of a spin-lock field appears the most reliable one. Then, the microscopy by radiofrequence field gradient is applied (chapter 4) to those rubbers. The relaxation time pictures (measured in the presence of a spin-lock field) display the constrained areas prominently., Ce travail porte sur la relaxation nucléaire avec comme objectif de caractériser des caoutchoucs réticulés. Le premier chapitre est un survol des procédures faisant appel à la Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) qui apportent des informations structurales et dynamiques relatives aux élastomères. Au 2ème chapitre, l'évolution de l'aimantation d'un système de deux spins 1H couplés par une interaction dipolaire et verrouillé par un champ radiofréquence a été étudié théoriquement et expérimentalement. Dans 3ème chapitre, les potentialités de la relaxation de spin en vue de caractériser des caoutchoucs naturels diversement réticulés et/ou chargés sont évaluées. Le temps de relaxation mesuré en présence d'un champ de verrouillage apparaît comme le plus fiable. La microscopie par gradient de champ radiofréquence est alors appliquée (chapitre 4) à ces mêmes caoutchoucs. Les images en temps de relaxation (en présence d'un champ de verrouillage) mettent en évidence les zones de contraintes.

Texte intégral accessible uniquement aux membres de l'Université de Lorraine; Non disponible/ Not available; Ce mémoire décrit la détermination de propriétés physico-chimiques à partir de mesures de relaxation de spin hétéronucléaire proton-carbone-13. La relaxation de spin hétéronucléaire est présentée de manière phénoménologique. Une comparaison entre les méthodes HOESY utilisant une détection directe du carbone-13 et des méthodes dites inverses (détection en proton) est présentée. Les séquences d'impulsions permettant la mesure de l'effet Overhauser entre sites "chimiquement équivalents" dans des molécules symétriques sont introduites. L'interprétation moléculaire des paramètres de relaxation est envisagée avec trois objectifs i) la détermination de la dynamique réorientationnelle des molécules ii) la mesure de distances internucléaires iii) la détermination de l'orientation du tenseur de rotation-diffusion. La dernière partie combine la mesure de vitesses de corrélation croisée transversale et des calculs élaborés de chimie quantique, dans le but de déterminer les éléments du tenseur de déplacement chimique en phase liquide, les résultats obtenus sont confrontés à ceux obtenus par RMN en phase solide.

Not available, Ce travail a été entrepris en vue d'une étude approfondie des phénomènes de relaxation croisée dans un système de deux spins 1/2. Nous avons été amenés à développer des logiciels qui couvrent toutes les phases du traitement de données de RMN : analyse des signaux de précession libre (RMNY), traitement des données de relaxation (TFIT) en termes de paramètres dynamiques et interprétation de ces derniers en termes de mouvements moléculaires (TWOSTEG). Ces logiciels sont écrits en turbo pascal et fonctionnent sur tout micro-ordinateur compatible PC. L'étude de la relaxation croisée a été réalisée sur deux tensio-actifs micellisés comportant un cycle benzénique avec la tête polaire et la chaîne aliphatique en position para. Ce sont l'obs (octyl-benzène sulfonate du sodium) et le 4-DBS (4-dodecyl-benzène sulfonate du sodium) étudiés dans les mêmes conditions (0.3M dans D20 à 50#O). Nous avons élaboré de nouvelles méthodes aussi bien sur le plan expérimental que sur le plan du traitement pour : 1) Détermination précise des termes de relaxation croisée, en fonction de la fréquence de mesure, dans des systèmes homo et hétéronucléaires de deux spins 1/2 ; 2) détermination précise des termes d'interférence entre l'intéraction dipolaire carbone-proton et l'anisotropie de déplacement chimique du carbone ou du proton ; 3) Étude d'un système de deux spins 1/2 couplés en présence d'un champ radio-fréquence (relaxation et transferts de type hartmann-hahn)

Not available, Ce travail a été entrepris en vue d'une étude approfondie des phénomènes de relaxation croisée dans un système de deux spins 1/2. Nous avons été amenés à développer des logiciels qui couvrent toutes les phases du traitement de données de RMN : analyse des signaux de précession libre (RMNY), traitement des données de relaxation (TFIT) en termes de paramètres dynamiques et interprétation de ces derniers en termes de mouvements moléculaires (TWOSTEG). Ces logiciels sont écrits en turbo pascal et fonctionnent sur tout micro-ordinateur compatible PC. L'étude de la relaxation croisée a été réalisée sur deux tensio-actifs micellisés comportant un cycle benzénique avec la tête polaire et la chaîne aliphatique en position para. Ce sont l'obs (octyl-benzène sulfonate du sodium) et le 4-DBS (4-dodecyl-benzène sulfonate du sodium) étudiés dans les mêmes conditions (0.3M dans D20 à 50#O). Nous avons élaboré de nouvelles méthodes aussi bien sur le plan expérimental que sur le plan du traitement pour : 1) Détermination précise des termes de relaxation croisée, en fonction de la fréquence de mesure, dans des systèmes homo et hétéronucléaires de deux spins 1/2 ; 2) détermination précise des termes d'interférence entre l'intéraction dipolaire carbone-proton et l'anisotropie de déplacement chimique du carbone ou du proton ; 3) Étude d'un système de deux spins 1/2 couplés en présence d'un champ radio-fréquence (relaxation et transferts de type hartmann-hahn)