Tesis: "Microscopie ptychographique de Fourier"

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Hassini, Houda. "Automatic analysis of blood smears images : contribution of phase modality in Fourier Ptychographic Microscopy". Electronic Thesis or Diss., Institut polytechnique de Paris, 2024. http://www.theses.fr/2024IPPAS014.

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Resumen

La pathologie numérique constitue aujourd'hui un outil fondamental pour le diagnostic médical, exploitant les avancées technologiques en matière de numérisation pour transformer les échantillons biologiques en données numériques, facilitant ainsi leur visualisation et leur analyse. Cependant, ces méthodes, souvent basées sur la microscopie conventionnelle, rencontrent des limitations qui entravent parfois leur efficacité. Dans ce contexte, des méthodes d'imagerie non conventionnelles telles que la microscopie ptychographique de Fourier (FPM) offrent des perspectives prometteuses pour surmonter ces limitations. En effet, la FPM offre un accès à la phase en complément de l'intensité et permet d'examiner un large champ de vision à haute résolution à un coût de conception raisonnable. Cette thèse explore le potentiel de la microscopie ptychographique de Fourier dans l'analyse des frottis sanguins minces. Plusieurs résultats ont été obtenus grâce à une approche multidisciplinaire intégrant l'apprentissage en profondeur et la microscopie. Nous nous concentrons d'abord sur le problème limité de la détection des parasites pour le diagnostic du paludisme. L'exploitation conjointe de l'intensité et de la phase permet d'améliorer les performances d'un détecteur de réseau neuronal profond. À cette fin, un CNN à valeurs complexes a été introduit dans l'architecture Faster-RCNN pour une extraction efficace des caractéristiques. Ensuite, nous examinons une application plus complexe, à savoir la classification des globules blancs, où les avantages de l'exploitation conjointe de l'intensité et de la phase ont également été confirmés. Nous nous intéressons également au problème du déséquilibre des classes rencontré dans cette tâche, nous proposons un nouveau modèle GAN informé par la physique dédié à la génération d'images d'intensité et de phase. Ce modèle évite le problème de mode collapse rencontré avec l'implémentation habituelle des GAN. Enfin, nous considérons l'optimisation de la conception du microscope FPM. À cette fin, nous explorons des stratégies combinant simulations, réseaux neuronaux et modélisation de la formation d'images. Nous démontrons que la FPM peut utiliser des résolutions faibles sans compromettre significativement les performances. Cette thèse souligne l'intérêt d'adapter l'apprentissage automatique en lien avec les principes de la microscopie et met en évidence le potentiel de la microscopie ptychographique de Fourier pour les futurs systèmes de diagnostic automatisés
Digital pathology presents today a fundamental tool for medical diagnosis, exploiting technological advances in digitalization to transform biological samples into digital data, thus facilitating their visualization and analysis. However, these methods, often based on conventional microscopy, encounter limitations that sometimes hinder their effectiveness.From this perspective, unconventional imaging methods such as Fourier ptychographic microscopy offer promising prospects for overcoming these limitations. Indeed, FPM offers access to the phase in complement of the intensity and allows examining a large Field of View at a high resolution at a reasonable design cost.This thesis explores Fourier ptychographic microscopy (FPM) 's potential in thin blood smear analysis. Several results have been obtained thanks to a multidisciplinary approach integrating deep learning and microscopy.We have first focused our attention on the problem of limited complexity of parasite detection for malaria diagnosis. The joint exploitation of intensity and phase is shown to improve the performance of a deep network detector. To this end, a complex-valued CNN has been introduced in Faster-RCNN architecture for efficient feature extraction.Secondly, we have considered a more complex application, namely the classification of white blood cells, where the benefits of joint exploitation of intensity and phase were also confirmed. Furthermore, to reduce the imbalance of classes encountered in this task, we propose a novel physics-informed GAN model dedicated to generating intensity and phase images. This model avoids the mode collapse problem faced with usual GAN implementation.Finally, we have considered optimizing the FPM microscope design. To this end, we explore strategies combining simulations, neural networks, and image formation modeling. We demonstrate that FPM can use low resolutions without significantly compromising performance.This thesis underscores the interest in tailoring machine learning in connection to microscopy principles and highlights the potential of Fourier ptychographic microscopy for future automated diagnosis systems

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Liu, Hui. "Microscopie tomographique diffractive et profilométrie multivue à haute résolution". Thesis, Mulhouse, 2014. http://www.theses.fr/2014MULH9558/document.

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Resumen

Nous avons développé un microscope tomographique diffractif en réflexion, qui permet d’observer la surface d’un échantillon avec une résolution latérale améliorée comparée à un microscope holographique conventionnel. À partir des même données expérimentales (les hologrammes acquis sous différents angles d’illumination), des mesures à haute précision longitudinale peuvent être réalisées sur la surface d’un échantillon purement réfléchissant, par reconstruction du profil de hauteur à partir de la phase. Cette méthode d’imagerie multimodale présente plusieurs avantages comparée aux mesures en holographie interférométrique classique : amélioration de la résolution latérale sur la partie diffractive, déroulement de phase facilité, réduction du bruit cohérent, l’ensemble étant associé à la grande précision longitudinale fournie par les mesures de phase. Nous montrons ces possibilités en imageant divers échantillons minces
We have developed a tomographic diffractive microscope in reflection, which permits observation of sample surfaces with an improved lateral resolution, compared to a conventional holographic microscope. From the same set of data, high-precision measurements can be performed on the shape of the reflective surface by reconstructing the phase of the diffracted field. doing so allows for several advantages compared to classical holographic interferometric measurements: improvement in lateral resolution, easier phase unwrapping, reduction of the coherent noise, combined with the high-longitudinal precision provided by interferometric phase measurements. We demonstrate these capabilities by imaging various test samples

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Zhang, Jinchi. "Microscopie acoustique large bande : modélisation des réponses échographiques et validation expérimentale". Lyon, INSA, 1996. http://www.theses.fr/1996ISAL0059.

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Resumen

Ce travail est une contribution à la microscopie acoustique, large bande. II présente un aspect assez fondamental, du fait de la part importante consacrée à la modélisation des phénomènes acoustiques et à leur validation. Nous nous sommes intéressés à l'étude des réponses échographiques de transducteurs focalisés de très forte ouverture angulaire lorsqu'ils sont placés en face d'un réflecteur plan, immergé dans de l'eau. Deux modélisations de la réponse échographique du transducteur, l'une directement dans le domaine temporel, l'autre par synthèse des réponses harmoniques, ont été développées. Ces deux approches différentes conduisent à des résultats identiques. La méthode d'intégration directe exploite des fonctions de Green temporelles pour le champ acoustique réfléchi. Cette approche imposant un calcul très long compliqué, nous avons eu recours à une méthode de synthèse harmonique qui s'est avérée plus efficace. L'étude préalable du régime harmonique nous a conduit à une expression intégrale des courbes V(z), qui met clairement en évidence la fonction pupille exacte de coupelles uniformes ou non. A partir de ce modèle harmonique, la réponse échographique impulsionnelle a été obtenue par transformée de Fourier inverse analytique. Les réponses calculées sont en excellent accord avec les résultats expérimentaux obtenus à l'aide d'un transducteur concave dont l'élément actif est un film de PVDF, prouvant ainsi la validité de l'hypothèse sur l'uniformité de vibration de la coupelle. Enfin deux applications ont été présentées, démontrant l’intérêt de cette approche impulsionnelle
This work is mainly a fundamental contribution to the wide band acoustic microscopy, due to the important part devoted to the modeling of acoustic phenomena and to their validation. We have been interested in the study of the impulse choreographic responses produced by large aperture spherical transducers immersed in water, in front of various solid plane reflectors. Two models were developed in order to predict these responses, the first operates directly in the time domain and the second makes use of the harmonic synthesis. These two methods lead to identical results. The temporal approach consists in adding the elementary contributions of the transient Green functions for the reflected field. This calculation is complicated and time consuming and therefore we have chosen a more efficient method based on a preliminary study in the frequency domain. For that purposed we derived a new formulation of the well-known V(z) curves, characterised by an exact expression of the pupil function for spherical caps vibrating uniformly or not. By Fourier transforming these exact harmonic results, the impulse echographic response was deduced. In the case of a semi infinite reflector, an interesting analytical expression has been obtained. The numerical simulations are in perfect agreement with the experimental results obtained with a wideband concave transducer, whose piezoelectric element is a thin PVDF film. This proves that our hypothesis, on the uniformity of the vibration of the concave surface, is satisfactory. At last, two applications were presented, demonstrating the interest of this wideband approach

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Tria, Assia. "Traitement spécifique de la signature acoustique et approche du problème inverse". Montpellier 2, 1994. http://www.theses.fr/1994MON20150.

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Resumen

La microscopie acoustique, a cours de ces derniers developpements, depasse le stade de l'observation qualitative du materiau a travers les images d'amplitudes et de phase pour atteindre une analyse quantitative des proprietes mecaniques des microstructures. Nous utilisons pour cela l'echo de vibrations mecaniques que l'on focalise sur le materiau a etudier ; il en resulte un signal spatial v(z) qui constitue la signature acoustique du materiau. On extrait de ce signal pseudoperiodique les caracteristiques mecaniques, soit par une analyse harmonique, soit en cherchant les meilleures fonctions fanalytiques approchees rendant compte des resultats. C'est pourquoi, nous avons a envisages les deux methodes suivantes: transformation de fourier completee par l'utilisation de fenetres de ponderation determination d'une fonction analytique dont les parametres sont ajustables. Afin de completer ces modeles, nous nous sommes interesses au probleme inverse qui nous permet grace a un traitement original de remonter directement au pouvoir reflecteur du materiau. Le but de cette these est d'atteindre et d'evaluer les limites de ces differentes methodes d'analyse afin de determiner avec la plus grande precision possible les proprietes elastiques du materiau et de developper un ensemble de logiciels afferents a ces mesures

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Srichan, Sirinart. "Synchrotron Based Fourier Transform Infrared Microspectroscopy and Fluorescence Microscopy : Application on Photodynamic Treated Cancer Cells". Paris 7, 2009. http://www.theses.fr/2009PA077181.

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Resumen

Lors de ce travail nous avons étudié l'effet photodynamique (PDT) de l'Hypocrelline A (HA) sur quatre lignées de cellules cancéreuses (HeLa, Calu-1, K562, K562 RSTI571) par une approche biophysique. Nous avons combiné les informations obtenues par microscopie de fluorescence confocale, tests de cytotoxicité et microspectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (IRTF) pour éclairer la physico-chimie de la PDT. La très haute sensibilité de la microscopie de fluorescence confocale permet de détecter la fluorescence intrinsèque de HA à des concentrations de l'ordre du nanomolaire, de suivre sa pénétration dans les cellules et de réaliser des cartes 3D haute résolution montrant sa distribution. La microspectroscopie IRTF est utilisée à fin de détecter des changements de la composition chimique globale de la cellule et les modifications de la structure des principaux composants cellulaires lors du traitement. L'utilisation d'une source synchrotron autorise une résolution subcellulaire qui devrait permettre de discriminer les réactions à l'intérieur des différents compartiments cellulaires tel que le noyau et le cytoplasme. Les tests de cytoxicité et l'utilisation de marqueurs fluorescents ont permis de comparer les effets des traitements croissants sur les différentes lignées cellulaires et d'optimiser les conditions de traitement pour obtenir différents types de mort cellulaire. Nous avons également montré que la combinaison de la microspectroscopie IRTF et de la microscopie de fluorescence sur un même instrument était possible et permettait de mesurer simultanément le spectre IRTF d'une cellule unique et le type de mort cellulaire qu'elle a subi. Les différentes approches utilisées dans ce travail se combinent pour montrer que HA ne pénètre pas dans le noyau mais est localisée dans le cytoplasme et accumulée autour du noyau après 24 heures d'incubation ; que les 4 lignées cellulaires réagissent de façon similaire ; que des modifications de la composition chimique des noyaux des cellules sont détectables par microspectroscopie IRTF mais que les cytoplasmes des cellules adhérentes sont trop minces pour y détecter des altérations sauf dans la région périnucléaire. Même en absence de pénétration de HA dans le noyau, la microspectroscopie IRTF permet de détecter des changements de la structure secondaire des protéines du noyau et des perturbations des membranes du réticulum endoplasmique et de l'appareil de Golgi sous l'action de espèces oxygénées réactives générées par la PDT
In this thesis, we studied the photodynamic effects of Hypocrellin A on four cancer cell lines using fluorescence microscopy, cytotoxicity tests and FT-IR microspectroscopy. As HA is a natural fluorescent substance, we used this intrinsic property to observe its localization in HeLa cells by fluorescence microscopy. The fluorescence images revealed that HA did not penetrated into the nucleus but localized in the cytoplasm and aggregated perinuclearly after 24 hours of incubation. MTT viability assay was performed to evaluate the optimum PDT conditions (HA and light dose) which induced cell death in the four cell lines HeLa, Calu-1, K562, K562 RSTI571. The dark toxicity of HA on ail cell lines is low, but is increasing dose-dependently. The phototoxicity of HA on all cell lines was increasing in both HA dose and light dose dependent manner. The light irradiation alone affected only negligibly the cell survival. HeLa cells are sensitive to HA PDT than Calu-1 cells. We found also that K562 and K562 RSTI are sensitive to HA. Moreover the synergetic effect of HA and Glivec® on K562 RSTI was observed. FT-IR microspectroscopy detected the changes in the secondary structure of proteins exhibiting an increase of beta sheets characteristics frequency affected by ROS generated from PDT. , with a predominant shoulder at around 1630 cm"1 (for the Amide I band) and 1530 cm"1 (for the Amide II band). Moreover, a slight decrease of the lipid intensity was noticed. Coupling fluorescence microscopy and FT-IR microscopy was carried out on the same instrument. Fluorescence microscopy could reveal the modes of cell death while FT-IR microspectroscopy showed effect of HA PDT on the secondary structure of proteins. All approaches carried out in this thesis revealed that even HA did not penetrate in the nucleus but there are changes in secondary structure of proteins in nucleus which can be observed by FT-IR spectromicroscopy

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Verrier, Nicolas. "Microscopie holographique numérique : modélisation et développement de méthodes pour l'étude d'écoulements canalisés et microcanalisés". Phd thesis, Université de Rouen, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00634672.

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L'étude des écoulements, réactifs ou non, nécessite la mise en place de méthodes de diagnostics non-intrusives. Les méthodes de diagnostic optiques sont d'excellentes candidates pour répondre à ce type de problématique. Les milieux étudiés sont alors ensemencés de traceurs adaptés. S'ils sont correctement choisis, ces traceurs permettront de caractériser l'écoulement. L'utilisation de l'holographie numérique pour l'étude des écoulements offre un avantage certain par rapport à des méthodes d'imagerie classiques. En effet, elle permet d'accéder aux caractéristiques tridimensionnelles des traceurs utilisés (vitesses, tailles, position). La simplicité du montage optique utilisé pour l'enregistrement holographique rend cette technique particulièrement adaptée à l'étude des écoulements non-confinés tels que les sprays ou les jets. En revanche, dans le cadre de l'étude des écoulements confinés (écoulements canalisés par exemple), l'utilisation de l'holographie (et des méthodes de diagnostic optique en général) nécessite des modifications dans le dispositif expérimental. En effet, dans le cas d'écoulements canalisés, la géométrie cylindrique des canalisations introduit de l'astigmatisme dans le dispositif d'imagerie. Pour pouvoir étudier les écoulements canalisés et prendre en compte l'astigmatisme du montage, un modèle de simulation numérique des hologrammes est mis en place. Ce dernier permet, grâce au formalisme des matrices ABCD, de prendre en compte les paramètres géométriques la canalisation. Les hologrammes ainsi obtenus sont, ensuite, restitués par transformation de Fourier fractionnaire (TF fractionnaire). En effet, cet opérateur est adapté à la restitution des hologrammes enregistrés en lumière astigmate. De plus, il est ici prouvé que la TF fractionnaire permet effectivement de remettre au point sur les images des objets, que ceux-ci soient centrés sur l'axe optique du système ou non. Bien que l'astigmatisme puisse apparaître comme une difficulté à lever, il est possible d'en tirer partie. Ainsi, l'utilisation d'un faisceau référence focalisé dans la canalisation a permis d'isoler, de manière " tout-optique ", une région d'intérêt tridimensionnelle dans l'écoulement à étudier. Cette démarche permet ainsi d'alléger les traitements de restitution des hologrammes et offre la possibilité de sonder des volumes particuliers de l'écoulement. La généralisation de ces approches au cas des écoulements microcanalisés est discutée et appliquée, avec succès, à la visualisation de billes de latex de 5µm de diamètre situées dans un microcanal de 100µm de diamètre interne ou dans une région d'intérêt de dimensions réduites.

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Marim, Marcio. "L'Imagerie Compressé Appliqué a la Microscopie Biologique". Phd thesis, Telecom ParisTech, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00586625.

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La technique d'acquisition compressée (compressed sensing, CS) est une nouvelle théorie pour l'échantillonnage qui fût introduite afin de permettre l'acquisition efficace de signaux compressibles. Dans cette thèse, nous avons étudié des applications pratiques de cette technique d'échantillonnage, où les acquisitions sont réalisées dans le domaine de Fourier, menant aux deux principales contributions suivantes : (i) Débruitage d'image : Les images microscopiques présentent souvent des dégradations dûs à des artefacts complexes, associés à du bruit ou encore des mauvaises conditions d'éclairage. En microscopie à fluorescence, le bruit et le photoblanchiment altèrent la qualité de l'image. Notre travail a consisté à exploiter la théorie d'acquisition compressée comme un outil de débruitage d'image. Nous avons utilisé plusieurs acquisitions aléatoires dans le domaine de Fourier, et la variation totale comme un a priori sur la parcimonie spatiale. La composition des différentes images de reconstruction correspondant aux différents ensembles de mesures aléatoires renforce la cohérence spatiale de composants du signal significatifs et per- met de décorréler les composants bruités. Nous avons étudié les relations entre la parcimonie d'un signal et les statistiques et la performance pour la réduction du bruit sous différentes conditions initiales de bruitage. Nous avons montré que la technique proposée, basée sur un a priori sur la parcimonie du signal et sur des échantillonnages aléatoires dans le domaine de Fourier, permet d'obtenir des im- ages avec un rapport signal/bruit (SNR) au pire égal à celui obtenu avec les méthodes de débruitage classiques, tout en utilisant un nombre limité d'échantillons. Sous réserve de pouvoir acquérir l'image dans le domaine de Fourier, le schéma de débruitage proposé fournirait une méthode d'acquisition rapide nécessitant un temps d'exposition moindre, réduisant les effets de photoblanchiment. (ii) Acquisition compressée en microscopie holographique : En microscopie, les données en sortie deviennent considérables, impliquant notamment l'utilisation de capteurs haute-définition (i.e. beaucoup d'échantillons par acquisition) et l'augmentation des temps d'acquisition. La théorie de l'acquisition compressée fournit des outils pour la reconstruction d'images, nécessitant moins d'échantillons que les approches classiques. Cependant, les quelques mesures nécessaires doivent être prises dans un domaine incohérent au domaine spatiale, ce qui est difficile à réaliser en microscopie conventionnelle. Nous avons tout d'abord proposé un schéma de calcul permettant l'acquisition de séquences temporelles de mesures d'amplitude dans le domaine de Fourier, et l'estimation de l'information manquante sur la phase par interpolation de spectre de quelques acquisitions complètes d'images. Cette approche a été mise en pratique dans le contexte de l'imagerie rapide, utilisée pour des cellules en mouvement. Dans un deuxième temps nous avons implanté un schéma d'acquisition compressée pratique, conçu pour l'holographie numérique. Ce schéma permet de mesurer une figure de diffraction du champ optique et reconstruire images de haute qualité à partir de seulement 7% de mesures aléatoires. L'expérience d'acquisition compressée a été étendue avec succès à l'holographie compressée rapide à acquisition unique et dans des conditions d'éclairage faible.

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Verrier, Nicolas. "Microscopie holographique numérique : modélisation et développement de méthodes pour l'étude des écoulements canalisés et microcanalisés". Phd thesis, Rouen, 2009. http://www.theses.fr/2009ROUES051.

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Resumen

L’holographie numérique permet d’obtenir une information tridimensionnelle sur les écoulements. Mais, pour l’étude des écoulements canalisés, son utilisation nécessite des précautions dans le post-traitement : les canalisations cylindriques introduisent de l’astigmatisme dans le montage. Pour le prendre en compte, un modèle de simulation des hologrammes, reposant sur le formalisme ABCD, est mis en place. Les hologrammes obtenus sont restitués par transformation de Fourier fractionnaire. En effet, cet opérateur est adapté à la restitution d’hologrammes astigmates et permet de remettre au point sur l’image d’objets centrés ou non. Il est également possible de tirer partie de l’astigmatisme introduit par la canalisation. L’utilisation d’un faisceau focalisé dans la canalisation permet d’isoler une région d’intérêt 3D dans l’écoulement. L’application aux microcanalisations est discutée et l’observation de billes de latex de 5µm de diamètre situées dans un capillaire de 100µm est proposée.

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Marim, Marcio. "Applications du Compressed Sensing à l'imagerie biologique de microscopie". Phd thesis, Télécom ParisTech, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00710395.

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La technique d'acquisition compressée (compressed sensing, CS) est une nouvelle théorie pour l'échantillonnage qui fût introduite afin de permettre l'acquisition ef- ficace de signaux compressibles. Dans cette thèse, nous avons étudié des applica- tions pratiques de cette technique d'échantillonnage, où les acquisitions sont réal- isées dans le domaine de Fourier, menant aux deux principales contributions suiv- antes : (i) Débruitage d'image : Les images microscopiques présentent souvent des dégradations dûs à des artefacts complexes, associés à du bruit ou encore des mauvaises conditions d'éclairage. En microscopie à fluorescence, le bruit et le pho- toblanchiment altèrent la qualité de l'image. Notre travail a consisté à exploiter la théorie d'acquisition compressée comme un outil de débruitage d'image. Nous avons utilisé plusieurs acquisitions aléatoires dans le domaine de Fourier, et la variation totale comme un a priori sur la parcimonie spatiale. La composition des différentes images de reconstruction correspondant aux différents ensembles de mesures aléa- toires renforce la cohérence spatiale de composants du signal significatifs et per- met de décorréler les composants bruités. Nous avons étudié les relations entre la parcimonie d'un signal et les statistiques et la performance pour la réduction du bruit sous différentes conditions initiales de bruitage. Nous avons montré que la technique proposée, basée sur un a priori sur la parcimonie du signal et sur des échantillonnages aléatoires dans le domaine de Fourier, permet d'obtenir des im- ages avec un rapport signal/bruit (SNR) au pire égal à celui obtenu avec les méth- odes de débruitage classiques, tout en utilisant un nombre limité d'échantillons. Sous réserve de pouvoir acquérir l'image dans le domaine de Fourier, le schéma de débruitage proposé fournirait une méthode d'acquisition rapide nécessitant un temps d'exposition moindre, réduisant les effets de photoblanchiment. (ii) Acquisi- tion compressée en microscopie holographique : En microscopie, les données en sortie deviennent considérables, impliquant notamment l'utilisation de capteurs haute-définition (i.e. beaucoup d'échantillons par acquisition) et l'augmentation des temps d'acquisition. La théorie de l'acquisition compressée fournit des outils pour la reconstruction d'images, nécessitant moins d'échantillons que les approches clas- siques. Cependant, les quelques mesures nécessaires doivent être prises dans un domaine incohérent au domaine spatiale, ce qui est difficile à réaliser en microscopie conventionnelle. Nous avons tout d'abord proposé un schéma de calcul permettant l'acquisition de séquences temporelles de mesures d'amplitude dans le domaine de Fourier, et l'estimation de l'information manquante sur la phase par interpolation de spectre de quelques acquisitions complètes d'images. Cette approche a été mise en pratique dans le contexte de l'imagerie rapide, utilisée pour des cellules en mou- vement. Dans un deuxième temps nous avons implanté un schéma d'acquisition compressée pratique, conçu pour l'holographie numérique. Ce schéma permet de mesurer une figure de diffraction du champ optique et reconstruire images de haute qualité à partir de seulement 7% de mesures aléatoires. L'expérience d'acquisition compressée a été étendue avec succès à l'holographie compressée rapide à acquisition unique et dans des conditions d'éclairage faible.

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Léger, Charles-Louis. "Etude expérimentale des solutions solides octaédriques ternaires dans les smectites". Poitiers, 1997. http://www.theses.fr/1997POIT2291.

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Le but de nos travaux est d'etendre les connaissances cristallochimiques et cristallographiques des smectites. En particulier, l'eventuelle existence d'un caractere ditrioctaedrique de ce type de materiaux argileux ainsi que l'etendue des solutions solides octaedriques seront etudiees. Pour ce faire, nous avons tente de synthetiser a 220c des smectites a systeme octaedrique ternaire (al#3#+-fe#3#+-mg#2#+). Les stoechiometries de ces dernieres ont ete choisies pour se rapprocher le plus possible des smectites naturelles. D'autres ont ete calculees de maniere a correspondre a des positions ou des lacunes sont visibles dans les diagrammes al-fe#3#+-mg de composition octaedrique des smectites naturelles. Pour analyser ces produits de synthese, nous avons utilise la diffraction des rayons x, la microscopie electronique, les spectroscopies infrarouge et mossbauer. Nous avons alors pu mettre en evidence que : - par synthese a 220c, des smectites ternaires sont obtenues pour toutes les teneurs en al#3#+, fe#3#+ et mg#2#+ (quelle que soit la composition chimique du gel de depart). L'introduction d'une faible quantite de magnesium facilite la synthese des smectites al-fe. De plus le fer et le magnesium favorisent la genese de smectites bien cristallisees quand ils sont en faible quantite dans le systeme. Ils sont cependant destructurants a plus fortes teneurs ; - le passage du domaine dioctaedrique (al#3#+ et fe#3#+) au domaine trioctaedrique (mg#2#+) se fait de facon reguliere et continue par l'association de domaines diffractants peu etendus di et trioctaedriques au sein de memes feuillets argileux. - a l'echelle du feuillet argileux, les solutions solides octaedriques ternaires dans les smectites sont donc continues et completes sur tout le domaine de composition chimique al-fe-mg.

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Dohet-Eraly, Jérôme. "Méthodes de microscopie par holographie numérique interférentielle en couleurs avec un éclairage partiellement cohérent". Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2017. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/250123.

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Resumen

La présente thèse traite de méthodes en microscopie holographique numérique (MHN) en couleurs, avec un éclairage de cohérence spatiale partielle. Le principal inconvénient de la microscopie optique classique est sa faible profondeur de champ, rendant difficile l’observation de phénomènes dynamiques dans des échantillons épais. Au contraire, la MHN offre une reconstruction en profondeur grâce à la propagation numérique de l’hologramme. La MHN interférométrique donne aussi le contraste quantitatif de la phase, utile pour analyser des objets transparents. Un éclairage à plusieurs longueurs d’onde dans une configuration appropriée permet la MHN en couleurs. L’imagerie en flux et en couleurs de particules en MHN est ici développée, avec une méthode pour la correction automatique de la balance des couleurs et des défauts permanents. Elle est appliquée pour l’analyse du plancton dans des échantillons d’eau de surface et fournit des images de haute qualité pour les intensité et phase optiques. En outre, la réduction du bruit obtenue en diminuant la cohérence spatiale de l’éclairage en MHN est également étudiée, avec deux modèles évaluant quantitativement ce phénomène en fonction de la cohérence spatiale de la lumière et de la distance entre la source de bruit et le plan d’enregistrement. De plus, la MHN différentielle est aussi abordée. Celle-ci fournit les phases différentielles, la phase étant calculée par intégration. Cependant, les défauts présents conduisent à des aberrations lors du calcul de la phase, qui affectent sa qualité et empêchent la reconstruction holographique. Un traitement spécifique est développé, permettant la reconstruction numérique en profondeur. Enfin, en MHN, un critère est essentiel pour déterminer automatiquement la distance de netteté de l’objet. Deux critères de netteté sont ici mis au point, fonctionnant indépendamment de la nature de l’objet observé (amplitude, phase ou mixte). L’un, monochromatique, est basé sur l’analyse de l’amplitude et sur un filtrage passe-haut ;l’autre, qui détecte rapidement le plan de netteté en MHN en couleurs, compare la phase dans le domaine de Fourier entre les couleurs. Les méthodes développées dans la thèse montrent le potentiel élevé de la MHN en couleurs avec un éclairage partiellement cohérent spatialement, suggérant un avenir prometteur pour cette technique.
The thesis deals with methods and developments in color digital holographic microscopy (DHM), with a partial spatial coherence illumination. The principal drawback of classical optical microscopy is its poor depth of field, which makes difficult the observation of dynamic phenomena in thick samples. On the contrary, DHM provides reconstruction in depth thanks to numeric propagation of the recorded hologram. Another feature of interferometric DHM is the quantitative phase contrast imaging, useful for analyzing transparent objects. Usual DHM is limited to monochromatic case, but multispectral illumination in an appropriate setup leads to color DHM. Color in-flow imaging of particles in DHM is developed in the thesis, with a method for the automatic correction of color balance and permanent defects. It is applied to analyze plankton microorganisms in untreated pond water samples, and provides high quality images, for both optical phase and intensity. Moreover, noise reduction obtained when decreasing the spatial coherence of the illumination in DHM is also investigated in the thesis, with the development of two models that quantitatively assess the noise reduction as a function of both the spatial coherence of the illumination, and the defocus distance of the noise source. Furthermore, differential DHM (DDHM) is also studied in the thesis. As DHM gives the optical phase, DDHM provides differential phases, from which phase is retrieved by integration. However, misalignments and defects give some aberrations, which affect phase quality and hinder refocusing. A specific hologram processing is developed, giving an accurate phase image and enabling holographic reconstruction in depth. Finally, in DHM, a criterion is essential to automatically achieve the refocusing distance of the object. Two refocusing criteria are developed in the thesis, both working independently of the nature of the observed object (amplitude, phase, or both mixed). The first one, monochromatic, is based on amplitude analysis and on a high-pass filtering process. The second one, which gives fast refocusing in multispectral DHM, compares the phase in the Fourier domain among wavelengths. Methods developed in the thesis show the high potential of color DHM with a partial spatial coherence illumination, suggesting a promising future for this technique.
Doctorat en Sciences de l'ingénieur et technologie
info:eu-repo/semantics/nonPublished

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Klaes, Benjamin. "Nouvelle méthode d'imagerie 3D et d'analyse quantitative des défauts ponctuels et amas de défauts pour l'étude du vieillissement des matériaux". Thesis, Normandie, 2020. http://www.theses.fr/2020NORMR048.

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Resumen

Le microscope ionique à effet de champ est un instrument qui peut fournir une image de la surface d’un échantillon métallique à l’échelle atomique. La technique présente donc un intérêt en sciences de matériaux pour quantifier et caractériser les défauts cristallins les plus fins. L’échantillon utilisé se présente sous forme d’une pointe très fine portée à un potentiel de plusieurs kilovolts. L’image de la surface est obtenue par ionisation d’un gaz image sous l’effet du champ électrique régnant à l’extrémité de la pointe. Sous l’effet de ce champ électrique la pointe peut également être progressivement érodée pour permettre de réaliser une série d’images de l’échantillon à différentes profondeurs. L’objectif de ce travail est d’utiliser ces images pour obtenir une reconstruction 3D à l’échelle atomique de l’échantillon analysé. L’algorithme de post-traitement, développé dans ce travail, menant à la reconstruction 3D du volume est basé sur différents processus de traitement d’images. Les reconstructions faites sur un matériau pur (tungstène) donnent des résultats très encourageants. Dans les zones les mieux reconstruites, le rendement de détection atteint les 100% et les résolutions spatiales atteintes sont de 0.35Å dans la direction d’analyse et 1.25Å dans la direction orthogonale à la direction d’analyse. Quelques défauts, tels des joints de grain ou des cavités, ont pu être reconstruits et observés dans les volumes 3D. Des outils de détection et de caractérisation automatiques du réseau et des défauts cristallins ont également été développés
The field ion microscope is an instrument that can provide an image of the surface of a metallic sample at the atomic scale. The technique is therefore interest in materials sciences to quantify and characterized the finest crystalline defects. The sample used is a sharp needle carried at a potential of several kilovolts. The image of the surface is obtained by ionization of an image gas under the effect of the electric field at the apex of the tip. Under the effect of this electric field the tip can also be progressively eroded to allow a series of images of the sample at different depths. The objective of this work is to use these images to obtain a 3D reconstruction at the atomic scale of the analyzed sample. The post-processing algorithm, developed in this work, leading to the 3D reconstruction of the volume, is based on different image processing. Reconstructions made on a pure material (tungsten) give very encouraging results. In the best reconstructed areas, the detection efficiency reaches 100% and the spatial resolutions achieved are 0.35Å in the direction of analysis and 1.25Å in the orthogonal direction to the direction analysis. Some defects, such as grain boundaries or cavities, could be reconstructed and observed in the 3D volumes. Automatic detection and characterization tools for crystallographic lattice and defects were also developed

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Ibrahim, Ali. "Microscopie linéaire et non linéaire pour étude de stress chez les copépodes". Thesis, Lille 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LIL10209.

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Resumen

Les copépodes sont des petits crustacés de longueur autour de 1 mm en stade adulte. Leurs réponses à différents facteurs de stress tels que la salinité et la température peuvent être observées à différentes échelles d’organisation allant du gène, cellule jusqu’à l’organisme. Jusqu'à présent, aucune observation des effets de stress de température ou de salinité sur les copépodes n’a été faite par microscopie optique. Dans ce travail, nous avons mis en œuvre pour l'étude de ces copépodes les techniques de microscopie linéaire et non linéaires. D’abord avec la technique CLSM (Confocal Laser Scanning Microscopy) nous avons pu étudier, caractériser et quantifier les effets de stress appliqués sur le copépode calanoïde Pseudodiaptomus marinus maintenu en culture pendant plusieurs générations dans le laboratoire à des conditions favorables et stables de salinité (30 psu) et de température (18 °C). Ces différents stress appliqués sont: une forte diminution de la température (18 à 4 ° C), des diminutions mineure et majeure de la salinité (de 30 respectivement à 15 PSU et à 0 PSU) et enfin, un stress mélangé d’une baisse simultané de la température et de la salinité (de 18 ° C et 30 psu à 4 ° C et 0 PSU). Nos observations ont été concentrées sur le muscle du copépode.Cette étude a été complétée par la technique SHG/TPEF qui nous a répondu à quelques questions à propos de la disparition des stries musculaires. Cette technique a été suivie par la technique de transformation de Fourier (FFT) appliquée sur les profils des stries musculaires pour mieux comprendre l’état des stries dans chaque stress. Enfin, nous avons appliqué la microscopie CARS qui a été développée dans notre laboratoire à l'imagerie de ces échantillons. Avec cette technique d’imagerie on a pu identifier les stries musculaires et les réserves lipidiques
Copepods are small crustaceans with length about 1mm in adult stage. Their responses to different external strain factors such as salinity and temperature can be observed at different scales from genes to organism (individual). Until now, no observation of the effects of temperature or salinity stresses on copepods has been done by light microscopy In this work we exploited optical imaging techniques and specifically nonlinear microscopy linear and nonlinear. First of all CLSM (Confocal Laser Scanning Microscopy) allow studying, characterisation and quantifying stress effect applied on calanoid Pseudodiaptomus marinus copepod maintained during several generations in the laboratory at favorable and stable condition of salinity (30 psu) and temperature (18° C). These stresses applied were: a sharp decrease in temperature (18 to 4°C), a moderate and a major decrease in salinity (from 30 respectively to 15 psu and 0 psu), and finally a mixed stress with a decrease both in temperature and salinity (from 18°C and 30 psu to 4°C and 0 psu). Our observations are concentrated on copepod muscles regions.This study has been completed with SHG/TPEF techniques to answer some questions about stripes disappearance. This technique was followed by Fourier transformation (FFT) applied on the stripes muscles profiles to more understanding about stripes situations in each stress. Finally, we applied CARS microscopy which was developed in our laboratory to image these samples. With this technique we were able to identify these muscles stripes and also lipid reserves

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Markey, Laurent. "Contribution à l'étude du greffage sur silicium de molécules de type cryptand aromatique à l'aide de techniques spectroscopiques (FT-IR et XPS) : observations et nano-indentation par microscopie à champ proche". Lille 1, 1998. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/1998/50376-1998-407.pdf.

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Resumen

Ce travail consiste en une etude du greffage sur substrat de silicium de molecules de type cryptand macro-bicyclique aromatique par des techniques spectroscopiques : spectroscopie infrarouge a transformee de fourier (ft-ir) et spectroscopie de photoelectrons excites par rayons x (xps). Cette etude est completee par une approche de la realisation de nanostructures organiques par nano-indentation par microscopie a force atomique (afm) et par l'observation de nano-depots de molecules par microscopie a effet tunnel (stm). La technique de nano-indentation a ete developpee d'une part pour avoir une estimation de l'epaisseur des couches et d'autre part en vue de la realisation de nano-fils greffes. Elle a permis d'obtenir des traits graves d'une profondeur inferieure a 1 nm et d'une largeur de quelques dizaines de nanometres. Un cryptand fonctionnalise en phenol et sa base conjuguee (phenolate) ont ete synthetises dans un premier temps pour satisfaire aux regles imposees par les methodes chimiques de greffage. Nous avons mis au point deux techniques de greffage, la premiere sur une surface passivee en sih, la seconde sur une surface oxydee terminee par sioh. La premiere consiste a faire reagir directement le cryptand phenol en solution sur le sih. La seconde methode se deroule en deux etapes.

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Mortet, Vincent. "Croissance et caractérisation de couches minces de nitrure d'aluminium et de nitrure de bore cubique obtenues par pulvérisation triode". Valenciennes, 2001. https://ged.uphf.fr/nuxeo/site/esupversions/3b61f736-adf1-4988-81b5-f6851c6cfa9b.

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Resumen

Le nitrure de bore cubique (c-BN) et le nitrure d'aluminium (AIN) possèdent des propriétés exceptionnelles (dureté, stabilité thermique, stabilité chimique, gap optique) qui les rendent particulièrement intéressants sous forme de films minces dans différents domaines d'activité : la mécanique, l'optique, la microélectronique. Les propriétés des films minces déposés par les méthodes de dépôt en phase vapeur (PVD-CVD) dépendent de la température de dépôt, du flux et de l'énergie de chacune des espèces arrivant sur le substrat. Ainsi, la croissance des films de c-BN n'est possible que dans un domaine de conditions de dépôt limité, avec un bombardement ionique important. Les films d'AIN et de BN ont été déposés par pulvérisation triode réactive avec polarisation du substrat. L’effet de chacun des paramètres de dépôt sur la décharge a été étudié par sonde de Langmuir et collecteur d'ions. L'étude des propriétés des films d'AIN et de BN par spectrométries infrarouge (FTIR), spectrométrie UV-visible, spectrométrie RAMAN, diffraction de rayons X (DRX) microscopie électroniques à balayage (MEB) couplée avec un système d'analyse en spectrométrie a dispersion d'énergie (EDS) et microscopie électroniques en transmission haute résolution (MET-HR) a permis de déterminer les conditions optimales en composition du gaz de décharge et polarisation du substrat pour la croissance de films de c-BN et d'AIN (0002) pour des applications SAWS. L’étude systématique de la contrainte des films a permis de mettre en évidence l'effet de différents paramètres (le flux d'ions, l'énergie des ions, la vitesse de dépôt, l'épaisseur de film) sur la contrainte des films. L'étude de la croissance des films de c-BN par profil de contrainte a permis de montrer le rôle de la contrainte dans la formation des films de c-BN conformément au modèle de Mackenzie. Le changement de condition de dépôt après la nucléation du c-BN ne permet pas de réduire la contrainte ni d'améliorer l'adhérence des films de c-BN. Ces résultats indiquent que la contrainte des films dépend non seulement des conditions de dépôt mais aussi des propriétés mécaniques du matériau déposé
Cubic boron nitride (c-BN) and aluminum nitride (AIN) possess a variety of hightly interesting mechanical, thermal, electrical and optical properties, and therefore, have significant technological potential for thin films applications. Layer properties obtained by PVD and CVD methods depend on substrate temperature and on flux and energy of each species reaching substrates. For instance, c-BN growth is obtained only for a limited range of process parameters with a significant level of energetic ion bombardment during film growth. AIN and BN fims wer deposited by reactive and substrate bias sputtering. The effect of each deposition parameters on the discharge was studied by means of a Langmuir probe and an ion collector. AIN and BN properties were studied by infrared spectrometry (FTIR), UV-Visible spectrometry, RAMAN spectrometry, X-Ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) equipped with an energy dispersive spectrometry analysis system (EDS) and high resolution transmission electron microscopy (HRTEM). Optimal nitrogen ratio and bias voltage were determined for c-BN growth and AIN (002) growth. Systematic studies of film stress have shown the effect of ion flux, ion energy, deposition rate and films thickness on stress. The c-BN growth studied by stress profile has shown the effect of stress on c-BN nucleation in accordance with Mackenzie stress model. The deposition conditions change after c-BN nucleation neither allows to reduce stress nor increases adherence of c-BN films. Our results indicate that film stress depends not only on deposition condition but also on the mechanical properties of deposited material

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Mouillet, Virginie. "Spectroscopie des liants routiers : nouvelles approches macroscopiques. Relations pétroles bruts et caractéristiques des liants. Etude des interactions bitumes / polymères par microscopie IRTF". Aix-Marseille 3, 1998. http://www.theses.fr/1998AIX30036.

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Actuellement, compte-tenu de la diversité des pétroles et des différentes possibilités de formulation, il existe une grande variété de liants routiers, pouvant être modifiés par divers agents (polymères,. . . ). Aussi les méthodes de caractérisation physico-chimique de ces bitumes modifiés doivent mettre en oeuvre non plus uniquement des approches macroscopiques mais également des approches microscopiques, idéales pour caractériser in situ les différents constituants. Cependant, une des difficultés industrielles de fabrication des bitumes est de pouvoir choisir rapidement, suivant les contraintes du moment, un brut ou mélange de bruts conduisant aux caractéristiques finales désirées pour le matériau. Afin d'apporter des réponses à ce problème industriel, une nouvelle approche macroscopique de l'étude spectroscopique des bitumes, basée sur le traitement statistique d'indices spectroscopiques, a été développée et a permis de définir des "atlas" de bitumes. Ceux-ci sont d'un grand intérêt pratique industriellement comme aide décisionnelle. Une mise au point de modèles explicatifs par régression multiple ou par régression des moindres carrés partiels a également permis d'identifier les liens existant entre les descripteurs chimiques et physiques. Néanmoins, malgré un choix judicieux de pétroles, les bitumes subissent toujours des réactions de vieillissement, entraînant une perte des performances mécaniques. Aussi, afin de limiter cela, un ajout de polymères est nécessaire. Les Bitumes Modifiés par des Polymères (BmP) sont donc des matériaux composites ayant une structure extrêmement complexe. Comprendre comment la micromorphologie de ces systèmes est affectée par la composition chimique est un objectif de recherche important. Par conséquent, la microscopie infrarouge et la microscopie de fluorescence UV/visible s'avèrent indispensables pour caractériser chimiquement in situ les microphases en équilibre dans les BmP. Il a ainsi été possible de démontrer la présence, au sein des BmP, de zones bitumineuses fortement enrichies en polymère suivant un continuum à gradient, de préciser la répartition homogène du polymère dans le cas d'une réticulation au soufre et de définir les espèces gonflant le polymère (qui seraient des aromatiques faiblement condensés substitués par des aliphatiques)
At present, considering crude oils diversity and different formulations, there is a great variety of road bitumens, with chemical compounds or not (polymers,. . . ). So, physico-chemical methods of modified bitumens must set of macroscopic approaches and microscopic approaches too, ideal to characterize in situ differents components. Nevertheless, one of industrial difficulties of bitumens manufacturing is to choose quickly a crude oil or mixture of crude oils leading to the final characteristics wished for bitumens. In order to answer to this industrial matter, a new macroscopic approach of bitumens spectroscopic study, based upon statistical treatment, have been developped to create bitumens maps. These ones present a great benefit industrial as an decisional help. Explanatory patterns by multiple regression or partial least squares have enabled to identify links between chemical and physical parameters. So, inspite of the judicious choice of crude oils, bitumens, during their road service life, asphalts harden due to weathering (temperature, UV,. . . ). Consequently, their mechanical properties are modified. Then, in order to limit theses phenomenons, a polymer can be added. Polymer Modified Bitumens (PMB) are composite materials with a highly complex structure. Understanding how this microstructure is affected by any changes in PMB composition is a very important objective. So, for this purpose, FTIR microscopy and UV Fluorescence microscopy were used in order to characterize in situ differents components. FTIR microscopy displayed promising results to make a mapping of the specimen with respect to local polymer concentration. Most PMB display a biphasic structure with polymer rich areas along with polymer poor regions. The size and the composition of those areas are bitumen dependent. They also dramatically change through the cross linking process. The chemical species that swell the polymer involve certain types of aliphatics and slighty condensed aromatics. In any case, the polymer dispersion is greatly enhanced by the cross linking process

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Maillet, Tony. "Oxydation d'hydrocarbures sur Pd et PdRh déposés sur Al2O3 et ZrO2 - caractérisation par échange 18 O2/16 O2 et par spectroscopie infrarouge de CO et de NO". Poitiers, 1998. http://www.theses.fr/1998POIT2261.

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Le comportement de catalyseurs palladium et palladium-rhodium deposes sur alumine et sur zircone a ete etudie. La correlation entre l'etat redox du palladium et son activite en oxydation des hydrocarbures et du co a ete etablie. La composition superficielle des catalyseurs bimetalliques a ete determinee par equilibrage isotopique #1#8o#2/#1#6o#2 et spectroscopie infrarouge a transformee de fourier de co et de no. Les resultats ont ete compares aux cliches de microscopie electronique ainsi qu'aux comportements observes en oxydation du propane en sous-stchiometrie d'oxygene. Pdo est la forme la plus active en oxydation des alcanes. Sa stabilite depend fortement de la nature du reducteur utilise. Le propane presente un cas unique : pdo se reduit en une phase moins active, pd#0, pendant la reaction. La temperature a laquelle se produit ce phenomene augmente avec la teneur en oxygene du milieu et la taille des particules de pdo. L'oxyde de palladium est plus stable sur alumine que sur zircone. Aucun enrichissement superficiel n'a ete observe sur les catalyseurs pdrh/al#2o#3 neufs. En revanche, sur le pdrh/zro#2 neuf, le palladium est majoritaire en surface. Lors des traitements a haute temperature, la surface des catalyseurs bimetalliques est enrichie par le metal qui a le moins fritte : en palladium pour un traitement oxydant et en rhodium pour un traitement reducteur. La diffusion des ions rh#3#+ apres un traitement oxydant a 900c n'est observee que dans l'alumine. Elle est limitee par la presence de palladium. Sur alumine, on ne peut pas conclure a la presence d'alliages pdrh quelque soit le type de traitement. Sur zircone, il existe une interaction forte entre les deux metaux, pouvant provenir de la formation de particules alliees. Cette interaction conduit dans certains cas a un gain notable d'activite.

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Badeva, Diyana. "Elaboration et caractérisation de nanocomposites organiques à matrice de silicium poreux : exemple du Poly (3'-acide acétique -2,2' -5, 2'' ter tiophène) et de ses complexes". Nantes, 2010. http://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show.action?id=e9a1aa92-93d9-4d34-bd60-d4270722cb24.

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Ce travail de thèse est réalisé en cotutelle entre l‟IMN de Nantes (France) et UTCM de Sofia (Bulgarie) dans le cadre d‟une bourse du Gouvernement Français. Il consiste en l‟élaboration et caractérisation de nouveaux nanocomposites à base d‟une matrice de silicium poreux remplie avec des polymères qui présentent des propriétés optique non linéaires pour des applications de télécommunication, pour le traitement du signal optique en mode tout optique ultrarapide. Après une brève bibliographie, nous présentons une première partie de nos études qui consiste en l‟élaboration de la matrice en silicium poreux soit de type dopé p, soit dopé n, qui doit répondre aux besoins optiques : avoir une porosité élevée, des pores dans l‟échelle « mésoporeux » (20-50nm) et une épaisseur de la couche poreuse la plus importante possible. La morphologie et les caractéristiques physico-chimiques sont déterminées par différentes techniques de caractérisation. Une seconde partie traite des possibilités de modifier la nature chimique de la surface poreuse par oxydation et greffage d‟organosilanes fluoré ou aminé, pour optimiser le remplissage de la couche poreuse. Enfin la dernière partie présente la réalisation des nanocomposites à matrice de silicium poreux avec le poly (terthiophène-acide acétique) et ses complexes. Nous avons mis en évidence le remplissage par une nouvelle méthode - à la fusion. Une approche des mesures optiques a été menée pour montrer les propriétés optique non linéaires de ce matériau
This work is realized in partnership between IMN in Nantes (France) and UCTM in Sofia (Bulgaria) financed by a French Government Scholarship. It consists in the elaboration and characterization of new nanocomposites based on a porous silicon matrix filled with polymers showing non linear optical properties used in the field of telecommunication. The tendency of communications networks is to use devices for ultrafast optical signal processing. Following à short bibliography, we present the first section of our work, which is the elaboration of porous silicon matrix from p and n doped silicon. This matrix must have a high porous volume, mesoporous diameter (20-50 nm) of the pores and the highest thickness. The morphology and the physicochemical characterization of our matrix are determined by different methods. In the second section we have optimized the chemical properties of the porous silicon surface by oxidation and surface modification with fluorinated and amino organosilanes to enhance the filling of the porous layer. Finally we have obtained a nanocomposite with a porous silicon matrix and poly (terthiophene-acetic-acid) and its complexes. The filling of the porous layer is realized by a new melting-based method. Primary measurements have been carried out to demonstrate the nonlinear optical properties of these nanocomposites

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Guédon, Fialips Claire-Isabelle. "Etude expérimentale de la cristallinité et des conditions de formation de la kaolinite". Poitiers, 1999. http://www.theses.fr/1999POIT2306.

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Une etude experimentale de l'influence des conditions de synthese sur la formation et les caracteristiques structurales et morphologiques de la kaolinite a ete realisee. La kaolinite peut etre synthetisee en relativement peu de temps (moins d'un mois) dans une grande gamme de temperature (200 a 400\c), pression (23 a 3000 bars), ph, et a partir de materiaux de depart varies. Quelles que soient les conditions de synthese, aucune dickite n'a ete obtenue : la kaolinite apparait plus stable ou moins metastable que la dickite. Il est donc impossible de fonder la transition kaolinite dickite sur un isograde. De tous les parametres de synthese, le ph est le facteur preponderant. A ph < 2 la kaolinite est ordonnee et sous forme de particules hexagonales isotropes. Plus le ph est basique, plus la kaolinite est desordonnee et plus les particules sont anisotropes. Plus le ph est eleve, plus du sodium issu du protocole experimental peut s'adsorber sur la lisiere des particules de kaolinite en croissance. Il empoisonnerait alors certaines surfaces de croissance, induisant des defauts structuraux et l'anisotropie des particules de kaolinite. La correlation positive classiquement observee dans les sols entre la teneur en fer structural et le desordre structural des kaolinites ferriferes peut donc resulter du fait que le ph du milieu conditionne non seulement l'adsorption de fer externe mais aussi l'incorporation de fer structural lors de la croissance cristalline. En ajustant de facon adequate le ph de synthese, une kaolinite peut etre transformee en kaolinite de cristallinite et morphologie differentes, via une dissolution partielle ou totale de la kaolinite de depart. Les variations texturales et structurales des kaolinites observees dans certains profils lateritiques pourraient donc etre dues a l'existence d'une succession de cycle dissolution/recristallisation in situ d'une kaolinite initiale.

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Meiniel, William. "Développement et mise en oeuvre de stratégies d'échantillonnage comprimé pour le débruitage et l'acquisition d'images en microscopie à fluorescence et en tomographie en cohérence optique". Electronic Thesis or Diss., Paris, ENST, 2018. http://www.theses.fr/2018ENST0052.

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Dans le cadre de la théorie mathématique de l’échantillonnage comprimé (Compressed Sensing, CS), développée récemment, il est possible de reconstruire un signal ou une image à partir de très peu d’acquisitions. Dans cette thèse, nous étudions comment cette théorie peut être adaptée à deux techniques de microscopie optique : la microscopie à fluorescence, et la tomographie en cohérence optique. Ces deux technologies présentent chacune des limitations, qui peuvent être corrigées par prise en compte de stratégies d’échantillonnage comprimé, que l’on peut diviser en deux catégories : des solutions algorithmiques propres au traitement d’image, et des techniques d’acquisition optique
The mathematical theory of Compressed Sensing (CS) is a recently developed framework that enables the reconstruction of a signal or an image from very few measurements. In this thesis, we investigate how this theory can be implemented in the context of two optical microscopy techniques : fluorescence microscopy, and optical coherence tomography. Both technologies present different limitations which we prove can be tackled by the embedding of CS driven strategies. The latter can be divided into two categories : image processing algorithmic solutions, and optical acquisition techniques

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Fons, Romain. "Propriétés optiques de boîtes quantiques semiconductrices intégrées dans des antennes à fil photonique". Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. http://www.theses.fr/2020GRALY053.

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Une antenne à fil photonique permet de façonner l’émission d’une boîte quantique (BQ) en un faisceau directif, qui peut être collecté efficacement par des optiques en espace libre. Ces structures photoniques trouvent des applications dans l’émission d’états non classiques de la lumière (photons uniques, paires de photons enchevêtrés) ou dans la génération de non-linéarités géantes, à l’échelle du photon unique. Cette thèse contribue à une meilleure compréhension des propriétés optiques des BQs InAs intégrées dans des antennes à fil photonique à travers deux résultats principaux. Nous démontrons tout d’abord une technique tout optique - et donc non destructive - pour localiser précisément une BQ dans une section de l’antenne. La position de l’émetteur est importante car elle conditionne la force de l’interaction lumière-matière au sein de l’antenne, ainsi que le couplage de la BQ à certains canaux de décohérence spectrale. La technique proposée exploite l’émission de la BQ dans deux modes guidés qui présentent des profils spatiaux différents et s’appuie sur une cartographie du champ lointain résolue en angle. La seconde étude porte sur les mécanismes de spin-flip qui couplent les états excitoniques d’une BQ neutre. Ces spin-flips constituent une source de décohérence. Pour les révéler, nous intégrons la BQ dans une structure photonique anisotrope (ici un fil photonique avec une section elliptique). Des mesures de polarisation et de déclin de la photoluminescence résolu en temps donnent alors accès aux taux de spin-flips. Nous étudions en particulier l’influence de la température et de la puissance d’excitation non-résonante
A photonic wire antenna shapes the emission of a quantum dot (QD) into a directional beam, which can be efficiently collected by free-space optics. These photonic structures find applications in the emission of non-classical states of light (single photons, entangled pairs of photons) or in the generation of giant non-linearities, at the level of a single photon. This thesis contributes to a better understanding of the optical properties of InAs QDs integrated in photonic wire antennas through two main results. We first demonstrate an all-optical - and therefore non-destructive - technique for precisely locating a QD in a section of the antenna. The position of the emitter is important because it conditions the strength of the light-matter interaction within the antenna, as well as the coupling of the QD to certain spectral decoherence channels. The proposed technique exploits the emission of the QD in two guided modes which present different spatial profiles and is based on a measurement of the angle-resolved far-field map. The second study focuses on spin-flip mechanisms that couple the exciton states of a neutral QD. These spin-flips are a source of decoherence. To reveal them, we integrate the QD into an anisotropic photonic structure (here a photonic wire with an elliptical cross section). Polarization measurements combined with time-resolved measurements of the photoluminescence decay then allow determining the spin-flip rates. We present a study of the influence of the temperature and of the non-resonant excitation power

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Lheureux, Guillaume. "Étude de l'effet laser dans les structures à plasmon Tamm". Thesis, Lyon 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LYO10341/document.

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Ce travail de thèse porte sur l'étude expérimentale de structures à plasmons Tamm actives, composées d'une couche d'argent déposée sur un miroir de Bragg semiconduc teur AlGaAs/GaAs contenant des puits quantiques InGaAs. Après une description des modes Tamm et de leurs propriétés planaires, nous nous sommes intéressés plus parti culièrement aux structures à plasmons Tamm confinés par un micro-disque de métal. Des mesures de photoluminescence ont permis de mettre en évidence un effet laser dans ces structures. Une étude approfondie a montré une évolution du seuil laser en fonction du diamètre du disque, résultant d'un compromis entre confinement et pertes. Dans un second temps, nous avons étudié la réponse optique de structures à plasmon Tamm asy métriques, où le plasmon Tamm est confiné par des micro-rectangles. Cette asymétrie lève la dégénérescence en énergie qui existe entre les deux modes linéairement polarisés de la structure. Ceci, associé à un fort désaccord spectral entre l'émission des puits et le plasmon Tamm, permet d'obtenir une émission laser linéairement polarisée . Enfin, nous présentons l'étude d'une structure à plasmon Tamm comportant un réseau permettant le couplage du plasmon Tamm au plasmon de surface de l'interface air/argent. Grâce à des mesures tirant parti de l'aspect propagatif des modes, nous avons mis en évidence un battement entre plasmon Tamm et plasmon de surface
This thesis focuses on the experimental study of actives Tamm plasmons structures, consisting in a layer of silver deposited on a AlGaAs/GaAs semiconductor Bragg mir ror which con.tains InGaAs quantum wells. After describing Tamm planar modes and their properties, we focused particularly on structures where Tamm plasmons are la terally confined by a metallic micro-disk. Photoluminescence measurements have been carried out in order to demonstrate lasing in these structures. A comprehensive study has shown a change in the lasing threshold with the diameter of the disk, resulting from a compromise between the confinement and the lasses. Secondly, we studied the optical response of asymmetric Tamm plasmon structures, where the Tamm plasmon is confined by micro-rectangles. This asymmetry lifts the degeneracy of energy between the two linearly polarized modes of the structure. Combined with a strong spectral de tuning between the quantum wells emission and the Tamm plasmon, this allows linearly polarized laser emission to set-up. Finally, we present the study of a Tamm plasmon structure comprising a gratting to couple the Tamm plasmon to the surface plasmon at the silver/air interface. Thanks to propagation measurements, we have highlighted the beating between Tamm plasmon and surface plasmon modes

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Reverdy, Antoine. "Localisation de défauts par stimulation thermique laser modulée en intensité : développement et application à la direction de phase". Caen, 2008. http://www.theses.fr/2008CAEN2070.

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Au cours de ce manuscrit de thèse nous abordons les différentes techniques mises en œuvre dans la localisation de défauts dans la partie interconnexion des circuits microélectroniques avec une attention toute particulière sur la Stimulation Thermique Laser (STL) et ses limitations. Une étude plus théorique sur la modélisation des réponses thermiques de structures élémentaires soumises à un échelon de puissance thermique est ensuite développée. Elle débouche sur un modèle analytique qui va permettre l’identification de paramètres caractéristiques des variations temporelles de la réponse en STL indicielle. Nous démontrons par la suite l’intérêt de cette nouvelle approche sur l’analyse de défaillance des Circuits Intégrés, sur une structure de test non défaillante, caractéristique de la partie d’interconnexion des circuits intégrés. Le troisième chapitre est dédié à l’évolution de la démarche expérimentale, dans le but d’accéder à l’information sur la dynamique de variation du signal de STL modulée, dans un mode image, compatible avec une utilisation au quotidien dans un laboratoire d’analyse de défaillance. Finalement, le dernier chapitre est consacré à l’application de cette nouvelle méthode d’analyse du signal de STL sur des structures de dernière génération, défaillantes, où l’analyse de la dynamique du signal de STL apporte des informations complémentaires indispensables pour la bonne interprétation des signatures
All along this PhD manuscript we study various techniques dedicated to the defect localization in the interconnection part of microelectronics devices, with a special focus on the Thermal Laser Stimulation approach and its intrinsic limitations. A theoretical model was developed to describe the thermal behavior of an elementary structure excited by a step of thermal power. We establish an analytical model that allows the identification of parameters describing the transient evolution of the Thermal Laser Stimulation signal. Then, we demonstrate the interest of this novel approach in the failure analysis of an advanced microelectronic device and particularly in the interconnection part. The third chapter describes the experimental setup evolution, providing an access to this temporal information in image mode, i. E. Compatible with a laser scan configuration which is the standard mode of utilization in a failure analysis laboratory. Finally, the last part focuses on the application of this new approach for defective advanced technology devices analysis, where the dynamics analysis of the TLS signal gives complementary information, leading to a more accurate signature interpretation

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Roullier, Frédéric. "Étude et mise en œuvre de techniques non destructives pour l'analyse de défaillances en microélectronique". Caen, 2008. http://www.theses.fr/2008CAEN2022.

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Ce mémoire de thèse est consacré à l’étude et au développement des techniques d’analyses non destructives pour les produits issus de la microélectronique et en particulier des systèmes complexes intégrés dans un même boîtier. L’analyse non destructive est une étape essentielle dans l’analyse de défaillance d’un produit. Cependant la miniaturisation croissante des circuits offrant la possibilité d’associer un maximum de fonctions sur chaque puce en complexifie considérablement l’analyse et nécessite une constante amélioration des possibilités de ces techniques. Ainsi, après avoir, dans une première partie passé en revue les diverses techniques qu’un laboratoire d’analyse de défaillance utilise ainsi que le fonctionnement et les objectifs tenus par celui-ci, ce manuscrit porte plus particulièrement sur deux techniques non destructives : la microscopie acoustique et la spectrométrie infrarouge à transformée de Fourier. Dans la deuxième partie, l’utilisation et le développement de la microscopie ultrasonore y sont développés. Après un bref rappel des différentes techniques de contrôle par ultrasons, une approche théorique de l’acoustique des milieux condensés est présentée. Vient ensuite une description détaillée du système ultrasonore à balayage du laboratoire dans lequel cette thèse a été réalisée. Une approche originale de caractérisation de défaut est alors proposée par la modélisation semi-empirique de la réponse acoustique des boîtiers étudiés. Ainsi sont présentées des comparaisons de formes d’ondes mesurées et de formes d’ondes simulées pour deux types de transducteurs. Enfin, la dernière partie de cette thèse porte sur le développement et la mise au point d’une application originale de spectrométrie infrarouge à transformée de Fourier à la métrologie des passifs intégrés dans le silicium (PICS), inscrivant ainsi ce travail de thèse dans un rôle de support à l’unité de développement de procédés de NXP-Semiconductors Caen
This thesis manuscript deals with the study and development of non destructive analysis techniques for microelectronic products and especially complex system in packages. Non destructive analysis is a main step of failure analysis flow. The problem related to the integration of more and more functions inside the same package makes it much more difficult to analyze and requires a continuous improvement of abilities of these techniques. In a first part, this manuscript reviews various techniques used in a failure analysis laboratory as well as its typical working and objectives. Then it focuses on two non destructive techniques : acoustic microscopy and fast Fourier transform spectrometry. Thus, the second part develops the use and improvement of ultrasonic microscopy. After a brief recall of all the different control techniques based on ultrasonic waves, a theoretical approach of acoustic phenomena in condensed material is given. Then, the ultrasonic system of the laboratory is precisely described and an original procedure of defect characterization is proposed, based on a semi-empirical modelization of acoustic response of the studied packages. Follows the comparison of measured acoustic waves with simulated ones, this for two types of transducers. The final part of this manuscript deals with the development and perfecting of an original application of fast Fourier transform spectrometry to critical dimension measurements in passive integration connective substrates (PICS). This work supported process development activity of NXP-Semiconductors Caen site

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Abdoune, Fatima-Zohra. "Dispersion de nano- et micro-domaines de cristal liquide dans des matrices polymères". Lille 1, 2006. http://www.theses.fr/2006LIL10163.

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Une étude détaillée des propriétés optiques, électro-optiques, thermophysiques et morphologiques des matériaux composites de polymères et cristaux liquides de type PDLC (polymer dispersed liquide crystals) a été effectuée. Ces matériaux ont été formés par des processus de séparation de phases induite par polymérisation : un mélange homogène comportant le cristal liquide E7, un monomère et un photoamorceur a été exposé au rayonnement de la lumière visible ou ultraviolette. Les matériaux PDLC dont la taille des domaines de cristal liquide se trouve dans la gamme des longueurs d'ondes du visible ont été élaborés et étudiés en utilisant le tripropylèneglycoldiacrylate comme monomère. Ces systèmes ont une fonctionnalité électro-optique très spéciale puisqu'ils peuvent commuter d'un état initial opaque à un état transparent sous l'effet d'un champ électrique. Des systèmes nano-PDLC dont les dimensions des domaines de cristal liquide sont inférueures à la longueur d'onde du visible ont été également préparés et étudiés pour un monomère à base d'un composé thiol-ène. L'analyse de la cinétique de la polymérisation/réticulation des mélanges monomère/cristal liquide/photoamorceur à l'aide de la spectroscopie infrarouge a montré en général un taux de conversion élevé du monomère. L'influence de la composition, la source et la dose du rayonnement ont été étudiées à l'aide de plusieurs techniques expérimentales et en particulier par spectroscopie UV-visible, calorimétrie différentielle, miccroscopie optique à lumière polarisée et microscopie électronique à balayage.

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Chen, Hsiang-Hsin. "Imagerie IRTF tridimensionnelle pour l'étude de l'insuffisance rénale chronique". Thesis, Bordeaux, 2015. http://www.theses.fr/2015BORD0448/document.

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L’insuffisance rénale chronique (IRC) et l’une des pires maladies chroniques dans les pays développés. Les grades de l’IRC sont principalement basés sur la mesure ou l’estimation du taux de filtration rénale (GFR). Cependant, cette méthode est peu sensible sur les premiers stades de la pathologie et n’apporte donc pas de valeur diagnostique. La détection de la pathologie à des stades précoces et son traitement peuvent éviter ou limiter les effets délétères de la chronicité. Cette thèse se penche sur le développement de la microscopie IRTF en tant qu’outil diagnostic pour l’identification par histopathologie à l’échelle du glomérule dans un modèle d’IRC. Nous avons développé la technique de reconstruction 3D pour l’imagerie IRTF des modifications biochimiques à l’échelle du glomérule pour déterminer des marqueurs de l’IRC. La déconvolution spectrale et le clustering sont appliqués après analyses IRTF pour distinguer les modèles sains et pathologiques. Ensuite, la microvasculature glomérulaire est révélée par agent de contraste pour en déterminer les anomalies morphologiques. Grâce aux résultats obtenus en 3D et l’utilisation de méthodes statistiques avancées, la microscopie IRTF est utilisée comme une technique fonctionnelle pour déterminer les modifications morphologiques et moléculaires apparaissant au cours du développement de l’IRC
CKD (Chronic Kidney Disease) is one of the worst public diseases in developing countries. The stages of CKD are mainly based on measured or estimated GFR (Glomerular Filtration Rate). However, this method is not sensitive enough on early stages of the pathology and thus do not offer accurate diagnostic value. Early detection and treatment can often limit or avoid the chronicity effects of the disease. This thesis focuses on the development of FTIR microscopy as a diagnostic tool for the identification by histopathology at glomerulus level of the kidney in CKD model. We developed a technique of 3D reconstruction for the FTIR imaging of biochemical components changes in glomeruli for identifying the pathological marker of CKD. The curve-fitting and spectral clustering are applied on the FTIR microscopy analysis to distinguish between healthy and pathological glomeruli of a kidney. Then, the glomerular microvasculatureis highlighted to reveal the morphological abnormalities by perfusing contrast agents into blood vessels. With advanced 3D statistical methods and 3D image visualization by microscopy, FTIR spectro-imaging can be used as a functional technique to determine the morphological and molecular changes occurring along CKD development

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Chang, Shan Shan. "Study of macromolecular and structural modifications occurring during the building of the tension wood cell wall : a contribution to the understanding of the maturation stress generation in trees". Thesis, Montpellier 2, 2014. http://www.theses.fr/2014MON20027/document.

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Les arbres sont des organismes de grande longévité qui se développent dans un environnement variable. Au cours de leur formation, ils génèrent une tension appelée contrainte de maturation pour remplir des fonctions biomécaniques essentielles. Chez les angiospermes, les arbres adaptent leur état mécanique par la production de bois de tension avec de fortes contraintes de traction sur la face supérieure de la tige penchée. Malgré les recherches considérables dans ce domaine durant de nombreuses années, les connaissances actuelles sur le mécanisme de la génération active de contrainte dans le bois de tension sont encore incomplètes et doivent être améliorées. La première partie de cette étude était de faire progresser la compréhension de la composition et de l'organisation des polymères de la paroi cellulaire secondaire, ainsi que leur orientation au cours de la maturation de la paroi cellulaire du bois de tension. Les mesures effectuées sur la microscopie FTIR ont indiqué qu'avant même la formation de la couche G, il existait une structure d'hydrates de carbone ordonnée à un angle plus parallèle à l'axe de la fibre dans le bois de tension. Ces résultats étaient clairement différents du comportement du bois opposé. Dans le bois de tension, la lignine était plus fortement orientée dans la couche S2 que dans le bois opposé. Avec la formation de la couche S2 dans le bois opposé et de la couche G dans le bois de tension, les signaux d'orientation des hydrates de carbone amorphes tels que les hémicelluloses et les pectines sont différents entre le bois de tension et le bois qui lui est opposé. Pour les bois de tension, l'orientation de ces bandes est la même tout au long du processus de maturation de la paroi cellulaire, ce qui reflète probablement un dépôt continu de xyloglucane ou de xylane, avec une orientation différente de celle de la paroi S2 pendant tout le processus. La seconde partie de ce travail était d'améliorer les connaissances actuelles sur le comportement de la matrice par l'étude de la mésoporosité et de son évolution lors de la construction et de la maturation de la paroi cellulaire du bois de tension. Les résultats sur deux types de bois de tension suggèrent que la mésoporosité peut toujours être détectée près de la zone de cambium autant pour le bois de tension que pour le bois opposé. La forte porosité diminue progressivement avec la lignification dans la paroi cellulaire en développement, avec une exception pour le bois de tension à couche G. La porosité de type bouteille d'encre et l'augmentation de la taille médiane des pores sont observées dans les deux types de bois de tension, indiquant que les espèces de bois de tension avec et sans couches G peuvent partager le même mécanisme de génération de contrainte de traction. Cette étude contribue à une meilleure compréhension de la génération de contrainte de maturation dans les arbres et peut servir de base pour l'amélioration de la modélisation du comportement de la matrice au cours de la maturation de la paroi cellulaire
Trees are long-living organisms which develop in a variable environment. During their formation, they generate a tensile mechanical stress called maturation stress to fulfil essential biomechanical functions. In angiosperm species, trees adapt the mechanical state by producing tension wood with high tensile stresses on the upper side of the leaning stem. Despite considerable research in this field during a number of years, the current knowledge on the mechanism of the active stress generation in tension wood is still incomplete and needs improvement. The first part of this study was to advance the understanding on the composition and organisation of polymers within the secondary cell wall, as well as its orientation during the maturation of tension wood cell wall. Measurements performed on FTIR microscopy indicated that already before G-layer formation, a more ordered structure of carbohydrates at an angle more parallel to the fibre axis exists in tension wood. This was clearly different to the behaviour of opposite wood. In tension wood, the lignin was more highly oriented in the S2 layer than in opposite wood. With the formation of the S2 layer in opposite wood and the G-layer in tension wood, the orientation signals from the amorphous carbohydrates like hemicelluloses and pectins were different between opposite wood and tension wood. For tension wood, the orientation for these bands remains the same all along the cell wall maturation process, probably reflecting a continued deposition of xyloglucan or xylan, with an orientation different to that in the S2 wall, throughout the whole process. The second part of this study was to improve the current knowledge on the matrix behaviour by studying the mesoporosity and its evolution during the building and maturation of tension wood cell wall. Results on two kinds of tension wood suggested that mesoporosity can always be detected near cambium zone for both tension and opposite wood. The high porosity decreased gradually with the lignification in the developing cell wall, with an exception in tension wood with G-layer. The typical ink-bottle pore and the increase of median pore size are observed in both kinds of tension wood, indicating non-G-layer species may share the same mechanism of tensile stress generation as in tension wood with G-layer. This study aims to contribute to an increased understanding on the maturation stress generation in trees and may allow to improve the modelling of matrix behaviour during cell wall maturation

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Elouali, Fatima-Zohra. "Élaboration et caractérisation de gels de polymères acryliques et méthacryliques en présence de solvants isotropes et anisotropes". Thesis, Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10175.

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Ce travail porte sur l'élaboration et la caractérisation des systèmes à base de polymères biocompatibles en présence de solvants isotropes et anisotropes. La caractérisation de ces réseaux de polymères acryliques et méthacryliques, obtenus par photopolymérisation radicalaire, a été effectuée par gonflement en masse dans des solvants isotropes (l’eau) et anisotropes (des cristaux liquides de type cyanobiphényl). La cinétique de gonflement dans l’eau a été suivie en fonction du taux de réticulation et du pH. Le gonflement des réseaux polymères dans certains cristaux liquides a été étudié en fonction de la température à l’aide d’un microscope optique et une platine chauffante. Le taux de gonflement ne dépasse pas les 5% à cause des fortes interactions entre le polymère et le cristal liquide.Ces matériaux présentent un intérêt particulier dans le domaine des dispositifs électro-optiques. Une étude détaillée du comportement électro-optique a été effectuée pour des films polymères-cristaux liquides élaborés par la méthode de séparation de phases induite par rayonnement ultraviolet (UV). Certains systèmes binaires présentent des phénomènes de relaxation conduisant à l’obtention d’un effet de mémoire optique après la coupure du champ électrique.La caractérisation des structures synthétisées a été effectuée à travers l’utilisation de techniques expérimentales performantes telles que la spectroscopie Infra-rouge à Transformée de Fourier (FTIR), la résonance magnétique nucléaire (RMN), la microscopie optique à lumière polarisée (MOP), la microscopie électronique à balayage (MEB), la Chromatographie d’Exclusion Stérique (SEC) et l’analyse enthalpique différentielle (AED)
This study focuses on the development and characterization of systems based on biocompatible polymers in the presence of isotropic and anisotropic solvents. The characterization of these networks of acrylic and methacrylic polymers obtained by radical photopolymerization was carried out by swelling experiments in an isotropic environment (water) and in anisotropic solvents (using cyanobiphenyls as liquid crystals). The kinetics of swelling in water was followed by the rate of crosslinking and pH. The swelling of polymer networks in some liquid crystals has been studied as a function of temperature using an optical microscope and a heating stage. The swelling ratio did not exceed 5% because of strong interactions between the polymer and liquid crystal.These materials are of particular interest in the field of electro-optical devices. A detailed study of electro-optical properties has been performed for polymer-liquid crystal films, prepared by the method of phase separation induced by ultraviolet (UV) radiation. Some binary systems exhibit relaxation phenomena leading to optical memory effects after stopping the electric field. The characterization of synthesized structures was performed through the use of powerful experimental techniques such as Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy, Nuclear Magnetic Resonance (NMR), Polarized Optical Microscopy (MOP), Scanning Electron Microscopy (SEM), Size Exclusion Chromatography (SEC) and Differential Scanning Calorimetry (DSC)

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Rendón, Barraza Carolina. "Polarization-resolved nonlinear microscopy in metallic and ferroelectric nanostructures for imaging and control in complex media". Thesis, Aix-Marseille, 2016. http://www.theses.fr/2016AIXM4365.

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Les signaux non linéaires provenant de nanostructures métalliques et cristallines sont connus pour être fortement dépendants vis à vis de la polarisation. Ceci est dû à leur propriété de symétrie locale, reliée à leur réponse volumique ou surfacique. Les signaux de polarisation venant de nanostructures de taille inférieure à la limite de diffraction sont généralement mesurés avec un spot limité par la diffraction (300 nm) ce qui représente la moyenne du signal. Cette technique a pour défaut de perdre l'information spatiale du signal de polarisation. Nous avons développé une nouvelle méthode de microscopie à polarisation non-linéaire qui exploite l'information en dessous de la limite de diffraction.Une analyse de Fourier d'un signal non linéaire a été faite en dessous de la limite de diffraction sur une image sur-échantillonnée et corrigée (taille du pixel=50 nm). Le gain en résolution est du à la sensibilité spatiale de la polarisation. Pour ce faire, nous avons mesuré un signal polarisé de seconde harmonique de nanostructures plasmoniques de différentes formes (150 nm). Nous avons montré que la nature vectorielle du champs local confiné peut être retrouvé avec une résolution de 40 nm en utilisant la nanoscopie polarisée non linéaire. Nous avons par ailleurs montré que nous pouvons imager l'hétérogénéité spatiale de nanoparticules ferroélétriques cristallines (BaTiO3) de taille allant de 100 nm à 500 nm. Ceci prouve l'existence d'une coque centrosymétrique dans des petites structures. Enfin, les nanocristaux de KTP nanostructures sont les candidats idéaux pour la générations de signaux non linéaires bien maîtrisée
In this work, we develop a novel polarized nonlinear microscopy method that exploits sub-diffraction resolution information. Fourier analysis of the polarization modulated nonlinear signal is performed on over-sampled, drift-corrected images (50nm pixel size). The information gained by polarization-induced modulation signals provides a higher level of spatial selectivity that is directly related to the local optical response of the investigated system, at a scale below the diffraction limit. The gain in spatial scale is due to the additional spatial sensitivity brought by polarization. This approach is applied to polarized second harmonic generation imaging in plasmonic nanostructures (150nm size) of multi-branched shapes, in which the vectorial nature of the local field confinement can be retrieved with a resolution of 40 nm. We also demonstrate the possibility to image spatial heterogeneities within crystalline ferroelectric BaTiO3 nanoparticles of 70nm to 500nm size, emphasizing in particular the existence of a centrosymmetric shell in small size structures. These nanostructures will be used as starting models for coherent optical probes in biological media (cells, tissue slices or in vivo) with two objectives. First, the nonlinear nature of their emission will make them stable and tunable nanosources, able to report their localization with high accuracy in 3D, potentially sensing local environment changes, and actively inducing perturbations such as controlled temperature increase at the nanoscale. Second, the coherent nature of their emission will make them useful as local nanoprobes for wavefront and polarization correction through scattering media

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Rifaai, Yasser. "Rhéologie des matrices hybrides composées de ciment et d’ajouts cimentaires activés". Thesis, CY Cergy Paris Université, 2020. http://www.theses.fr/2020CYUN1069.

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Face aux préoccupations environnementales liées à la production du ciment Portland, la recherche d’alternatives pour une construction plus durable s’avère une nécessité. En effet, la production du ciment est responsable de l’augmentation du potentiel de réchauffement global (PRG), ce qui remet en question sa grande utilisation de point de vue environnemental. Dans cette perspective, ce projet de doctorat s’inscrit dans l’optique de la réduction de l’impact environnemental des matériaux de construction, notamment les bétons fluides à rhéologie adaptée. Les géopolymères se présentent comme l’une des alternatives intéressantes pouvant réduire l’impact environnemental de la construction. Cependant, l’introduction de ces matériaux dans le secteur de construction confronte des difficultés de compréhension de leurs mécanismes de prise et de durcissement.Ainsi, l’objectif principal de cette thèse est d’étudier l’impact de l’activateur alcalin sur le comportement rhéologique et les mécanismes de prise des géopolymères à base de cendres volantes et de poudre de verre activées ainsi que des matrices hybrides composées de ciment et de géopolymères. Plus spécifiquement, cette étude vise à améliorer les performances rhéologiques et les caractéristiques viscoélastiques de ces matrices afin de les incorporer dans la matrice des bétons fluides, notamment le béton autoplaçant. Le couplage des mesures rhéologiques avec la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier et la microstructure permet de comprendre les différents mécanismes régissant le comportement à l’état frais des matrices étudiées. Les résultats obtenus ont permis d’identifier les concentrations optimales de l’activateur alcalin pour obtenir les meilleures performances rhéologiques, tout en prenant en considération les performances à l’état durci requises. La méthodologie utilisée dans cette étude a permis également de lier les performances rhéologiques au processus de géopolymérisation afin d’établir une meilleure compréhension de l’état frais de ces matériaux. Finalement, l’incorporation des pâtes optimisées dans la matrice d’un béton autoplaçant a été également évaluée. Le béton autoplaçant à base de matrice hybride a montré des performances rhéologiques et mécaniques prometteuses, ainsi qu’un potentiel de réchauffement global inférieur à celui du béton autoplaçant conventionnel. Ces résultats montrent que l’utilisation de ce nouveau type de béton autoplaçant propose une solution intéressante de point de vue environnemental, tout en maintenant les performances rhéologiques et mécaniques requises
With the increase of the environmental concerns related to the production of Portland cement, the search for alternatives to achieve sustainable and rational construction is becoming a necessity. Indeed, the production of cement is responsible for the increase in global warming potential (GWP), which questions its widespread use from an environmental point of view. In this perspective, this study aims at reducing the environmental impact of building materials, in particular self-consolidating concrete (SCC). Geopolymers are one of the interesting alternatives that can reduce the environmental impact of construction. However, the incorporation of these materials in the construction markets faces difficulties as long as the understanding of their setting and hardening mechanisms is still a hot topic.The main objective of this thesis is to evaluate the impact of alkaline activator on the setting mechanisms and rheological behaviour of geopolymers based on fly ash, alkali-activated glass powders, and hybrid matrices composed of cement and geopolymers. This study aims to assess the rheological properties and viscoelastic characteristics of these matrices and evaluate the feasibility of incorporating them to design SCC. Coupling the rheological properties with other measures, including Fourier-transform infrared spectroscopy and microstructure, makes it possible to define different mechanisms governing the fresh state of the investigated matrices. The obtained results allowed to identify the optimal concentrations of the alkaline activator to achieve the required rheological properties and mechanical performance. In addition, the methodology used in this study allowed to correlate the rheological properties to the geopolymerization process. This allowed better understanding of the fresh state of these materials. Finally, the incorporation of the optimized pastes into the matrix of SCC was also evaluated. Self-consolidating concrete based on hybrid matrix has shown promising rheological and mechanical performances, as well as a lower global warming potential than conventional SCC proportioned with cementitious materials. These results proved that the use of hybrid SCC offers an interesting solution from an environmental point of view, while achieving the required rheological and mechanical performances

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Jodin, Marie-Camille. "De la prise en compte des hétérogénéités morphologiques et structurales vers l'interprétation de la réactivité globale d'un hydroxyde d'aluminium". Phd thesis, Université Henri Poincaré - Nancy I, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00007649.

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Les interfaces oxyde minéral – milieu aqueux sont des éléments-clés des réactions se déroulant dans les milieux naturels. L'objectif de cette étude est d'interpréter un comportement macroscopique (tel que la charge de surface ou un processus de sorption) à l'aide de mécanismes locaux se déroulant en surface d'un oxyde ou hydroxyde minéral. La gibbsite Γ-Al(OH)3 a été choisie pour cette étude car elle présente une anisotropie de sites de surface en fonction des faces cristallines exposées. L'hétérogénéité morphologique de l'échantillon (distribution en taille des particules, facteur de forme) est caractérisée par une analyse statistique à partir d'images de Microscopie à Force Atomique. La structure des OH en volume et en surface (longueurs de liaison, orientations, interactions entre groupements) est déterminée par spectrométries infrarouge et Raman. Ces informations permettent l'interprétation de titrages potentiométriques et la détermination du point de charge nulle de l'échantillon.

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Benkhaled, Leïla. "Corrélation entre morphologie et comportement électro-optique des matériaux composites cristaux liquides/polymères". Lille 1, 2004. http://www.theses.fr/2004LIL10126.

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Une étude détaillée des matériaux à baase de polymères et cristux liquides de type PDLC (pour Polymer Dispersed Liquid Crystals), préparés par le processus de séparation de phases induite par rayonnement ultraviolet (UV) et électronique (EB), a été effectuée pour un mélange comportant le cristal liquide nématique E7 et le monomère tripropylèneglycol-diacrylate. Ces matériaux possèdent des fonctionnalités électro-optiques intéressantes notamment dans les vitrages à transparence contrôlée. L'influence de la composition, la dose de rayonnement, le débit de dose, la température et la concentration de photoamorceur ont été étudiées à l'aide de plusieurs techniques expérimentales et en particulier par analyse des réponses électro-optiques, spectroscopie infrarouge, calorimétrie différentielle, microscopie optique à lumière polarisée et microscopie électronique à balayage. Les résultats obtenus montrent bien des meilleures réponses électro-optiques des films EB par rapport à l'UV

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Pailloux, Frédéric. "Etude, à l'échelle atomique, des interfaces et des défauts cristallins dans les films minces supraconducteurs d'YBaCuO". Poitiers, 1999. http://www.theses.fr/1999POIT2293.

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Cette etude traite de la caracterisation microstructurale des defauts et des interfaces dans les films minces supraconducteurs d'ybacuo. Les principales techniques de caracterisation utilisees sont la methr (microscopie electronique en transmission a haute resolution) et la technique lacbed (diffraction des electrons en faisceau convergent a grand angle). L'influence du desaccord parametrique entre substrat et film mince a ete estimee en utilisant differents substrats mgo(+9%), srtio 3(+2%), laalo 3(-3%). Le phenomene de maclage a ete observe de maniere systematique quelque soient le substrat et les conditions d'elaboration employes. Une analyse statistique des franges de moire observees en vue plane a permis de conclure a la presence d'une phase pseudo-quadratique dans un systeme ybacuo/mgo elabore a (790\c). Des films bi-orientes (c, c) ont ete realises en abaissant la temperature du substrat (725\c). Les joints de grains existant dans ce type de film, ainsi que les defauts qu'ils comportent ont ete analyses par methr et par traitement numerique de ces images. L'etat de deformation induit par la presence des inclusions c a ete etudie par la methode lacbed.

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Laversin, Hélène. "Traceurs et formes chimiques du fer dans les particules émises dans l'atmosphère depuis un site sidérurgique : étude spectroscopique et caractérisation de composés de référence et de particules collectées dans l'environnement". Littoral, 2006. http://www.theses.fr/2006DUNK0163.

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Des particules en suspension dans l'air ont été collectées à Dunkerque sous diverses influences en milieu côtier, urbain ou industriel. Le but de ce travail a été d'entreprendre une caractérisation physico-chimique des poussières atmosphériques émises par les différentes unités d'un site sidérurgique présent dans la zone industrielle de Dunkerque. Pour ce faire, une approche multi-techniques a été envisagée, en s'appuyant notamment sur la microscopie électronique à balayage couplée à une sonde d'analyse X, la résonance paramagnétique électronique, la diffraction des rayons X et la spectroscopie infrarouge. Des caractéristiques spécifiques pour des particules contenant du fer, émises par chaque unité du site sidérurgique ont été déterminées afin de mettre en évidence des traceurs de son activité. En parallèle, des oxydes et oxyhydroxydes de fer qui correspondent à des formes chimiques susceptibles d'être rencontrées dans l'environnement ont également été caractérisés par ces mêmes techniques. Ces composés sont considérés comme des références pour l'étude sur les particules atmosphériques
Airborne particles were collected at dunkerque under several influences, in urban, coastal or industrial area. A physico-chemical characterization of airborne particles has been undertaken, particularly focused on particles emitted by different units of an iron and steel workslocated in Dunkerque industrial park. A multi-technical approach was considered, based on scanning electronic microscopy equipped with an energy dispersive X-ray spectrometer, electron paramagnetic resonance, X-rays diffraction and infrared spectroscopy. Specific characteristics for iron-containing particles emitted by each unit of the iron and steel works have been investigated in order to evidence tracers of its activity. In parallel, iron oxides and oxyhydroxides, which correspond to chemical forms generally found in the environment, werre also characterized using the same techniques. These compounds are considered as references for the study of the atmospheric particles

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Lafrad, Fatima. "Dissolution et fonctionnalisation de la cellulose dans les mélanges co-solvant/fluides sous et supercritiques". Thesis, Lille 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LIL10029.

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Ce travail de thèse présente une étude détaillée de la dissolution et de la fonctionnalisation de la cellulose dans les mélanges co-solvant/fluides sous et supercritiques. Plusieurs fluides ont été utilisés, notamment les mélanges supercritiques d’acétone/CO2 et d’éthanol/CO2, urée/CO2, l’eau sous critique, ainsi que les mélanges 1,8-Diazabicycloundec-7-ène(DBU)/CO2 et méthanol/DBU/CO2.La spectroscopie infrarouge a été utilisée pour étudier les interactions intermoléculaires dans les mélanges supercritiques d’acétone/CO2 et d’éthanol/CO2, à des différentes fractions molaires, dans un large domaine de température. Des calculs par dynamique moléculaires couplés à des mesures par spectroscopie infrarouge ont été réalisés pour comprendre les interactions liaisons hydrogènes dans l'eau sous et supercritique. Des suivis cinétiques in-situ par spectroscopie infrarouge pour optimiser la dissolution de la cellulose dans plusieurs solvants dans les conditions sous et supercritiques, ont été réalisés. Nous n’avons pas trouvé de signature spectrale de la dissolution de la cellulose dans les mélanges acétone/CO2 et éthanol/CO2. Par contre, la cellulose s'est transformée en cellulose carbamate dans le milieu urée/CO2 supercritique. Les photographies MEB de la cellulose traitée dans les liquides ioniques commutables, montrent une modification de la morphologie de la cellulose. Plusieurs techniques spectroscopiques ont été utilisées dans cette étude (FTIR en transmission ou en ATR, la CP/MAS RMN de solide, le MEB). Les calculs de chimie quantique nous ont permis de proposer un mécanisme réactionnel pour la réaction de la cellulose dans le mélange DBU/CO2
This thesis presents a detailed study of the dissolution and the functionalization of cellulose in the co-solvent/sub and supercritical fluids. Many fluids have been used, including supercritical mixtures of acetone/CO2 and ethanol/CO2, urea/CO2 subcritical water, 1,8-Diazabicycloundec-7-ene (DBU)/CO2 mixture and methanol/DBU/CO2 mixture. Infrared spectroscopy was used to study the intermolecular interactions in the supercritical mixture of acetone/CO2 and ethanol/CO2, over a wide range of molar fractions and temperatures. Molecular dynamics simulations coupled with infrared spectroscopy measurements were performed to understand the hydrogen bonds interactions in sub and supercritical water, over a wide temperature range. In-situ kinetics studies using FT infrared spectroscopy, has been performed to optimize the dissolution of cellulose in various sub and supercritical solvents. We didn’t found any spectral signature of the dissolution of cellulose in the acetone/CO2 and the ethanol/CO2 mixtures. However, cellulose has been transformed to cellulose carbamate in the urea/supercritical CO2 mixture. The SEM photograph of cellulose treated in the switchable ionic liquids prepared from DBU/subcritical CO2 or DBU/methanol/subcritical CO2 showed a change in the cellulose morphology. Several spectroscopic techniques were used in this study (infrared transmission or ATR, CP / MAS solid NMR, SEM). The quantum calculations on models of configurations formed by CO2, DBU and cellobiose (to mimic the cellulose) were carried out and allowed us to propose a reaction mechanism for the reaction of the cellulose in the DBU/CO2 mixture

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Kemiche, Malik. "Ingénierie de dispersion dans les cristaux photoniques pour la réalisation de micro-lasers compacts impulsionnels". Thesis, Lyon, 2019. http://www.theses.fr/2019LYSEC022.

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Le trafic internet a connu un accroissement sans précédent au cours de la dernière décennie avec l’essor du cloud computing et de la diffusion de flux vidéo, à tel point que le secteur des télécommunications représente aujourd’hui entre 6 % et 10 % de la consommation énergétique mondiale. Tandis que cette croissance doit continuer de s’accélérer avec le développement des objets connectés, les limites de l’infrastructure actuelle commencent à apparaître.La photonique intégrée propose de répondre à ces problèmes à l’aide du traitement tout optique de l’information et des interconnexions optiques. Le développement de la photonique sur silicium a permis la conception de circuits photoniques intégrés capables de réaliser ces fonctions complexes sur puce. L’intégration apporte également ses propres avantages, tels qu’une robustesse, une stabilité et une compacité accrues, ainsi qu’une consommation d’énergie réduite. Pour alimenter ces circuits photoniques, des sources intégrées compactes ont vu le jour. En particulier, les lasers à blocage de modes intégrés permettent de générer à la fois un train d’impulsion régulier et un peigne de modes stable. Ces composants exploitent la combinaison d’un laser multimode et d’un absorbant saturable pour mettre en phase les modes de la cavité. Si de tels lasers sur puce ont été mis au point, ils restent toutefois relativement longs (de l’ordre du millimètre, voire du centimètre), et leur miniaturisation est complexe, car la longueur effective de la cavité, égale au produit de l’indice de groupe et de la longueur de la cavité joue un rôle primordial dans la qualité du train d’impulsions généré.Dans cette thèse, une approche basée sur l’utilisation de la lumière lente est développée pour permettre la réalisation de lasers pulsés compacts et intégrés sur puce. La lumière lente (fort indice de groupe) permet en effet de conserver une grande longueur effective dans une cavité compacte. Ce ralentissement de la lumière peut être généré à l’aide des cristaux photoniques. Pour atteindre le régime de blocage de modes, le spectre de la cavité associée doit également présenter un peigne de modes équidistant, ce qui est difficile à obtenir à cause de la dispersion typiquement très élevée des modes lents. Grâce à l’ingénierie de dispersion dans les cristaux photoniques, une bande linéaire à faible vitesse de groupe peut être créée pour obtenir un peigne de modes équidistants sur une grande largeur spectrale. Des cavités optimisées alliant lumière lente, ingénierie de dispersion, et matériaux III-V reportés sur silice ont été conçues par simulations numériques, puis fabriquées et caractérisées pour étudier la viabilité de cette approche et ses limites. Les mesures montrent que malgré les effets du désordre induit par la fabrication dans le cristal photonique, des cavités laser multimodes de 45,5 µm de longueur et d’indice de groupe de l’ordre de 30 sont réalisables. Ces cavités peuvent prétendre à une réduction de longueur d’un facteur 8 par rapport à leurs équivalents basés sur des guides standards. Enfin, la géométrie de ces cavités est compatible avec le transfert d’un absorbant saturable tel que le graphène pour atteindre, dans le futur, le régime de blocage de modes
With the development of cloud computing and video streaming, the amount of data transmitted across the Internet has skyrocketed during the last decade. It now represents between 6 % and 10 % of the global energy consumption, and is expected to keep rising with the emergence of Internet of Things applications. However, the limits of the current infrastructure are already becoming apparent. Integrated photonics has brought new concepts to overcome the limitation of electronics such as all-optical signal processing or optical interconnects. In particular, silicon photonics has enabled the realisation of photonic integrated circuits able to perform these complex tasks on a chip and compete with their electronic counterparts. Moreover, integrated designs benefit from better robustness, stability and compactness as well as a reduced energy consumption. Integrated light sources have been developed to drive these photonic integrated circuits. Integrated mode-locked lasers are especially interesting since they provide both a regular pulse train and a stable mode comb. These lasers rely on the combination of a multimode laser and a saturable absorber to phase-lock the modes of the cavity. Despite some progress towards their integration on a chip, their size is still in the millimetre to the centimetre range. Since the quality of the generated pulse train is related to the effective length of the cavity, which is the product of the group index of the guided mode and the actual length of the cavity, their miniaturisation remains a challenge.In this PhD work, a novel design based on the use of slow-light (high ng) in photonic crystals to achieve further miniaturisation of integrated mode-locked lasers is studied. Indeed, slow light allows us to keep the effective length of the cavity high in a compact design with group indices one order of magnitude higher than in standard cavities. In order to reach mode-locking, a wide regular mode comb must be present in the cavity spectrum. Nonetheless, the strong dispersion of slow light modes in photonic crystals limits the spectral width of the regular mode comb. Using dispersion engineering, the bandwidth of the mode comb can be drastically improved. Photonic crystal cavities exploiting dispersion-engineered slow light in active III-V materials on silica were designed using numerical simulations, then fabricated and characterised to demonstrate the validity of this approach and study its potential limitations. We show that in spite of the effect of fabrication-induced disorder, regular mode combs can be generated in cavities as long as 45,5 µm with a group index around 30. These cavities may allow for an 8-fold size reduction of mode-locked lasers compared to standard waveguide designs. In the future, a saturable absorber such as graphene could be introduced onto the cavities in order to achieve mode-locking

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Bonnal, Thomas. "Développements de modèles optiques et de méthodes non supervisées de résolution des problèmes bilinéaires : application à l’imagerie vibrationnelle". Thesis, Lyon, 2018. http://www.theses.fr/2018LYSE1063.

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La caractérisation fine des matériaux inorganiques nécessite d'avoir accès à des informations complémentaires de celles apportées par des techniques d'analyse élémentaire ou de diffraction. La spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier permet de caractériser les liaisons covalentes et l'environnement des groupes fonctionnels dans les matériaux. C'est donc une technique de choix pour l'étude des matériaux hydratés, amorphes ou sujets à des phénomènes de vieillissement. En couplant cette technique à une platine de déplacement, il est possible de réaliser des cartographies des phases sur quelques centimètres carrés : c'est la microscopie infrarouge. Cette thèse développe plus particulièrement l'utilisation de la lumière réfléchie au travers de l'étude de la réflexion spéculaire et de la réflexion totale atténuée (ATR).Après une première partie se focalisant sur les méthodes d'acquisitions disponibles, une seconde partie s'attache à obtenir de manière non supervisée les cartographies chimiques associées aux concentrations relatives des différents composants présents dans la zone analysée. Des techniques de réduction de données et d'analyse factorielle sont mises en place afin d'estimer le nombre de composants chimiques et leurs spectres relatifs ; des problèmes de minimisation sous contraintes sont résolus pour extraire l'information chimique. La réflexion spéculaire ne nécessite aucun contact avec l‘échantillon et, de ce fait, n'entraine aucune altération de la surface analysée. C'est sur le papier une technique de choix pour suivre l'évolution d'un matériau. Cependant, elle souffre de la complexité d'interprétation liée à l'allure des spectres obtenus. Afin de développer la cartographie issue de la réflexion spéculaire, des modèles prenant en compte l'optique géométrique, l'optique ondulatoire, des corrections d'interférogrammes et des méthodes classiques d'homogénéisation ont été développés. Ce travail a permis d'aboutir à un modèle optique liant les spectres issus de la réflexion spéculaire avec les concentrations relatives des composants. Ce modèle tient compte de la polarisation, de l'angle d'incidence et utilise les constantes diélectriques du matériau. Ce modèle a été validé sur un matériau contenant trois composants distincts facilement identifiables en infrarouge et spécialement mis en forme pour cette étude. Ce modèle a ouvert la voie à l'utilisation innovante de lumières polarisées elliptiquement pour déterminer l'indice de réfraction complexe d'un matériau. Ainsi, des spectroscopes infrarouges couplés à un accessoire de contrôle de l'angle d'incidence peuvent être utilisés en complément de l'ellipsométrie
Complementary information, to that provided by elemental analysis and diffraction techniques, is needed to characterize inorganic materials. Fourier Transform Infrared spectroscopy enables to characterize covalent bonds and the environment of functional groups in materials. Thus, it is a technique of interest to study hydrated materials, amorphous materials or any materials, which may experience ageing phenomena. By combining this technique with a micrometric motorized stage, cartographies of chemical compounds can be obtained on several square millimeters: this is the infrared microscopy technique. This Ph.D. thesis focuses on the use of reflected light, in particular through the study of specular reflection and of Attenuated Total Reflectance (ATR). After a first part focused on the different acquisition set-ups, a second part covers the unsupervised methodologies of resolution employed to obtain chemical maps. They result in one map for each component present in the analyzed area. Dimensions reduction techniques and multivariate statistics techniques are implemented to estimate the number of components and their infrared spectra; minimization problems under constraints are solved to retrieve chemical information. When specular reflection is used to acquire spectra, no contact is made with the sample, thus no damage of the analyzed area occurs during the acquisition. A priori, it is a great technique to study the evolution of a material. However, this technique suffers from the complexity of interpretation of the resulting spectra. With the objective to democratize the use of specular reflection to obtain chemical maps, models based on geometrical optics and including diffraction, correction of interferograms and classical homogenization techniques have been developed. This work resulted in an optical model linking the angle of incidence, the polarization state and the dielectric optical constants of the material with the reflected light, which is measured. A model material, constituted of three distinct phases, detectable in the infrared range, has specially been fabricated to validate this optical model. This model set the stage for the use of elliptically polarized light in the determining of the complex refractive indices of materials in the infrared range. Thanks to this development, infrared spectroscopes, equipped with a classical set-up to control the angle of incidence, can now be used in addition to ellipsometry techniques

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Kara-Terki, Chafik. "Une méthode de mise au point des circuits intégrés". Paris 6, 1986. http://www.theses.fr/1986PA066113.

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La méthode de mise au point des circuits intégrés VLSI est basée sur l'utilisation de techniques améliorant la testabilité, comme le chemin de test (LSSD). Différentes approches structurées (approches descendante, ascendante, recherche binaire) sont étudiées à travers un circuit complexe, le papillon FFT. Les problèmes spécifiques de la mise au point sont analysés et des solutions sont proposées. La réalisation d'un outil de mise au point est présentée. Il est composé d'un système permettant l'échantillonnage et la génération de vecteurs de test et d'un ensemble d'interfaces logicielles et matérielles assurant la liaison avec la chaîne de conception assistée par ordinateur et un banc de test sous pointes.

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Zavala, Sanchez Luz Adela. "Supported metal disulfide (TMS) catalysts for ultra-deep HDS : coupling of IR spectoscopy and microscopy for a deeper insight into active sites". Thesis, Normandie, 2019. http://www.theses.fr/2019NORMC258.

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Ce travail de thèse a permis d’obtenir une caractérisation à l’échelle atomique des feuillets (Co)MoS2 et (Ni)WS2 de catalyseurs d’hydrotraitement supportés sur alumine et de déterminer l’impact d’un additif organique, l’acide citrique (CA). Dans cette étude des techniques avancées ont été mises en œuvre telles la caractérisation par adsorption de CO à basse température suivie par spectroscopie IR (IR/CO), des calculs DFT et des observations par microscopie électronique haute résolution en mode transmission et par STEM HAADF.Sur les catalyseurs non promu à base de W et de Mo, l’adsorption de CO permet de discriminer les sites des bords M- et des bords S- des feuillets de TMS. La détermination des coefficients d’extinction molaire des bandes liées au CO adsorbé permet de déduire la morphologie des feuillets. L’HR STEM HAADF confirme que l’addition de CA modifie la morphologie des feuillets TMS d’un triangle tronqué à une forme hexagonal.Sur les catalyseurs promus NiW et CoMo, la microscopie electronique montre que l’addition de CA diminue la taille des feuillets de TMS et conduit aussi à la création de petits clusters (<1 nm). L’analyse de particules isolées par HR STEM HAADF permet d’identifier la nature des atomes du bord du feuillet de TMS. Ainsi la microscopie et l’IR/CO mettent en évidence que au sein d’un même feuillet sulfure peuvent coexister des bords totalement promus, et partiellement promus
This work was focused on obtaining an atomic scale characterization of the (Co)MoS2 and (Ni)WS2 slabs of hydrotreating catalysts supported on alumina and to determine the impact of citric acid (CA) addition. In this study, advanced techniques were implemented such as low temperature CO adsorption followed by IR spectroscopy (IR/CO), DFT calculations and high resolution electron microscopy observations in transmission mode and by STEM HAADF.On the non-promoted W and Mo catalysts, CO adsorption makes it possible to discriminate between the sites of the M- and S- edges of the TMS slabs. The determination of the molar extinction coefficients of the adsorbed CO bands allows the morphology of the slabs to be deduced. HR STEM HAADF confirms that the addition of CA modifies the morphology of the TMS slabs from a truncated triangle to a hexagonal shape.On the promoted NiW and CoMo catalysts, electron microscopy shows that the addition of CA decreases the size of the TMS slabs and also leads to the creation of very small clusters (<1 nm). The analysis of isolated particles by HR STEM HAADF allows identifying the nature of the atoms on the edge of the TMS slabs. Thus microscopy and IR/CO show that within the same sulfide slabs, can coexist edges that are fully promoted and partially promoted

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Gauthier, David. "Imagerie nanométrique ultra-rapide par diffraction cohérente de rayonnement extrême-UV produit par génération d'harmoniques d'ordre élevé". Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00734344.

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Ce manuscrit présente des expériences d'imagerie par diffraction réalisées en utilisant une source de rayonnement cohérent basée sur la génération d'harmoniques d'ordre élevé d'un laser Ti:Sa. Elles démontrent que cette source extrême-UV de laboratoire produit un nombre suffisant de photons par impulsion pour enregistrer une figure de diffraction d'objets tests en " simple tirs ". Le signal ainsi enregistré permet l'obtention d'une image de l'objet avec une résolution d'une centaine de nanomètres. Deux schémas sont utilisés pour reconstruire l'objet : le premier utilise un algorithme itératif de reconstruction de la phase perdue pendant la détection de la figure de diffraction ; le second utilise une configuration holographique par transformée de Fourier. Les travaux réalisés comportent deux parties. La première concerne l'optimisation de la source harmonique et inclut une étude expérimentale d'un dispositif de filtrage spatial du faisceau laser de génération par propagation dans une fibre creuse. La seconde partie présente les expériences d'imagerie par diffraction, et notamment une démonstration du schéma holographique HERALDO qui est une extension de l'holographie par transformée de Fourier à des références en forme de polygones. L'utilisation de ces références " étendues " a pour avantage d'optimiser l'enregistrement holographique tout en conservant une reconstruction directe et sans ambigüité de l'objet. Une analyse signal-sur-bruit ainsi qu'une comparaison des reconstructions d'hologramme pour différentes formes de références sont effectuées.

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Grandidier, Jonathan. "Guide plasmonique polymère-métal : composants passifs et actifs pour la photonique intégrée". Phd thesis, Université de Bourgogne, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00441225.

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Les guides d'onde plasmoniques induits par un ruban diélectrique (DLSPPWs pour "Dielectric Loaded Surface Plasmon Polariton Waveguides") permettent de transmettre à une échelle sub-longueur d'onde, des signaux électriques et plasmoniques (ondes optiques à l'interface entre un métal et un diélectrique) dans la même circuiterie. De plus, l'utilisation d'un ruban de polymère comme diélectrique permet de fonctionnaliser ces DLSPPWs. Cette configuration est par conséquent d'un grand intérêt pour des applications en photonique intégrée. Néanmoins, les DLSPPWs souffrent de pertes importantes en raison de la dissipation dans le métal. Nous abordons le problème en montrant qu'il est possible de compenser les pertes en utilisant une configuration analogue à celle d'un amplificateur optique. Nous mettons d'abord en place les outils théoriques (modèle de l'indice effectif), numériques (méthode différentielle et méthode de la fonction de Green) et expérimentaux (microscopie à fuites radiatives) adaptés à l'optimisation et la caractérisation des DLSPPWs. Une fois le confinement modal maximisé à la longueur d'onde telecom λ=1.55 µm, nous considérons un polymère dopé avec des boîtes quantiques. Le mode plasmon guidé dans le système polymère dopé-métal est excité pendant qu'un laser pompe les boîtes quantiques dans leur état excité. La relaxation des boîtes quantiques par émission stimulée de plasmon-polariton de surface apporte un gain optique. Ce phénomène est caractérisé par microscopie à fuites radiatives dans l'espace direct et dans l'espace réciproque. Cette démonstration représente un élément clé pour la photonique intégrée et l'interconnexion de circuits tout-optiques miniaturisés.

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Benaissa, Djamila. "Approche théorique et expérimentale du comportement électro-optique des systèmes polymères/cristaux liquides". Thesis, Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10126.

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Une étude des matériaux à base de polymères et de cristaux liquides de type PDLC (pour Polymer Dispersed Liquid Crystals), élaborés par la méthode de séparation de phases induite par rayonnement ultraviolet (UV), a été effectuée pour des mélanges comportant le cristal liquide nématique E7 et le monomère tripropylèneglycoldiacrylate (TPGDA). Ces matériaux possèdent des fonctionnalités électro-optiques intéressantes notamment dans les vitrages à transparence contrôlée. Une analyse par spectroscopie infrarouge des réseaux de polymères élaborés a permis de déduire qu’une conversion quasi-totale des fonctions réactives de type acrylique du monomère est obtenue pour un mélange contenant 70% de cristal liquide et 30% de monomère. Ces matériaux ont été, ensuite, étudiés par différentes techniques de caractérisation, telles que la calorimétrie différentielle, la microscopie optique à lumière polarisée, la microscopie électronique à balayage, et la spectroscopie UV-visible, qui ont permis d’obtenir des renseignements sur les propriétés thermophysiques, morphologiques, et spectrales de ces systèmes.Une modélisation de la réponse électro-optique des films PDLC a été effectuée en utilisant un modèle simple, basé sur une hiérarchie de paramètres d’ordre. Ce modèle, dont les calculs sont effectués dans deux approximations théoriques (RGA et ADA), a donné une description convenable du comportement électro-optique de ces systèmes complexes. L’étude menée sur la confrontation de ce modèle à l’expérience a permis l’obtention d’un certain nombre de résultats intéressants qui sont utiles à la compréhension et à l’amélioration de la réponse électro-optique des films PDLC
A study of materials based on polymers and liquid crystals of type PDLC (for Polymer Dispersed Liquid Crystals), elaborated by the method of phase separation induced by ultraviolet radiation (UV), was carried out for mixtures containing the nematic liquid crystal E7 and the monomer tripropyleneglycoldiacrylate (TPGDA). These materials possess interesting electro-optical features in particular for privacy windows with controlled transparency.An analysis by infrared spectroscopy of the elaborated polymer networks allowed to deduce that a quasi-total conversion of the reactive acrylic functions of the monomer was obtained for a mixture containing 70 % of liquid crystal and 30 % of monomer. These materials were, then, studied by various techniques of characterization, such as differential scanning calorimetry, polarized optical microscopy, scanning electron microscopy, and UV-visible spectroscopy, who allowed to obtain informations on the thermophysical, morphological, and spectroscopical properties of these systems.An attempt was made to rationalize the electro-optical response of PDLC films by using a simple model, based on a hierarchy of order parameters. Using the theoretical description from two theoretical approximations (RGA and ADA), this model gave a proper description of the electro-optical behaviour of these complex systems. The study led on the confrontation of this model to experimental results, allowing to obtain some interesting results which are useful in understanding and improvement of the electro-optical response of PDLC films

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Maximilien, Jacqueline. "Studies of the impact of core-shell polystyrene nanoparticles on cell membranes and biomimetic models". Thesis, Compiègne, 2015. http://www.theses.fr/2015COMP2180.

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L’objectif de ce projet est d’étudier l’interaction de nanoparticules polymères avec les membranes, soit directement sur des cellules entières ou grâce à des modèles membranaires biomimétiques, dans l’optique de valider leur utilisation dans le cadre d’applications biologiques. Des nanoparticules (NPs) polymères cœur/enveloppe avec un diamètre inférieur à 100 nm ont été synthétisés. Cette taille a été choisie afin de leur permettre de pénétrer à travers les membranes plasmiques. Des nanoparticules ayant la même composition chimique mais avec un diamètre hydrodynamique supérieur, de l’ordre de 250 nm, ont été également préparées afin de mettre en évidence l’effet de la taille des particules sur le processus d’internalisation cellulaire. Dans cette thèse, une méthode innovante de synthèse monotope a été développée pour obtenir des NPs coeur-enveloppe, compatibles en milieu aqueux et présentant à leur surface des résidus iniferter. Le coeur est composé de polystyrène avec une taille d’environ 30 nm. Un large éventail de fonctionnalités peut être greffé sur la surface du coeur par polymérisation radicalaire contrôlée en faisant varier différents types de monomères. L’épaisseur de l’enveloppe peut être ajustée en fonction de la concentration en monomère et du temps de polymérisation. Les nanoparticules synthétisées ont été caractérisées par diffusion dynamique de la lumière, par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier, par analyse micro-élémentaire et par microcopie à transmission électronique. Les interactions des NPs à coeur polystyrène et avec des enveloppes de charge neutre et négative ont été étudiées avec des cellules kératinocytes épidermiques humaines néonatales (NHEK), des fibroblastes primaires humains et les cellules HACaT de kératinocytes humains. Les études de cytotoxicité réalisées en utilisant un marquage à l’iodure de propidium et un test à la lactate déshydrogénase n’ont relevé aucune toxicité sur les lignées testées. Cependant, le suivi de la prolifération cellulaire par impédance électrique de substrats cellulaires a indiqué que les nanoparticules anioniques induisent une forte diminution de la prolifération des kératinocytes. L’internalisation cellulaire des NPs a été confirmée par microscopie confocale qui n’indique pas leur colocalisation avec les endosomes précoces, les lysosomes et l’actine. De plus, les données obtenues par triage cellulaire par cytofluorométrie soutiennent qu’un mécanisme énergétiquement-dépendant est mis en œuvre pour l’internalisation des NP neutres, ce qui semble être moins le cas pour les nanoparticules négatives. Les membranes biomimétiques ont été employées afin d’étudier les spécificités des interactions entre nanoparticules et lipides dans des conditions contrôlées. L’étude sur des modèles de vésicules géantes couplée à de la spectroscopie de fluorescence a révélé que les nanoparticules coeur/enveloppe sont capables d’interagir profondément dans la région hydrophobe de la membrane, mais uniquement quand la bicouche lipide est en phase fluide désordonnée. Le mode de pénétration des NPs au travers de la bicouche des vésicules semblent engendrer la formation de pores. Un effet plus prononcé de rigidification de la bicouche a pu être observé lors de l’interaction de nanoparticules chargées négativement avec les bicouches de phosphatidycholines. Cet effet pourrait être attribué à un changement de l’orientation des têtes phosphocholines du à des interactions électrostatiques. En conclusion, les nanoparticules polymère que nous avons synthétisées apparaissent être des outils polyvalents pour les études d’interaction cellulaire et d’imagerie. Ces nanomatériaux peuvent être éventuellement être employés pour la délivrance de médicaments en incorporant les molécules actives dans une enveloppe polymère thermosensible par exemple
This project’s aim was to study polymeric nanoparticle-membrane interactions using both live cells and biomimetic models with the idea to validate such nanoparticles for use in bio-applications. Core-shell polymeric nanoparticles below 100 nm, as this small size is capable of penetrating plasma membranes, were synthesised. Nanoparticles (NPs) with the same chemical composition but with hydrodynamic diameters of ~250 nm, were also prepared in an effort to highlight any effect of NP size on cell internalisation. In this thesis, an innovative method is presented for the synthesis of water-compatible, iniferter-bound polystyrene core shell NPs (~30 nm) using a one-pot synthetic method. A plethora of functionalities could be added to the nanoparticles via shell grafting from the surface of the polystyrene core in the presence of additional monomers via controlled living radical polymerisation. Shell thickness could be tuned as a function of monomer’s concentration and polymerisation time. The nanoparticles were fully characterised by dynamic light scattering, Fourier transform infra-red spectroscopy, microelemental analysis and transmission electron microscopy. Further, the interactions of polystyrene core NPs possessing neutral and anionic shells were investigated using neonatal human epidermal keratinocytes (NHEK), human primary fibroblasts and HaCaT cells. Cytotoxicity studies performed using propidium iodide and lactate dehydrogenase indicated no evidence of cytotoxicity in either cell line. However, cell proliferation monitored by electric cell substrate impedance sensing (ECIS) protocols indicated that anionic nanoparticles induced a dramatic decrease in cell proliferation in keratinocytes. The cellular internalisation of NPs was confirmed by confocal microscopy and no co-localisation was found with early endosomes, lysosomes or actin. Additionally, fluorescence activated cell sorting (FACS) data support the theory that an energy-dependent mechanism is employed for neutral NP internalisation but less so for negatively charged NPs. Biomimetic membrane models were used to investigate specific nanoparticle-lipid interactions under controlled conditions. Employing giant vesicles coupled with fluorescent spectroscopy techniques revealed that core-shell nanoparticles interact deep in the hydrophobic region of bilayers only when the membrane is in the fluid phase. Their mode of entering artificial cells (i.e giant vesicles) appears to cause the formation of pores. Anionic nanoparticles interact with the choline moiety of phosphatidylcholine and confer a rigidifying effect on phosphocholine containing bilayers. Therefore we conclude that the polymeric nanoparticles that we synthesized are versatile tools for cell interaction and imaging studies. These nanomaterials could eventually be applied to drug delivery studies by incorporation of the drug in for instance a thermoresponsive polymeric shell. Furthermore, it is clear that NPs coated with anionic and neutral polymeric shells present a lower toxicity profile than previously reported cationic nanoparticles. Both nanoparticles increase the order lipid bilayer vesicles composed of POPC (the most common glycerophospholipid) in animal and plants. Anionic nanoparticles in particular exhibit a rigidifying effect on POPC lipid bilayers and their mode of entry into cells may be due to the formation of pores which was determined to not induce cell death

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Tesis sobre el tema "Microscopie ptychographique de Fourier"

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