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Dynamique forcée et dissipative d'une jonction Josephson dans un environnement haute-impédance à N corps
No full textThis thesis explores the dynamics of a small Josephson junction coupled to a high-impedance, finite-size transmission line, focusing on how such a system can emulate correctly the dissipative dynamics of a Josephson junction. While dissipation is traditionally modeled via idealized thermal baths, the discrete mode structure and low losses of a finite transmission line raise the question: can it still act as a good dissipative reservoir? Leveraging the flexibility of superconducting circuits, we embed a small junction in a chain of larger Josephson junctions acting as a high-impedance transmission line. Using a combination of DC and microwave measurements, we access both transport properties and the finite-frequency response, enabling a full characterization of the system. We first study the appearance of dual Shapiro steps in Josephson junctions, where a quantized current is observed under microwave irradiation. This experiment represents the first observation of dual Shapiro steps in Josephson junctions since their theoretical prediction more than thirty years ago. While studying dual Shapiro steps, we find signatures of a previously unaccounted-for current at low voltages. This leads us to identify a new effect, which we call the photonic Joule effect: the junction emits photons into the line, which, due to its finite size and weak coupling to the outside world, causes the modes to overheat. At higher bias, this thermal state becomes unstable, and the system undergoes a transition into a coherent state, similar to a lasing transition, where energy condenses into the lowest modes of the system. We observe and characterize this transition experimentally. Altogether, these results provide a detailed view of the out of equilibrium dynamics of a junction coupled to a structured environment, and highlight the role of finite-size effects in engineered dissipation.Cette thèse explore la dynamique d'une petite jonction Josephson couplée à une ligne de transmission de taille finie à haute impédance, en se concentrant sur la façon dont un tel système peut émuler correctement la dynamique dissipative de cette petite jonction. En effet, la dissipation est traditionnellement modélisée par le couplage à un système de taille infinie, ainsi la structure modale discrète et les faibles pertes d'une ligne de transmission de taille finie soulèvent la question suivante : peut-elle encore agir comme un bon réservoir dissipatif ? Tirant parti de la flexibilité des circuits supraconducteurs, nous intégrons une petite jonction dans une chaîne de grandes jonctions Josephson agissant comme une ligne de transmission à haute impédance. En associant mesures DC et micro-ondes, nous accédons à la fois aux propriétés de transport et à la réponse fréquentielle, ce qui permet une caractérisation complète du système. Nous étudions tout d'abord l'apparition des marches de Shapiro duales dans les jonctions Josephson, où un courant quantifié est observé sous irradiation micro-ondes. Cette expérience représente la première observation des marches de Shapiro duales dans les jonctions Josephson depuis leur prédiction théorique il y a plus de trente ans. En étudiant ce phénomène, nous découvrons des signatures d'un courant jusqu'alors inexpliqué à basse tension. Cela nous conduit à identifier un nouvel effet, que nous appelons l'effet Joule photonique : la jonction émet des photons dans la ligne de transmission, ce qui, en raison de sa taille finie et de son faible couplage avec le monde extérieur, provoque une surchauffe des modes. À des biais plus élevés, cet état thermique devient instable et le système subit une transition vers un état cohérent, similaire à une transition laser, où l'énergie se concentre dans les modes basse-fréquences du système. Nous observons et caractérisons cette transition expérimentalement. Ces résultats fournissent une vue détaillée de la dynamique hors d'équilibre d'une jonction couplée à un environnement structuré, et soulignent le rôle des effets de taille finie dans l'ingénierie de la dissipation
Apprentissage adaptatif appliqué à la détection de la fraude
No full textPayment fraud, which affects banking institutions, can occur through various channels (e.g., checks, credit cards, bank transfers) and may result in significant financial losses or customer inconvenience, particularly in cases of false alerts. Combating fraud is therefore essential for banks, leading to a continuous cycle of conflict between security teams, who implement detection and blocking algorithms, and fraudsters, who evolve their strategies to bypass these measures. Despite efforts to employ machine learning approaches, the losses caused by fraud remain substantial, amounting to billions of dollars annually. This raises important questions about the suitability of traditional machine learning (ML) models, which are inherently more static and, therefore, potentially less effective in a dynamic environment. In this thesis, we explore the field of adaptive machine learning, which specifically addresses problems involving dynamic cause-and-effect relationships. In this context, we studied and proposed solutions to evaluate the efficiency of batch incremental models compared to instance incremental models, taking into account real-world challenges in fraud detection, such as class imbalance and label delay. Moreover, as ML solutions become increasingly sophisticated, it has become common for data scientists to use interpretability tools (such as SHAP and LIME), even though the reliability of this approach remains questionable. We have thus investigated to what extent inherently interpretable (II) models can serve as a viable alternative to enhance trust in ML systems applied to fraud detection. To this end, we proposed an II model based on the attention mechanism, which offers the advantage of producing stable explanations, in addition to being both interpretable and predictively efficient. Finally, our study on real-world bank transfer data allowed us to test the proposed and existing methods against the constraints of the industrial environment, resulting in concrete recommendations for data scientists and/or researchers working on this topic.La fraude aux moyens de paiement, dont sont victimes les institutions bancaires, peut emprunter plusieurs canaux (par exemple : chèque, carte bancaire, virement) et entraîner d'importantes pertes financières ou des désagréments pour les clients, notamment en cas de fausses alertes. La lutte contre la fraude est donc une nécessité pour les banques et se traduit par un cycle conflictuel entre les équipes dédiées à la sécurité, qui mettent en place des algorithmes de détection et de blocage, et les fraudeurs, qui adaptent leurs stratégies pour les contourner. Malgré les efforts visant à utiliser des approches de machine learning, les pertes liées à la fraude restent significatives, se chiffrant à des milliards de dollars chaque année. Il devient alors crucial de questionner l'efficacité des modèles de machine learning (ML) classiques, qui sont par nature plus statiques et, par conséquent, peut-être moins adaptés à un environnement en constante évolution. Dans cette thèse, nous explorons le domaine du machine learning adaptatif, qui vise précisément à résoudre des problèmes comportant des relations de cause à effet dynamiques. À cet égard, nous avons étudié et proposé des solutions pour évaluer l'efficacité des modèles incrémentaux par batch ou par lot, comparés à ceux incrémentaux par instance, en tenant compte des défis réels de la détection de fraude tels que le déséquilibre des classes et le retard des étiquettes. Par ailleurs, avec la sophistication croissante des solutions ML, il devient courant pour les data scientists d'utiliser des outils d'interprétabilité (comme SHAP ou LIME), bien que la fiabilité de cette approche reste discutable. Nous avons donc exploré dans quelle mesure l'utilisation de modèles intrinsèquement interprétables (II) peut constituer une alternative pertinente pour renforcer la confiance dans les systèmes ML appliqués à la lutte contre la fraude. Dans cette optique, nous avons proposé un modèle II basé sur le mécanisme d'attention, qui offre l'avantage de produire des explications stables, en plus d'être à la fois interprétable et performant sur le plan prédictif. Enfin, notre étude sur des données réelles de virements bancaires a permis de confronter les méthodes proposées et existantes aux contraintes du monde industriel, aboutissant à la formulation de recommandations concrètes pour les data scientists et/ou chercheurs travaillant sur ce sujet
Études théoriques et expérimentales des mécanismes de croissance de nanoparticules d'argent dans des couches minces de PVA : suivi in situ des propriétés plasmoniques par spectroscopies optiques
No full textSilver nanoparticles exhibit plasmonic resonances induced by the collective oscillations of their free electrons, the position, width and amplitude of which depend on their size, shape and host medium. Growing these nanoparticles in dielectric thin films leads to promising nanocomposites, particularly for optical and photonic applications. The challenge is to gain a detailed understanding of the growth mechanisms and to control the morphological characteristics of these nanoparticles in order to optimize their optical properties. In this context, this thesis focuses on three main areas:(i) the study of the growth mechanisms of silver nanoparticles in polymer thin films by thermal and photonic means, (ii) the development of non-invasive optical diagnostic tools for in-situ monitoring of the development kinetics of these nanocomposites, (iii) the formulation of theoretical models for modelling their optical properties. Experimentally, spectroscopic ellipsometry and UV-Visible spectrophotometry are being used to monitor and understand nanoparticle growth kinetics in situ. The data obtained is fed into modified Avrami-type growth models and a new model proposed here, enabling the role of key parameters such as the initial concentration of silver ions or the microstructure of the film to be identified. In addition, analysis by transmission and scanning transmission electron microscopy sheds light on the morphology of the nanoparticles. A second section is devoted to the theoretical and numerical models used to simulate and model the optical properties of nanocomposites. In addition, the use of artificial neural networks speeds up the inversion of ellipsometric maps in ex-situ, offering a considerable gain in speed and accuracy for determining the film thickness, volume fraction and shape distribution of nanoparticles. Finally, the influence of an external electric field applied during synthesis was explored, paving the way for anisotropic nanocomposites with modulable optical properties. This work illustrates how the combination of in situ experimental approaches and advanced non-invasive characterization and modelling tools can be used to design and optimize plasmonic Ag-PVA nanocomposites with controllable characteristics.Les nanoparticules d'argent présentent des résonances plasmoniques induites par les oscillations collectives de leurs électrons libres, dont la position, la largeur et l'amplitude dépendent de leur taille, de leur forme et du milieu hôte. La croissance de ces nanoparticules dans des films minces diélectriques conduit à des nanocomposites prometteurs, notamment pour des applications optiques et photoniques. Le défi consiste à comprendre finement les mécanismes de croissance et à contrôler les caractéristiques morphologiques de ces nanoparticules afin d'optimiser leurs propriétés optiques. Dans ce contexte, la présente thèse s'articule autour de trois axes principaux : (i) l'étude des mécanismes de croissance des nanoparticules d'argent dans des films minces de polymère par voies thermiques et photoniques, (ii) la mise au point d'outils de diagnostic optique non invasifs permettant de suivre en temps réel les cinétiques d'élaboration de ces nanocomposites, (iii) la formulation de modèles théoriques pour la l'étude de leurs propriétés optiques. Sur le plan expérimental, l'ellipsométrie spectroscopique et la spectrophotométrie UV-Visible sont mises en œuvre pour suivre et comprendre, de manière in situ, les cinétiques de croissance des nanoparticules. Les données obtenues alimentent des modèles de croissance de type Avrami modifié et un nouveau modèle proposé ici, permettant d'identifier le rôle des paramètres clés comme la concentration initiale en ions argent ou la microstructure du film. Par ailleurs, l'analyse par microscopies électroniques en transmission et à balayage en transmission éclaire la morphologie des nanoparticules. Un second volet est consacré aux modèles théoriques et numériques, utilisés pour simuler et modéliser les propriétés optiques des nanocomposites. En outre, l'emploi de réseaux de neurones artificiels accélère notamment l'inversion des cartographies ellipsométriques en ex situ, offrant un gain considérable en rapidité et en précision pour déterminer l'épaisseur du film, la fraction volumique et la distribution de formes des nanoparticules. Enfin, l'influence d'un champ électrique externe appliqué durant la synthèse a été explorée, ouvrant la voie à des nanocomposites anisotropes aux propriétés optiques modulables. Ainsi, ce travail illustre comment l'association des approches expérimentales in situ et des outils de caractérisation non invasifs et de modélisation avancés permet de concevoir et d'optimiser des nanocomposites plasmoniques Ag-PVA aux caractéristiques contrôlables
Optimisation d’un ordonnancement de production de produits périssables dans un contexte multi-lignes
No full textIn industrial companies, production scheduling is of critical importance. Organizing the production steps required to fulfill orders, while ensuring the availability of the resources needed to carry out each step is a complex process. The use of mathematical tools within manufacturing softwares can therefore be of invaluable assistance. In this thesis, we focus on a production scheduling problem encountered by customers of VIF, a company specializing in software for the food industry. We study the modeling and solution of this problem in the form of a multi-mode RCPSP incorporating machine and sequence dependent changeover times, generalized precedences and the use of perishable non-renewable resources. To solve this problem, we propose several mathematical models and a metaheuristic method. The metaheuristic method relies on a multitude of priority rules to initialize the solution, and a tabu search to improve it. Finally, we propose a solution algorithm based on sub-problem decomposition, in which we try to take advantage of the performance of constraint programming.Au sein des entreprises industrielles, l’ordonnancement de la production est d'une importance capitale. Organiser finement dans le temps les étapes de fabrication nécessaires à la réalisation des commandes tout en s'assurant de la disponibilité des ressources nécessaires à la réalisation de chacune d'entre elles est un procédé complexe. L'utilisation d'outils mathématiques au sein de logiciels à destination des industriels peut donc être d'une aide précieuse. Dans cette thèse, nous nous intéressons à un problème d'ordonnancement de la production rencontré par les clients de l'entreprise VIF, spécialisée dans les logiciels destinés aux industriels de l'agroalimentaire. Nous étudions la modélisation et la résolution de ce problème sous la forme d'un RCPSP multimode intégrant des temps de changement dépendant de la machine et de la séquence, des précédences généralisées ainsi que l'utilisation de ressources non renouvelables périssables. Pour résoudre ce problème, nous proposons plusieurs modélisations mathématiques ainsi qu'une méthode métaheuristique. La méthode métaheuristique s'appuie sur une multitude de règles de priorité pour initialiser la solution puis, une recherche tabou pour l'améliorer. Nous proposons enfin un algorithme de résolution par décomposition en sous-problèmes dans lequel nous tentons de tirer parti des performances de la programmation par contrainte
Développement d’un essai in vitro pour l’évaluation de la sensibilisation et photosensibilisation cutanée
No full textAllergic contact dermatitis (ACD) is an immune-mediated inflammatory response to a skin allergen, representing a major public health concern. Due to the ban on animal testing in the cosmetic industry, in vitro methods have been developed to assess the sensitizing potential of substances. This thesis presents the development of an innovative in vitro assay using reconstructed human epidermis (RHE) and IL-18 measurement, a key cytokine in skin sensitization. The approach aims to integrate bioavailability of tested compounds—particularly hydrophobic ones—often poorly assessed by conventional methods. The developed test not only detects sensitization but also estimates its intensity, and has been extended to evaluate photosensitization. This work contributes to the regulatory and scientific efforts to replace animal testing, by expanding the applicability domain of existing assays and improving the prediction of cutaneous allergic risk.La dermatite de contact allergique (DCA) est une réponse inflammatoire immunitaire à un allergène cutané, représentant un enjeu majeur de santé publique. En raison de l’interdiction des tests sur animaux dans l’industrie cosmétique, des méthodes in vitro ont été développées pour évaluer le pouvoir sensibilisant des substances. Cette thèse présente le développement d’un essai in vitro innovant, basé sur un épiderme humain reconstruit (RHE) et l’analyse de l’IL-18, une cytokine clé de la sensibilisation cutanée. L’approche vise à intégrer la biodisponibilité des substances, notamment hydrophobes, mal évaluées par les méthodes classiques. Le test développé permet non seulement de détecter un effet sensibilisant, mais aussi d’en estimer l’intensité, et a été étendu à l’évaluation de la photosensibilisation. Ce travail s’inscrit dans une démarche réglementaire et scientifique de remplacement des tests sur animaux, en élargissant le champ d’application des tests existants et en améliorant la prédiction du risque allergique cutané
Les migrants afghans dans les villes de Van, Istanbul et Paris : circulations migratoires et formes d'insertion urbaine
No full textAfghanistan has been a source of internal and transnational mobility for over 50 years. The journeys of Afghans, who attempt to reach various countries by crossing thousands of kilometers and whose mobility has become a culture, are largely irregular due to the international migration regime. This study aims to understand the complex and dynamic structure of irregular Afghan migration, which occupies a significant place in Turkey and France. It focuses on the experiences of migrants along the migration routes from Afghanistan to Turkey and France, the structural obstacles they face and the strategies they develop in the cities. The study analyzes migration routes and urban insertion strategies in the cities of Van, Istanbul and Paris, and is based on data analysis from over a hundred interviews with various actors (mainly Afghan migrants, smugglers, academics, migration experts, employees of security units, NGO representatives, journalists and local populations), observations in urban spaces and an in-depth review of literature on irregular migration. The research reveals that migration is not just spatial mobility, but also a complex process shaped by social relations, state policies and the global migration regime. As a result, the irregular journeys and itineraries of Afghans are indeterminate in duration, cyclical and fragmented. Infrastructure, socio-economic opportunities, the reception capacities of cities, the migration policies of states, the attitudes of local populations and the solidarity networks of Afghan communities influence urban insertion strategies and the future continuity of mobility. This study, which focuses on the problems faced by irregular migrants both in urban spaces and along the mobility continuum, highlights that migration policies should be broadened to include not only final settlement, but also the dynamics experienced on migration routes and intermediate spaces. The thesis provides a resource for states, international organizations and NGOs to develop policies and solutions from different perspectives in order to develop practices that will make migration processes safer and more regular.L'Afghanistan est un pays qui, depuis plus de 50 ans, est une source de mobilité interne et transnationale. Les voyages des Afghans, qui tentent d'atteindre divers pays en franchissant des milliers de kilomètres et dont la mobilité est devenue une culture, sont en grande partie irréguliers en raison du régime international des migrations. Cette étude vise à comprendre la structure complexe et dynamique de la migration afghane irrégulière, qui occupe une place significative en Turquie et en France. Elle se concentre sur les expériences des migrants le long des parcours migratoires de l'Afghanistan vers la Turquie et la France, sur les obstacles structurels auxquels ils sont confrontés et sur les stratégies qu'ils développent dans les villes. L'étude analyse les routes migratoires et les stratégies d'insertion urbaine dans les villes de Van, Istanbul et Paris, et se fonde sur l'analyse de données provenant de plus d'une centaine d'entretiens avec divers acteurs (principalement des migrants afghans, des passeurs, des universitaires, des experts en migration, des employés d'unités de sécurité, des représentants d'ONG, des journalistes et des populations locaux), sur des observations dans les espaces urbains et sur un examen approfondi de la littérature relative à la migration irrégulière. La recherche révèle que la migration n'est pas seulement une mobilité spatiale, mais aussi un processus complexe façonné par les relations sociales, les politiques de l'État et le régime mondial des migrations. En conséquence, les voyages et itinéraires irréguliers des Afghans ont une durée indéterminée, un aspect cyclique et fragmenté. Les infrastructures, les opportunités socio-économiques, les capacités d'accueil des villes, les politiques migratoires des États, les attitudes des populations locales et les réseaux de solidarité des communautés afghanes influencent les stratégies d'insertion urbaine et la continuité future de la mobilité. Cette étude, qui se concentre sur les problèmes rencontrés par les migrants irréguliers à la fois dans les espaces urbains et tout au long de la mobilité, souligne que les politiques migratoires devraient être élargies pour inclure non seulement l'installation finale, mais aussi les dynamiques vécues sur les routes migratoires et les espaces intermédiaires. La thèse fournit une ressource aux États, aux organisations internationales et aux ONG pour développer des politiques et des solutions à partir de différentes perspectives afin de développer des pratiques qui rendront les processus migratoires plus sûrs et plus réguliers
Inventaire, évaluation et mise en valeur comparés des géopatrimoines des Géoparcs UNESCO du M'Goun (Maroc) et du massif des Bauges (France)
No full textThis thesis presents a comparative study of two UNESCO Global Geoparks, the M'Goun Geopark in the High Atlas Mountains of Morocco and the Bauges Massif Geopark in the north-western French Prealps. These territories, recognized for their rich geodiversity and unique geological and geomorphological heritage, face distinct challenges and opportunities in their efforts to integrate valorization, conservation, and sustainable territorial development. Through a multidimensional approach that combines theoretical analysis, field surveys (372 questionnaires), 55 interviews with local stakeholders, and a comprehensive assessment of geosites, this research explores the governance, management, and valorization processes of the geoheritage in these two Geoparks.The main findings include a comparison of governance models, with both Geoparks adopting a bottom-up approach that involves local actors in decision-making. However, the governance of M'Goun suffers from weaker coordination and limited community participation compared to the more advanced participatory structures of the Bauges Massif. Additionally, the inventory and assessment of geosites reveal significant differences between the two territories; the Bauges Massif benefits from France's INPG, whereas the M'Goun Geopark lacks a formalized inventory process, hindering its progress in geosite conservation.The study also emphasizes the importance of education and public awareness, particularly in M'Goun, where local populations have a limited understanding of the Geopark label and its potential socio-economic benefits. Improving communication strategies and developing educational initiatives are essential to enhance local appropriation of the Geopark's objectives. Furthermore, the thesis highlights the need to strengthen international and regional partnerships, especially for the M'Goun Geopark, to share best practices and ensure the necessary technical and financial support.Economically, the Bauges Massif capitalizes on its diverse tourism and local products (e.g., Tomme des Bauges), while the M'Goun Geopark needs to continue developing its economic strategy, building on well-established local products such as saffron and honey. Strengthening sustainable tourism initiatives, alongside the expansion of local cooperatives, could increase economic opportunities for the territory while protecting its geoheritage.This thesis provides valuable insights into the contrasting dynamics of these two Geoparks, revealing the key factors for successful geoheritage valorization and sustainable development. It highlights the importance of participatory governance, sustainable geotourism, and local community engagement. The conclusions underscore the need for integrated management strategies that combine conservation, education, and economic development to ensure the long-term viability of UNESCO Global Geoparks, particularly in developing regions like the M'Goun Geopark.Cette thèse présente une étude comparative de deux Géoparcs mondiaux de l'UNESCO, le Géoparc du M'Goun dans le Haut Atlas Central au Maroc et le Géoparc du Massif des Bauges dans les Préalpes nord-occidentales françaises. Ces territoires, reconnus pour leur riche géodiversité et leur unique patrimoine géologique et géomorphologique, font face à des défis et opportunités distincts dans leurs efforts pour intégrer la valorisation, la conservation et le développement territorial durable. Grâce à une approche multidimensionnel, combinant analyse théorique, enquêtes de terrain (372 questionnaires), 55 entretiens avec les parties prenantes locales et une évaluation approfondie des géosites, cette recherche explore les processus de gouvernance, de gestion et de valorisation des géopatrimoines de ces deux Géoparcs.Les principaux résultats incluent une comparaison des modèles de gouvernance, avec les deux Géoparcs adoptant une approche ascendante (« bottom-up ») impliquant les acteurs locaux dans la prise de décision. Cependant, la gouvernance du M'Goun souffre d'une coordination plus faible et d'une participation communautaire limitée, comparée aux structures participatives plus avancées du Massif des Bauges. De plus, l'inventaire et l'évaluation des géosites révèlent des différences marquées entre les deux territoires, le Massif des Bauges bénéficie de l'INPG de la France, tandis que le Géoparc du M'Goun manque d'un processus d'inventaire formalisé, ce qui ralentit ses progrès en matière de conservation des géosites.L'étude souligne également l'importance de l'éducation et de la sensibilisation du public, en particulier au M'Goun, où les populations locales ont une compréhension limitée du label Géoparc et de ses avantages socio-économiques potentiels. L'amélioration des stratégies de communication et le développement d'initiatives éducatives sont essentiels pour renforcer l'appropriation locale des objectifs du Géoparc. De plus, la thèse met en évidence la nécessité de renforcer les partenariats internationaux et régionaux, en particulier pour le Géoparc du M'Goun, afin de partager les bonnes pratiques et les échanges d'expérience et les idées innovantes à l'échelle des Géoparc UNESCO.Sur le plan économique, le Massif des Bauges capitalise sur son tourisme diversifié et ses produits locaux (e.g. Tomme des Bauges), tandis que le Géoparc du M'Goun doit poursuivre le développement de sa stratégie économique, en s'appuyant sur des produits locaux déjà bien implantés, tels que le safran et le miel. Le renforcement des initiatives de tourisme durable, associé à l'expansion des coopératives locales, pourrait permettre d'accroître les opportunités économiques pour le territoire tout en protégeant son géopatrimoine.Cette thèse fournit des perspectives précieuses sur les dynamiques contrastées de ces deux Géoparcs, révélant les facteurs clés pour réussir la valorisation des géopatrimoines et le développement durable. Elle met en avant l'importance de la gouvernance participative, du géotourisme durable et de l'engagement communautaire local. Les conclusions soulignent la nécessité de stratégies de gestion intégrées qui allient conservation, éducation et développement économique pour assurer la viabilité à long terme des Géoparcs mondiaux de l'UNESCO, en particulier dans des régions en développement comme le Géoparc du M'Goun
Mitigation du bruit pour le comptage de photon microonde unique
No full textDetecting single photons in the optical frequency band is a well-established practice; however, this capability is just emergent at microwave frequencies. Single microwave photon detectors (SMPDs) are instrumental for efficiently detecting weak signals from incoherent emitters, with applications in axion searches, hybrid quantum systems, and superconducting quantum computing. At microwave frequencies, SMPDs rely on superconducting qubits to encode the presence or absence of an itinerant photon. Such quantum interaction provide a quantum non-demolition (QND) measurement of the photon state, in constrast with absorptive optical Single Photon detectors (SPDs). In this work, we leverage the QND nature of this interaction to repeatedly measure the photon state in a cascaded manner. By encoding the information on multiple qubits, we mitigate the intrinsic local noise of individual qubits, achieving a two-order-of-magnitude reduction in intrinsic detector noise at the cost of a slight reduction in efficiency. The photon detector concatenates two four wave mixing process coherently on a single chip. This scheme ensures fully quantum coherent dynamic of photon detection, enabling dynamical tuning of the detector's bandwidth — a critical feature for practical use in setups affected by thermal photons. We show how to balance the strengths of the parametric processes to maximize sensitivity and evaluate the core metrics of such a device. We demonstrate an intrinsic sensitivity of (8 ± 1) × 10^−24 W/√Hz at 8.798 GHz, with the detector noise entirely dominated by the thermal noise of the input resonator. Current limitations are discussed and addressed in very recent work with a detector at 11.7 GHz.La détection de photons uniques est depuis longtemps maîtrisée dans le domaine optique, mais demeure un défi aux fréquences microondes. Le développement de détecteurs de photons micro-ondes uniques ouvre de nouvelles perspectives, avec des applications allant de la recherche d’axions aux systèmes quantiques hybrides, jusqu’à l’informatique quantique supraconductrice. Ces dispositifs exploitent l’interaction entre photons itinérants et qubits supraconducteurs pour réaliser une mesure non destructive quantique de l’état du photon — une approche qui se distingue fondamentalement des détecteurs optiques traditionnels, de nature absorptive. Dans ce travail, nous développons un protocole de détection en cascade permettant de mesurer plusieurs fois l’état d’un photon, en distribuant l’information sur plusieurs qubits. Cette stratégie réduit significativement le bruit local intrinsèque, offrant une amélioration de deux ordres de grandeur de la sensibilité, tout en maintenant une efficacité élevée. Le détecteur que nous proposons repose sur la concaténation cohérente de deux processus de mélange à quatre ondes sur une même puce. Ce schéma garantit une dynamique cohérente quantique et permet d’ajuster dynamiquement la bande passante du détecteur — un atout essentiel pour des environnements soumis au bruit thermique. Nous démontrons une sensibilité intrinsèque de (8 ± 1) × 10^−24 W/√Hz at 8.798 GHz, limitée uniquement par le bruit thermique du résonateur d’entrée. Enfin, nous discutons des limitations actuelles et illustrons des avancées récentes
Dans l'ombre de la géométrie algébrique : études d'articulations disciplinaires au XIXe siècle
No full textCe mémoire consiste en une synthèse des recherches que j'ai menées depuis le début de ma thèse et qui portent principalement sur les enjeux et les modalités de la mise en place d'interfaces entre géométrie des courbes et des surfaces algébriques, théorie des fonctions elliptiques et abéliennes, théorie des invariants, théorie des équations algébriques et théorie des substitutions dans la deuxième moitié du XIXe siècle. Ces articulations disciplinaires, qui préfigurent d'une certaine façon la constitution de la géométrie algébrique, ont notamment été portées par le mathématicien allemand Alfred Clebsch (1833-1872), dont j'ai examiné plusieurs textes clés.L'introduction du mémoire est une synthèse de la synthèse. Elle présente mes choix méthodologiques transversaux, consistant à articuler des analyses locales de textes, exécutées au plus près de la technique mathématique, avec des études visant à saisir des phénomènes de circulation et d'évolution du savoir à plus grande échelle. Elle rappelle aussi que la plupart des situations historiques abordées ont été marquées a posteriori par Felix Klein, et en expose quelques conséquences historiographiques. Les trois chapitres suivants reprennent les résultats que j'ai obtenus relativement à trois types de configurations disciplinaires : groupes, équations et géométrie ; fonctions abéliennes et géométrie ; théorie des invariants et géométrie. Un autre chapitre est dévolu à mes travaux utilisant les outils issus de la textométrie, grâce auxquels j'ai étudié, d'une part, un corpus de textes relevant de la théorie des surfaces algébriques et, d'autre part, le style d'écriture mathématique de Charles Hermite. Enfin, le dernier chapitre décrit des travaux en cours et à venir sur certaines recherches de Georges Humbert (1859-1921), à l'interface entre géométrie, analyse et théorie des nombres
Pilotage du microbiote intestinal pour améliorer les performances des animaux d’élevage
No full textDans ce document d’HDR, je présente les principaux projets auxquels j'ai participé ou que j'ai dirigés, l’encadrement de deux postdoctorants et de deux étudiants en thèse à 50%, ainsi que la cohérence des questions de recherche abordées au fil de ma carrière. Je détaillerai davantage les résultats dans la partie 3, dans laquelle je mettrai en lumière l’équilibre entre les développements méthodologiques, la science fondamentale et la science appliquée. J’exposerai également mon projet pour les 5 années à venir.En novembre 2011, j’ai rejoint l’INRAE pour travailler sur le microbiote intestinal du lapin et du porc. J’ai rapidement orienté mes travaux vers l’étude de l’interaction hôte-microbiote, en initiant une collaboration avec des généticiens et des experts des gaz fermentaires. Le projet DISEFAL a révélé que les lapins dits efficaces en termes de digestion sont plus riches en certaines bactéries productrices de propionate, un acide gras à chaîne courte bénéfique pour la santé intestinale.Je me suis ensuite lancé dans l’étude des liens entre microbiote et performances zootechniques dans le cadre du projet MicroRabbits, financé par le département PHASE. Ce projet a permis de démontrer que la sélection génétique des lapins n’avait pas favorisé un microbiote optimal pour l'efficacité alimentaire, et que l’adoption d’un microbiote sain chez les animaux non-efficaces conduisait à des gains de performance.Parallèlement, je me suis investi dans plusieurs projets visant à comprendre et moduler le microbiote, comme MicroRESET, qui a exploré l’utilisation de la transplantation fécale pour lutter contre l’antibiorésistance en élevage. Ce projet a permis de développer des outils et des méthodologies innovants pour analyser les microbiotes de porcs et de lapins et d’identifier des consortia sans gènes d’antibiorésistance.À travers des collaborations avec des chercheurs experts de différents domaines, des vétérinaires et des partenaires industriels, j’ai mené à bien plusieurs projets, notamment une thèse, dans lesquelle j’ai étudié l’impact des microbiotes sur la robustesse des animaux, en lien avec leur génétique et leur nutrition.En parallèle, j’ai exploré de nouvelles technologies pour cultiver et analyser des communautés microbiennes, telle que la culture en microfluidique. Ces expériences ont permis de réactualiser d’anciennes techniques en les adaptant pour qu’elles soient haut-débit dans le but de mieux comprendre et manipuler les microbiotes des animaux d'élevage.Dans l’ensemble, mes projets reflètent une démarche intégrée, combinant approche fondamentale et appliquée, et visant à développer des solutions innovantes pour améliorer la santé et la productivité des animaux d’élevage