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Description, A scheelite crystal with residual concentration of erbium is cooled down to 10 mK, yielding a record spin coherence time of 23 ms., Erbium ions embedded in crystals have unique properties for quantum information processing, because of their optical transition at 1.5 μm and of the large magnetic moment of their effective spin-1/2 electronic ground state. Most applications of erbium require, however, long electron spin coherence times, and this has so far been missing. Here, by selecting a host matrix with a low nuclear-spin density (CaWO4) and by quenching the spectral diffusion due to residual paramagnetic impurities at millikelvin temperatures, we obtain a 23-ms coherence time on the Er3+ electron spin transition. This is the longest Hahn echo electron spin coherence time measured in a material with a natural abundance of nuclear spins and on a magnetically sensitive transition. Our results establish Er3+:CaWO4 as a potential platform for quantum networks.

Quantum emitters respond to resonant illumination by radiating part of the absorbed energy. A component of this radiation field is phase coherent with the driving tone, whereas another component is incoherent and consists of spontaneously emitted photons, forming the fluorescence signal

L’ERC est une nouvelle institution europeenne, concue et controlee par des chercheurs, dans le but de soutenir les meilleurs d’entre eux, en Europe quelle que soit la discipline, et sur le seul critere de l’excellence scientifique.

Industries have to design and produce performing and reliable systems. Nevertheless, designers suffer from the diversity of methods, which are not really adequate to their needs. Authors highlight the interactions between product and project design, often treated either independently or sequentially. They study the organisation of the exchanges between these two processes and propose a methodology with regard to the standards of System Engineering and the recommendations of Model Driven Engineering (MDE), in the context of what is called the 'co-design' paradigm.

Industries have to design and produce performing and reliable systems. Nevertheless, designers suffer from the diversity of methods, which are not really adequate to their needs. Authors highlight the interactions between processes involved into the global design process, and focus on the product and project design processes, often treated either independently or sequentially. They study the organisation of the exchanges between these two processes and propose a methodology with regard to the standards of System Engineering and the recommendations of Model Driven Engineering (MDE), in the context of what is called the 'co-design' paradigm. Finally, this study is extended to the design of network of partners process also.

Magnetic resonance is a branch of science that aims to detect spins via their absorption and emission of electromagnetic radiation. There are two sub-branches : Nuclear Magnetic Resonance (NMR), which applies to atomic spins, and Electronic Paramagnetic Resonance (EPR), which applies to unpaired electron spins. In both cases, commercial instruments are limited to measuring large ensembles of spins and only provide averages of their collective response. In this thesis, we perform EPR of individual Erbium ions inserted in a scheelite crystal using a new detec-tion method based on the microwave fluorescence emitted by the spins during their relaxation. To promote photon emission, the spins are coupled to a superconducting resonator with a small mode volume and low losses, generating a Purcell effect. The output of the resonator is connected to a microwave photon detector based on a superconducting qubit and a 4-wave micing. The high sensitivity of this detector S = 10⁻²² W/√Hz is one of the keys to the success of this experiment. Our method is applicable to all types of paramagnetic impurities without requiring an optical transition or a large coherence time. We measure the characteristics of several individual spins, the results vary strongly from one spin to another, highlighting the inhomogeneity of their electromagnetic environments. The coherence times reach several milliseconds and are radiatively limited. Finally, we perform an experiment to probe the magnetic environment of a particular impurity using a dynamic decoupling sequence. The resonance signal allows us to demonstrate the presence of ¹⁸³W nuclear spin. We finally make some preliminary hypotheses on their arrangement around the erbium ion studied.; La résonance magnétique est une branche de la science qui vise à détecter les spins via leur absorption et émission de rayonnement électromagnétique. On distingue deux sous-branches : la Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) qui s’applique aux spins atomiques et la Résonance Paramagnétique Electronique (RPE) qui s’applique aux spins électroniques non appariés. Dans les deux cas, les appareils commerciaux sont limités à la mesure de vastes ensembles de spins et ne fournissent que des moyennes de leur réponse collective. Dans cette thèse, nous réalisons la RPE d’ion Erbium individuels insérés dans un cristald e scheelite en utilisant une nouvelle méthode de détection basée sur la fluorescence micro-onde émise par les spins pendant leur relaxation. Pour favoriser l’émission de photon, les spins sont couplés à un résonateur supraconducteur ayant un petit volume de mode et de faibles pertes, générant un effet Purcell. La sortie du résonateur est connectée à un compteur de photon micro-onde basé sur un qubit supraconducteur et un mélange à 4 ondes. La grande sensibilité de ce détecteur S = 10⁻²² W/√Hz est une des clés de la réussite de cette expérience. Notre méthode s’applique à tous types d’impuretés paramagnétiques sans nécessiter une transition optique ni un grand temps de cohérence. Nous mesurons les caractéristiques de plusieurs spins individuels, les résultats varient fortement d’un spin à l’autre, mettant en avant l’inhomogénéité de leurs environnements électromagnétiques. Les temps de cohérence atteignent plusieurs millisecondes et sont limités radiativement. Finalement, nous réalisons une expérience visant à sonder l’environnement magnétique d’une impureté particulière grâce à une séquence de découplage dynamique. Le signal à résonance nous permet de mettre en évidence la présence de spin nucléaire de ¹⁸³W. Nous émettons finalement quelques hypothèses préliminaires sur leur disposition autour de l’ion erbium étudié.

This thesis presents experimental work aimed at observing the quantum Zeno dynamics (QZD) in 3D circuit-QED, where an artificial atom, consisting of a superconducting circuit called a transmon, is coupled to the electric field of a microwave cavity resonator. The transmon and resonator energy levels are aligned in a novel way enabling the manipulation of individual Fock states of the cavity, while minimizing its transmon-induced Kerr non-linearity. We induce the QZD by displacing classically the cavity field while continuously driving strongly a transmon transition specific to a particular Fock state, which keeps this Fock state population at zero. The QZD is then observed by measuring the Wigner function of the fields at regular time intervals, either by Wigner tomography or standard quantum tomography and reconstruction of the density matrix. We observe three examples of QZD, and analyze the observed decoherence with the help of quantum simulations of the system., Cette thèse présente le travail expérimental effectué pour observer la dynamique quantique de Zénon (QZD) dans une architecture 'circuit-QED' tridimentionnelle fonctionnant à très basse température. Dans cette architecture, un circuit supraconducteur de type transmon, jouant le rôle d'un atome artificiel, est couplé au champ électromagnétique d'une cavité microonde. Les niveaux d'énergie de l'atome et de la cavité sont alignés d'une nouvelle manière, afin de manipuler les états de Fock individuels de la cavité, tout en minimisant sa non-linearité Kerr induite par le transmon. La dynamique Zénon est obtenue en pilotant classiquement le champ de la cavité, tout en excitant fortement une transition inter-niveaux d'énergie du transmon, conditionnée à un état de Fock particulier. Ce forcage maintient la population de l'état de Fock à zéro, et conduit à la dynamique Zeno. Cette dynamique est observée par mesure de sa fonction de Wigner à intervalles de temps réguliers, soit par tomographie de Wigner, soit par tomographie quantique standard et reconstruction de la matrice densité. Nous observons trois exemples de QZD, et analysons la décohérence observée à l'aide simulations quantiques du système.

This thesis deals with new monitoring technologies applied to grain storage in silos. Since the first sedentary groups, cereals have been representing the main population and livestock’s staple food. Harvests are seasonal and their storage is therefore a vital necessity for the world’s population that will count 9 billion in 2050 compared to 7.3 billion today. In this problematic around monitoring of silos, insects represent the first grain postharvest pest causing considerable losses, in some cases up to 10% of the production. Several techniques and methods have been developed and implemented in order to face the danger of these pests. The most common method is the use of synthetic chemical insecticides, which have an obvious negative effect on both human health and the environment. This work is part of a cooperative program named ECOSILO, whose main objective is to design and prototype ecological alternatives to the systematic and massive use of insecticides. This is therefore a largely multidisciplinary approach, in which we were in charge to conceptualize a comprehensive monitoring system to: provide an earlier detection of infestations and put in place an automatic control of the attractive and insecticides diffusion. Our proposal is based on a logic of integrated pest management (IPM) and focuses on the prevention and early detection of possible infestations, in order to preserve stocks and avoid reaching high level of economic loss. Its fundamental originality lies in the proposition of a predictive model of the infestation development, which consists of coupling a thermal model of the silo with a biological model describing the insect’s growth. It is thus possible, with the support of additional meteorological data, to anticipate the development of insects and to initiate preventive alarms. This solution is accompanied by more specific electronic and computer monitoring developments in silos which are: A detection system at the entrance of silos; A supervision of the top of the hottest heap of grain; A monitoring of the heap of grain in its entire height. These developments are implementing multiple detection modes (temperature, humidity, acoustic probe, CO2). All these technical contributions are incorporated in the form of a comprehensive monitoring system equipped with a user interface that meets the requirements of the overall project ECOSILO. The functional checks have been performed in the laboratory and on real site. We conclude on the perspectives opened by this work.; Cette thèse traite des nouvelles technologies de surveillance appliquées au stockage des grains en silos. Les céréales représentent depuis les premiers regroupements sédentaires l’aliment principal pour l’Homme comme pour le bétail. Les récoltes sont saisonnières et leur stockage est donc une nécessité vitale pour une population mondiale qui compte actuellement 7,3 Mds d'habitants et qui en comptera 9 Mds en 2050. Dans cette problématique autour de la surveillance des silos, les insectes représentent les premiers ravageurs de grain après récolte, ce qui entraîne des pertes considérables pouvant atteindre dans certains cas jusqu’à 10% de la production. Plusieurs techniques et méthodes ont été développées et mises en pratique afin de faire face au danger que représentent ces ravageurs. La méthode la plus répandue est l’utilisation des insecticides chimiques de synthèse dont la dangerosité, impactant tant sur la santé humaine que sur l'environnement, est plus qu'évidente. Ce travail de thèse s'inscrit dans un programme coopératif, nommé ECOSILO, dont l'objectif majeur est de concevoir et de prototyper des solutions alternatives écologiques à l'utilisation systématique et massive de produits insecticides. Il s'agit donc d'une démarche largement pluridisciplinaire dans laquelle nous avons eu en charge d'imaginer un système complet de surveillance : détection au plus tôt des infestations et commande automatique de la diffusion d'attractifs puis d'insecticides. Notre proposition est fondée sur une logique de protection intégrée et privilégie la prévention et la détection précoce d'éventuelles infestations, ce afin de préserver les stocks et d'éviter d'atteindre un stade de perte économique trop élevé. Son originalité fondamentale réside dans la proposition d'un modèle prédictif du développement de l'infestation qui consiste à coupler un modèle thermique du silo avec un modèle biologique décrivant la croissance des insectes. Il est ainsi possible, avec l'appui de données complémentaires météorologiques, d'anticiper le développement des insectes et de lancer des alarmes préventives. Cette solution est accompagnée de développements électroniques et informatiques plus spécifiques de la surveillance continue des silos : un système de détection à l'entrée des silos ; une surveillance sur la partie haute du tas de grain la plus chaude ; une surveillance du tas de grains dans toute sa hauteur. Ces développements mettent en oeuvre des modes de détections multiples (température, humidité, sonde acoustique, CO2). Toutes ces contributions techniques sont intégrées sous la forme d'un système complet de surveillance équipé d'une interface utilisateurs qui répond aux exigences du projet global ECOSILO. Les vérifications fonctionnelles ont été réalisées en laboratoire et sur site réel. Nous concluons sur les perspectives ouvertes par ce travail.

This thesis presents our effort to design, fabricate and test a simple 4-Josephson qubit processor with scalability potential. The qubits are frequency tunable and are coupled to a shared coupling bus able to implement iSwap two-qubit gates on any pair of qubits. Each qubit is fitted with its own readout made of a Josephson bifurcation amplifier (JBA). The operation principle of the processor, the choice of parameters, the microwave layout design, as well as the fabrication processes are described. A first experiment demonstrates the simultaneous high-fidelity readout of all the qubits by frequency multiplexing of the JBA signals. A second one tests the two-qubit iSwap gate of the processor, the fidelity of which happens to be limited by the intrinsic qubit decoherence., Cette thèse présente le travail de conception, de fabrication et de test d'un processor à 4 qubits Josephson, avec un souci d’évolutivité. Les qubits ont une fréquence réglable et sont tous couplés à un unique bus de couplage, afin d’implémenter la porte à deux qubits iSWAP, sur n’importe quelle paire d'entre eux. Chaque qubit est aussi équipé d’un amplificateur Josephson à bifurcation (JBA). Le principe du processeur, le choix des paramètres, le design micro-onde ainsi que la fabrication sont décrits. Une première expérience montre la lecture simultanée, haute-fidélité et en un coup de tous les qubits, par une technique de multiplexage fréquentiel des signaux de lecture. Une seconde teste la fidélité de la porte à deux qubits iSWAP, qui apparait limitée par la décohérence intrinsèque des qubits.

Recent works in foundations of quantum (field) theory and relativistic quantum information try to better grasp the interplay between the structure of quantum correlations and the constraints imposed by causality on physical operations. Chapter 1 is dedicated to the study of the conceptual implications of quantum nonlocality, a concept that subsumes that of entanglement in a certain way. We detail the recent information-theoretic approaches to understanding the structure of nonlocal correlations, and the issues the latter raise concerning the ability of local observers to isolate a system from its environment. Chapter 2 reviews in what sense imposing Poincaré invariance affects entanglement detection and quantification procedures. This invariance ultimately forces a description of all quantum systems within the framework of quantum field theory, which leads to the impossibility of localized finite-energy states and to the divergence of all entanglement measures for local observers. We provide a solution to these two problems by showing that there exists a generic equivalence between a finite spatial resolution of the measurement apparatus and the exclusion of high-energy degrees of freedom from the definition of the observed system. This equivalence allows for an epistemic interpretation of the standard quantum formalism describing nonrelativistic localized systems and their correlations, hence a clarification of the origin of the finite measures of entanglement between such systems. Chapter 3 presents a recent theoretical framework that predicts the existence of correlations with indefinite causal order. In analogy to the information-theoretic approaches to nonlocal correlations, we introduce some principles that constrain the structure of such correlations, which is a first step toward a clear understanding of their physical origin.; Les travaux récents en fondements de la théorie quantique (des champs) et en information quantique relativiste tentent de mieux comprendre les effets des contraintes de causalité imposées aux opérations physiques sur la structure des corrélations quantiques. Le premier chapitre de cette thèse est consacré à l'étude des implications conceptuelles de la non-localité quantique, notion qui englobe celle d'intrication dans un sens précis. Nous détaillons comment les récentes approches informationnelles tentent de saisir la structure des corrélations non-locales, ainsi que les questions que ces dernières soulèvent concernant la capacité d'un observateur localisé à isoler un système de son environnement. Le second chapitre détaille les effets de l'invariance de Poincaré sur la détection et la quantification de l'intrication. Cette invariance impose que tous les systèmes soient modélisés en dernière instance dans le cadre de la théorie des champs, ce qui implique qu'aucun système à énergie finie ne puisse être localisé, ainsi que la divergence de toute mesure d'intrication pour des observateurs localisés. Nous fournissons une solution à ces deux problèmes en démontrant l'équivalence générique qui existe entre une résolution spatiale finie des appareils de mesure et l'exclusion des degrés de liberté de haute énergie de la définition du système observé. Cette équivalence permet une interprétation épistémique du formalisme quantique standard décrivant les systèmes localisés non-relativistes et leurs corrélations, clarifiant ainsi l'origine des mesures finies d'intrication pour de tels systèmes. Le dernier chapitre explore un cadre théorique récemment introduit qui prédit l'existence de corrélations quantiques sans ordre causal défini. Procédant par analogie avec le cas des corrélations non-locales, nous présentons quelques principes informationnels contraignant la structure de ces corrélations dans le but de mieux en comprendre l'origine physique.

The aging of the population implies an evolution of the healthcare systems, in order to take over dependent people whose proportion is growing. A possible solution is to develop and implement a home care technology. In this context, this PhD work consist to design and test a multisensory monitoring system: deployment of sensors in patient environment, sensory data fusion and automatic diagnostic algorithms, in order allowing patients to live in better safety conditions and helping health professionals to give better care quality. This manuscript presents, in the beginning, the problematic of elderly care and the state of knowledge and practices of activity analysis systems for elderly, through a literature review. Then, it describes the design step of monitoring system according to a functional approach. This approach presents the implemented hardware and software architecture in order to satisfy established specifications. We worked on two projects: 1) Homecare System aims to experiment and validate the good working of a remote monitoring system for elderly (or disabled) suffering from Alzheimer's disease. 2) BéA System (Bracelet Electronique d'Autonomie) is oriented to outdoor monitoring of able-bodied people but frail: Our contribution is to implement a system architecture which integrates a self-adaptive algorithm for detecting and modelling wandering by day-part. For these two projects, we present the results and make a first experience feedback. Finally, we propose a potential economic model that defines the available options that allow, today, the deployment these types of system.; Le vieillissement rapide de la population implique une évolution du système de soins pour prendre en charge les personnes dépendantes dont la proportion ne cesse de croître. Une option possible est de développer et de mettre en œuvre une technologie d'assistance à domicile. Ce travail de thèse consiste à concevoir et à expérimenter des solutions de " surveillance " multicapteurs : déploiement de capteurs dans l'environnement réel du patient, fusion multisensorielle et algorithmes de diagnostics automatiques, afin d'assurer la sécurité des personnes mais également d'aider les professionnels de santé à maintenir la qualité du suivi et des soins. Ce manuscrit présente à travers une étude bibliographique, un état des connaissances et des pratiques sur les systèmes d'analyse des activités des personnes âgées. Ensuite, il détaille l'étape de conception du système de surveillance retenu et selon une approche fonctionnelle présente l'architecture matérielle et logicielle mise en œuvre pour répondre aux spécifications établies. Deux projets sont issus de ce travail : 1) Le projet Homecare qui vise à expérimenter et à qualifier, au niveau opérationnel, un système complet de Télésurveillance pour les personnes âgées atteintes de la maladie d'Alzheimer. 2) Le projet BéA qui est plutôt orienté sur la surveillance " outdoor " pour des personnes valides mais fragiles : Notre contribution a concerné la mise en place d'une architecture système qui intègre un algorithme auto-adaptatif de détection et de modélisation des déambulations par tranche horaire. Enfin, les pistes d'un modèle économique qui définit les options offertes, aujourd'hui, au déploiement de ce type de systèmes sont discutées.

The aging of the population implies an evolution of the healthcare systems, in order to take over dependent people whose proportion is growing. A possible solution is to develop and implement a home care technology. In this context, this PhD work consist to design and test a multisensory monitoring system: deployment of sensors in patient environment, sensory data fusion and automatic diagnostic algorithms, in order allowing patients to live in better safety conditions and helping health professionals to give better care quality. This manuscript presents, in the beginning, the problematic of elderly care and the state of knowledge and practices of activity analysis systems for elderly, through a literature review. Then, it describes the design step of monitoring system according to a functional approach. This approach presents the implemented hardware and software architecture in order to satisfy established specifications. We worked on two projects: 1) Homecare System aims to experiment and validate the good working of a remote monitoring system for elderly (or disabled) suffering from Alzheimer's disease. 2) BéA System (Bracelet Electronique d'Autonomie) is oriented to outdoor monitoring of able-bodied people but frail: Our contribution is to implement a system architecture which integrates a self-adaptive algorithm for detecting and modelling wandering by day-part. For these two projects, we present the results and make a first experience feedback. Finally, we propose a potential economic model that defines the available options that allow, today, the deployment these types of system.; Le vieillissement rapide de la population implique une évolution du système de soins pour prendre en charge les personnes dépendantes dont la proportion ne cesse de croître. Une option possible est de développer et de mettre en œuvre une technologie d'assistance à domicile. Ce travail de thèse consiste à concevoir et à expérimenter des solutions de " surveillance " multicapteurs : déploiement de capteurs dans l'environnement réel du patient, fusion multisensorielle et algorithmes de diagnostics automatiques, afin d'assurer la sécurité des personnes mais également d'aider les professionnels de santé à maintenir la qualité du suivi et des soins. Ce manuscrit présente à travers une étude bibliographique, un état des connaissances et des pratiques sur les systèmes d'analyse des activités des personnes âgées. Ensuite, il détaille l'étape de conception du système de surveillance retenu et selon une approche fonctionnelle présente l'architecture matérielle et logicielle mise en œuvre pour répondre aux spécifications établies. Deux projets sont issus de ce travail : 1) Le projet Homecare qui vise à expérimenter et à qualifier, au niveau opérationnel, un système complet de Télésurveillance pour les personnes âgées atteintes de la maladie d'Alzheimer. 2) Le projet BéA qui est plutôt orienté sur la surveillance " outdoor " pour des personnes valides mais fragiles : Notre contribution a concerné la mise en place d'une architecture système qui intègre un algorithme auto-adaptatif de détection et de modélisation des déambulations par tranche horaire. Enfin, les pistes d'un modèle économique qui définit les options offertes, aujourd'hui, au déploiement de ce type de systèmes sont discutées.

During this thesis, we have used superconducting circuits with Josephson junctions, derived from the Cooper pair box, in order to implement quantum bits (qubits). To implement two-qubit gates, we have developed a new circuit, the quantroswap, which consists in two capacitively coupled Cooper pair box, each of them being manipulated and read separately. We have demonstrated coherent exchange of energy between them, but we have also observed a problem of qubit instability.In order to avoid this spurious effect, we have implemented another circuit based on a charge insensitive split Cooper pair box coupled to a non-linear resonator for readout-out purpose. We have measured large coherence time, and obtained large readout fidelity (90%) using the bifurcation phenomenon. For metrological purpose, microwave reflectometry measurement on a quantronium also allowed us to relate an applied current I to the frequency f=I/2e of induced Bloch oscillations.

In this thesis work, the quantum behavior of a superconducting circuit implementing a quantum bit orqubit is studied. With the use of resonant microwave pulses the full manipulation of the quantum state of this system is demonstrated: any rotation of the state vector around the Bloch sphere can be achieved and by using particular NMR inspired sequences of microwavepulses, the robustness of an operation against particular types of errors, like slow fluctuations of the transition frequency of the qubit, can be improved.The phenomenon of decoherence which drives the system from a quantum behavior to a classical one, has been characterized in the free evolution regime. By properly tuning the working point in the external parameter space, the qubit can be decoupled to first order from the fluctuations of its environment, thus enhancing coherence. In these optimal conditions, low frequency charge noise probably of microscopic origin appears to be the limiting source of decoherencefor our system. The study of decoherence during driven evolution demonstrated that by suppressing the effect of those fluctuations of the environment slower than that of the driving field, the coherence of the qubit can be improved. Finally a new non-dissipative readout method basedon microwave reflectometry has been set up, which improves the sensitivity and could in principle lead to a non-demolition measurement of the qubit state.

Nowadays, the developments of systems related to the security and the monitoring of people are generally based on the use of mono-points pyrolectric commercial detectors. Those sensors, allowing the detection of an individual moving in the field, exhibit two main limitations: they are not capable to sense an immobile presence and they are unable to provide any extra information, such as the direction of motions and the estimation of distances. Our research work is related to the passive monitoring in the field of smart home applications. It aims at the development of new generations of infrared sensors. After studying the principal materials allowing infrared detection and taking into account the specifications established for our application, we have selected the thermopile thermoelectric technology as the sensor technological platform. According to the general recommendations concerning the "Top-down" design of the microsystems, we have carried out the analytical modeling of the overall infrared detection system before engaging the steps of design and realization. From this conceptual step, several structures (total of 180) in the shape of unit sensors, matrices and vehicles tests were fabricated. Finally, we have developed a specific automated testbench and correlated the experimental characterizations to the analytical model. The results obtained show the validity of the concepts implemented and make it possible to engage as of now the development of static presence detectors.; A ce jour, les développements de systèmes liés à la sécurisation des biens et à la surveillance des personnes s'appuient le plus souvent sur l'usage de détecteurs commerciaux de type pyroélectriques mono-points, indiquant le passage d'une personne dans le champ. Ces détecteurs font apparaître deux limitations : l'impossibilité de détecter lorsque la personne à surveiller est immobile, et la nécessité dans certains cas, d'avoir des informations plus riches que la simple présence (direction des mouvements, estimation de la distance &). Notre travail de recherche se situe dans une perspective liée à la surveillance passive dans le domaine de l'habitat intelligent. Il vise le développement de capteurs infrarouges de nouvelles générations. Au terme d'une investigation sur les principaux matériaux permettant la détection infrarouge et compte tenu de la problématique et des spécifications que nous avons établies, le choix s'est porté sur une technologie thermoélectrique de type thermopile. Selon les recommandations générales concernant la conception "Top-down" des microsystèmes, nous avons fait un travail assez approfondi de modélisation analytique du système global de détection infrarouge avant d'engager les étapes de conception et de réalisation. A partir de cette démarche conceptuelle, plusieurs structures (au total 180) sous la forme de capteurs unitaires, matriciels et de véhicules tests ont été réalisées. Ce travail de recherche se termine par le développement d'un banc de mesures spécifique et la corrélation des caractérisations expérimentales avec le modèle élaboré. Les résultats obtenus montrent la validité des concepts mis en Suvre et permettent d'engager dès à présent le développement de détecteurs de présence statique.

Ce travail a été réalisé dans le cadre d'une convention CIFRE entre le LAAS-CNRS et la société ACTIA qui développe des outils d'aide au diagnostic de pannes automobiles. Le but était l'utilisation des réseaux de neurones artificiels pour la conception d'une nouvelle méthode de diagnostic de pannes automobiles sans modèle, ni information symbolique mais avec seulement des observations du système en bon et en mauvais fonctionnement. C'est donc une approche du diagnostic de système complexe par reconnaissance de formes. Après avoir mis au point le système d'acquisition, nous avons conçu une première maquette qui a démontré la faisabilité d'un tel système et l'intérêt des réseaux de neurones, mais qui a soulevé de nombreux problèmes. L'utilisation particulière des réseaux de neurones dans cette application a nécessité l'usage d'algorithmes de construction. Après une étude théorique des structures de l'hypercube qui n'a pas abouti à un algorithme de construction mais qui a fourni plusieurs résultats, nous avons développé une famille d'algorithmes pour la construction des réseaux de neurones binaires. La base de ces outils est une nouvelle méthode d'apprentissage d'unités à seuil très performante dénommée Barycentric Correction Procedure (BCP). L'aboutissement est un algorithme novateur car très général (entrées quelconques et sorties multiples), rapide et avec un bon pouvoir de généralisation. Nous avons finalement mis au point une nouvelle méthodologie de diagnostic, dans laquelle l'utilisation de méthodes statistiques et d'analyse de données en collaboration avec les réseaux neuronaux paru nécessaire. Cette méthodologie utilise donc des techniques très diverses : analyse en composantes principales, estimation de densité de probabilité, classification automatique, calcul d'enveloppes convexes, génération géométrique de bases d'apprentissage, construction de réseaux de neurones binaires, réseaux de neurones gaussiens et méthodes de diagnostic simples. Cette méthodologie a été appliquée avec succès au problème de la détection de pannes automobiles et a aussi montré des potentialités pour le diagnostic préventif. Elle est de plus assez générique pour avoir de nombreuses applications potentielles.; non disponible