Dissertations / Theses on the topic 'Radio via fibre optique'

Fruit de la collaboration entre le laboratoire PROMES-CNRS et l'entreprise Aurea Technology, cette thèse CIFRE s'inscrit dans le cadre du projet DROÏD (DistRibuted Optical fIber Dosimeter, 2013-2024, PIA RSNR) dont le but est de développer un dosimètre réparti à fibre optique. Les études menées concernent l'optimisation de l'interrogateur de la fibre qui doit être capable de mesurer l'atténuation induite par les photons γ sur quelques centimètres de fibre avec une précision suffisante. Après un état l'art de la dosimétrie répartie à fibre optique et de la réflectométrie à comptage de photon, un bilan de l'interrogateur avant le début de la thèse est exposé. Différentes modifications matérielles ont été apportées et les nouvelles performances de l'appareil évaluées. Une technique de filtrage des mesures a également été mise en place pour améliorer le rapport signal sur bruit. Dans un deuxième temps, les premiers tests de l'appareil en environnement radiatif ont été réalisés de manière à estimer les caractéristiques essentielles du dosimètre. Ces dernières ont été comparées aux dosimètres présents dans la littérature et aux objectifs fixés par le cahier des charges du projet<br>The fruit of collaboration between the PROMES-CNRS laboratory and Aurea Technology, this CIFRE thesis is part of the DROÏD project (DistRibuted Optical fIber Dosimeter, 2013-2024, PIA RSNR), the aim of which is to develop a distributed fiberoptic dosimeter. The studies carried out concern the optimization of the fiber interrogator, which must be capable of measuring the attenuation induced by γ photons over a few centimeters of fiber with sufficient accuracy. Following a review of the state of the art in fiber-optic distributed dosimetry and photon-counting reflectometry, an assessment of the interrogator prior to the start of the thesis is presented. Various hard ware modifications have been made, and the device's new performance evaluated. A measurement filtering technique was also implemented toimprove the signal-to-noise ratio. Secondly, the first tests of the device in a radiative environment were carried out in order to estimate the essential characteristics of the dosimeter. These were compared with the dosimeters available in the literature and with the objectives set out inthe project specifications

L'évolution des outils télécommunicationnels répond à une révolution des usages. Les réseaux d'accès et de type radio-sur-fibre doivent répondre à cette demande de l'utilisateur final et le déploiement massif de la fibre optique confirme cette évolution. Dans cette perspective, l'utilisation du multiplexage en longueur d'onde (largement utilisé dans les réseaux cœurs) est maintenant considérée dans le cas d'une augmentation du débit chez l'utilisateur. Néanmoins de nouvelles problématiques, propres à ces réseaux, émergent, telles que le coût pour l'abonné. De nouveaux composants indépendants de la longueur d'onde sont donc nécessaires pour réduire les coûts de déploiement tout en apportant flexibilité et facilité de gestion de ce type de réseaux. Les modulateurs déportés (ou RSOA) sont une solution répondant à ces exigences mais ils doivent se plier à celles, nouvelles, des réseaux d'accès et des réseaux radio-sur-fibre. Cette thèse propose une étude détaillée des propriétés physiques de ces composants ainsi que de ces applications en tant qu'émetteur indépendant de la longueur d'onde dans plusieurs configurations réseaux. Les notions fondamentales nécessaires à la compréhension de ces travaux seront abordées ainsi que la conception et la fabrication de ces composants en salle blanche. Une analyse des performances statiques et dynamiques des composants en fonction de certains paramètres clefs tels que le confinement optique, la longueur de la zone active et la réflectivité des facettes est détaillée. La théorie, une modélisation et des mesures expérimentales seront utilisées pour la création de composants optimisés ayant des performances conformes à l'état de l'art. De nouvelles configurations de RSOA à deux électrodes seront proposées pour diverses utilisations originales de ces composants. Finalement, une étude système viendra compléter notre analyse pour des applications concernant les réseaux d'accès et les réseaux de type radio-sur-fibre.

Nous avons, dans le cadre de cette these, concu et realise des photodiodes pin a1gainas multimodes a eclairage lateral optimisees a la fois en rapidite et en sensibilite. Les modelisations electriques de la reponse en frequence en fonction de l'epaisseur de la zone absorbante ainsi qu'une etude detaillee des modes guides de la photodiode nous ont permis de determiner une structure pin multimode a base de compose aluminium presentant une sensibilite elevee de 1 a/w pour une frequence de coupure superieure a 40 ghz. Nous avons concu et dessine un jeu de masques a 9 niveaux pour developper une technologie originale ou la face d'entree d'eclairement de la photodiode est realisee par gravure seche. Cette approche permet de diminuer et de controler la capacite, de realiser a la fois la passivation de la diode et le depot de la couche anti-reflet et enfin de tester sur tranche la photodiode completement realisee. Les caracteristiques electriques statiques et dynamiques des photodiodes realisees (courant d'obscurite < na, frequence de coupure > 40 ghz) attestent de la qualite de technologie elaboree. Les sensibilites mesurees (0. 8 a/w) et les tolerances de positionnement +/- 0. 6 m a 1 db) sont en bon accord avec la theorie. Ces valeurs se situent au niveau des meilleurs resultats publies et au meilleur niveau dans le systeme a1inas. Enfin ces photodiodes performantes permettent la realisation de modules fibres de diode unitaire et de photorecepteurs sensibles large bande (40 gbit/s) ou accordes (40 ghz) pour de multiples applications (reseau optique, instrumentation)

Dans ce travail, nous avons étudié un système complet d'antennes distribuées par voie optique pour déport de signaux radio suivant le principe de la radio sur fibre. La caractérisation du lien optique servant de base au système radio sur fibre, d'un point de vue composant et système via la transmission de standards radio a d'abord été effectuée. Nous avons montré par une nouvelle technique de caractérisation que l'élément non linéaire de notre chaîne de transmission pouvait se comporter de manière plus linéaire qu'attendue et faiblement impacter les standards radio transmis. Les standards choisis sont à enveloppe constante (GSM) et à enveloppe non constante (WLAN) pour mieux mettre en évidence les non-linéarités de la chaîne de transmission. Il est ainsi montré que les signaux à enveloppe non constante sont les signaux limitants et qu'en leur adjoignant un signal à enveloppe constante à faible puissance, la qualité de leur transmission n'est pas impactée. A partir de ces résultats expérimentaux, un algorithme de calcul de couvertures radio a été développé et appliqué à plusieurs scénarios de couverture intra-bâtiment. Notre étude montre que dans tous les cas, c'est la liaison montante, de l'utilisateur à la station centrale, qui est limitante puisque bien plus impactée par le bruit ajouté par la chaîne de transmission optique. Par suite, nous avons proposé une architecture de déploiement réseau originale de type bus pour laquelle nous montrons que malgré un coût de déploiement faible, il est possible d'atteindre des performances suffisantes pour assurer des couvertures au sein d'un réseau domestique. Enfin, ces résultats de simulation sur architecture bus sont confirmés par la réalisation d'un banc de test de type industriel permettant de confirmer par la mesure les résultats obtenus précédemment. Nous réalisons aussi un circuit radio passif permettant la séparation et recombination de plusieurs signaux (GSM et WLAN étudiés précédemment) de sorte que tous les éléments prouvant la réalisation et les mesures sur le système complet d'antennes distribuées sont à disposition et fonctionnels.

La croissance sans cesse de la demande des débits de données élevés durant ces dernières décennies, soutenue par le déploiement des réseaux optiques permettant un débit de l’ordre de plusieurs Gbit/s a conduit naturellement vers l’intérêt de développement des applications à 60 GHz dans les réseaux locaux. Des normes telles que l’IEEE 802.15.3c et IEEE 802.11ad pour la transmission sans fil en bande millimétrique ont été proposées. A de telles fréquences, les pertes en espace libre sont très élevées et les ondes radios ne traversent pas les murs. Les liaisons radio sur fibre (RoF), utilisées comme déport optique d’une pièce vers une autre, permettent ainsi la distribution des signaux très haut débit dans toute la maison ou dans l’ensemble du bâtiment, en palliant le défaut de faible distance de propagation en espace libre. L’accès, par la modélisation des circuits électriques équivalents de chacun des composants du système considéré, à la simulation de ces systèmes RoF permet une optimisation du système en termes de qualité de transmission. Ainsi, les caractéristiques optiques et électriques des composants constituant les systèmes RoF sont étudiées et analysées conjointement ce qui offre la possibilité de la conception de circuits intégrés photonique-RF. Cette thèse concerne l’étude et simulation des liaisons RoF à l’aide de circuits électriques équivalents de composants photoniques. Cette étude est destinée aux applications sans fil à 60 GHz de grande bande passante permettant un très haut débit de transmission. La technique de modulation d’intensité directe ou externe et détection directe est privilégiée à une fréquence intermédiaire afin d’assurer la simplicité et le bas coût du système. Le signal radio est ensuite transposé sur une porteuse dans la bande 60 GHz. Dans un premier temps, pour valider les modèles des circuits électriques équivalents développés, les caractéristiques mesurées des composants optoélectroniques sont comparées aux résultats de simulation. Ensuite, l’étude de caractérisation est menée à l’échelle système par analyse des paramètres analogiques comme le gain, le bruit et non-linéarité. La dynamique de différentes liaisons RoF peut ainsi être déterminée. La transmission des signaux numériques complexes de type OFDM est finalement réalisée par une méthode de co-simulation numérique/analogique. La qualité de transmission est étudiée par évaluation de l’amplitude du vecteur d’erreur (EVM) des constellations des signaux numériques. L’étude est effectuée et validée dans un premier temps conformément à la norme ECMA-368 dédiée à la bande centimétrique et ensuite étendue à la bande millimétrique conformément à la norme IEEE 802.15.3c. Pour finir, l’effet du canal en espace libre à 60 GHz est considéré afin d’analyser la transmission de bout en bout<br>The growth continually demand of higher data rates in recent decades, supported by the deployment of optical networks allowing a flow of the order of several Gbit/s naturally leads to application development interest on 60 GHz local networks. Standards such as IEEE IEEE 802.15.3c and 802.11ad for millimeter-band wireless transmission have been proposed. At such frequencies, the free space loss is very high and the radio waves do not penetrate walls. The radio over fiber links (RoF), used as optical link from one room to another and enable the distribution of high-speed signals throughout the home or throughout the building, overcoming the failure for low distance free space propagation. Access, by modeling the electrical equivalent of each component of the system considered circuits, simulation of the RoF systems enables optimization of the system in terms of transmission quality. Thus, the optical and electrical characteristics of components of RoF systems are studied and analyzed together which offers the possibility of designing integrated photonic-RF circuits. This thesis concerns the study and simulation of RoF links using electrical equivalent circuits of photonic components. This study is intended for wireless applications at 60 GHz of bandwidth for a high transmission rate. The modulation technique of direct or external intensity and direct detection is preferred at an intermediate frequency in order to ensure simplicity and low cost of the system. The radio signal is then transposed onto a carrier in the band 60 GHz. First, to validate the models developed electrical equivalent circuit, the measured characteristics of optoelectronic components are compared with simulation results. Then, the characterization study is conducted to the scale by analysis of analog parameters such as gain, noise and non-linearity. The dynamics of different RoF links can thus be determined. Transmitting OFDM complex digital signal is finally achieved by a method of digital / analog co-simulation. The transmission quality has been studied by evaluation of the magnitude of the error vector (EVM) constellations digital signals. The study is conducted and validated as a first step in accordance with the ECMA-368 standard dedicated to the centimetric band and then spread to the millimeter band from IEEE 802.15.3c standard. Finally, the channel effect in free space at 60 GHz is considered to analyze the transmission end to end

EDF souhaite utiliser la technologie de mesure de température répartie par capteur à fibre optique utilisant l’effet Raman pour réaliser des cartographies de température de certains composants de centrales nucléaires. Les conditions environnementales auxquelles le capteur à fibre optique est soumis sont particulièrement agressives (température de 350 °C et rayonnements gamma ionisants). Les rayonnements ionisants sont responsables de la création de défauts structurels au cœur de la fibre, qui atténuent sa transmission lumineuse, et dont les effets engendrent une erreur de mesure de température pouvant aller jusqu'à l’interruption totale de la mesure. La haute température, quant à elle, dégrade le revêtement protecteur de la fibre optique, ce qui la fragilise mécaniquement. Des irradiations gamma in situ sur des fibres optiques multimodes commerciales à revêtement or protégées par une gaine en acier inoxydable ont été réalisées, à l’aide de deux sources de rayonnements différentes, pour observer l'atténuation radio-induite du capteur à fibre optique en fonction du débit de dose et de la dose cumulée. Les effets du rayonnement à température ambiante, puis à haute température, ont été observés. Ce travail expérimental démontre que la haute température peut être maîtrisée grâce à une fibre à revêtement or, et que la haute température est bénéfique contre l’atténuation de la fibre engendrée par l’irradiation. La mise en œuvre de capteur de température à fibre optique en environnement sévère devient possible, ainsi que l’estimation des incertitudes sur la mesure associée<br>EDF is working on Raman distributed temperature sensing using optical fiber sensors in order to map temperature of nuclear power plants big components. The sensor has to sustain harsh environmental conditions (temperatures up to 350 °C and gamma ionizing radiations). Ionizing radiations can create structural defects inside the fiber’s core, which attenuate the light transmission. This phenomenon can lead to temperature measurements errors until no measurement is possible. As for high temperature, it can affect the fiber coating, which mitigate the fiber mechanical resistance.Gamma rays in situ irradiations have been carried out over commercial off-the-shelf multimode gold coated fibers protected with a stainless steel metal tubing, with two different radiation sources, in order to observe radiation-induced attenuation over dose rate or cumulated dose. Effects of gamma rays over gold coated optical fiber sensors have been observed at both room anhigh temperature.This experimental work enlightens that high temperature can be controlled with gold coated fibers, and that the radiation-induced attenuation downsides can efficiently be balanced with high temperature. Implementation of a Raman distributed temperature optical fiber sensor in such harsh environments becomes possible, as well as the associated estimation of measurement uncertainty

Ce travail de thèse, consiste à étudier les performances d'une liaison Radio sur Fibre simplifiée mettant en ¿uvre une modulation extérieure de la source optique avec des signaux OFDM. La source laser est couplée sur une même puce avec un modulateur à électro-absorption, développée par Alcatel III-V LaB été modélisée à l'aide du logiciel ADS( Advanced Design System) et caractérisée au laboratoire.Dans une première partie, nous présenterons une introduction de la technologie Radio sur Fibre avec ses applications, et son intérêt pour les technologies futures.Dans une seconde partie, nous nous intéresserons à la modélisation électrique du modulateur à électro-absorption utilisée pour effectuer la modulation numérique de type OFDM.Dans une troisième partie, sera proposée un modèle complet de la chaine de transmission intégrant tous les composants de la liaison, de manière à effectuer une analyse comportementale du système.La quatrième partie, présentent les performances mesurées réalisées au laboratoire sur le banc de caractérisation de la chaine en modulation numérique OFDM Ultra Large Bande et simulées sous ADS et les corrélations entre les résultats<br>This thesis is to study the performance of a radio link over fiber simplified implementing an external modulation of the optical source with OFDM signals. The laser source is coupled on a single chip with an electro-absorption modulator, developed by Alcatel III-V LaB been modeled using software ADS (Advanced Design System) and characterized in the laboratory. In the first part, we will present an introduction to the Radio on Fiber technology with its applications, and its interest in future technologies.In the second part, we will focus on the electrical modeling of the electro-absorption modulator used to make the digital OFDM type. In the third part, will be offered a complete model of the transmission chain incorporating all components of the link, so as to perform behavioral analysis system. The fourth part, have measured performance in the laboratory on the chain of characterization bench in digital OFDM Ultra Wideband and simulated in ADS and correlations between the results

Cette thèse traite de l'aspect radio sur fibre dans le contexte du réseau d'accès et du réseau privatif. Elle nous a permis de comprendre les problèmes liés à une transmission radio sur fibre. Par la suite, nous avons réalisé des bilans de liaison radio sur fibre pour les systèmes suivant UMTS, WiMAX WiFi et UWB afin d'avoir une première idée sur les architectures réalisables. Puis nous avons réalisé et validé les modèles équivalents en bande de base des équipements optiques pour une transmission radio sur fibre. Ces modèles permettront d'ajuster et d'optimiser les signaux radio en tenant compte de la dégradation du signal lié à l'optique. Enfin, nous avons proposé des architectures radio sur fibre innovantes qui permettent de mutualiser les infrastructures d'accès optiques.

L'objectif de ce travail consiste a optimiser les performances frequentielles du phototransistor bipolaire a heterojonction inp/ingaas ou pth, dans le domaine opto-electrique, en vue de son integration dans le reseau d'acces radio sur fibre, et plus precisement, au niveau de l'interface optique-radio. L'optimisation du composant a ete realisee simultanement sur la geometrie et sur la structure des couches epitaxiees. D'une part, on montre qu'il est necessaire de dissocier l'entree optique et le contact metallique de la base afin d'eviter les fuites de photocourant. Et d'autre part, on montre qu'une epaisseur de collecteur en ingaas de 5000 a est suffisante pour une sensibilite egale a 0,42 a/w. De plus, l'emploi de la base graduelle en composition permet de minimiser le temps de transit dans la couche de base et ameliore les performances du pth. Le developpement d'un modele opto-electrique a permis de determiner et d'attenuer les parametres limitatifs du pth. La nouvelle configuration de pth a obtenu des performances qui sont actuellement au niveau de l'etat de l'art avec f t, f c et f t o egales respectivement a 91 ghz, 62 ghz et 31 ghz. Dans ce travail, nous avons egalement introduit un nouveau concept pour ce composant. En effet, nous avons considere le pth comme un hexapole dont deux acces sont electriques et l'autre est optique. Nous avons alors defini un nouveau gain en puissance equivalent a g m a x, le gain transducique optique g t o, dont la frequence de coupure f t o est equivalente a f m a x. De plus, pour la conception de circuits de photoreception, il est indispensable de connaitre les performances en bruit du pth. Un courant de bruit i i n ramene en entree inferieur a 10 pa/hz dans la gamme de frequence 0,5-40 ghz, permet une integration du pth dans les circuits oeic. C'est pourquoi, dans le cadre du projet acts/frans, nous avons concu des amplificateurs bande etroite centres a 28 ghz, a partir du concept de l'hexapole. Outre l'interet de l'amplification integree du photocourant, le pth, grace a ses non-linearites, permet de realiser un melange optique-electrique, et notamment une transposition de frequence dans le domaine millimetrique. Enfin, pour un pth toujours plus rapide, nous proposons clairement les ameliorations a entreprendre.

La génération de signaux microondes, millimétriques, voire THz par voie optique est actuellement une solution technique privilégiée pour la réalisation de systèmes de (télé)communications mobiles haut débit mais encore, les réseaux de distribution d'oscillateurs locaux et de signaux d'observation ou de radar intra- satellitaires, la distribution de signaux vidéo, la communication automobile, les systèmes de visualisation THz pour la sécurité, etc..... Nous reportons ici la réalisation et la caractérisation d'une source optique ultra-compacte en matériau semiconducteur permettant de générer deux modes optiques séparés de la fréquence que l'on désire créer au niveau de la photodétection. Cette source prend la forme d'un laser DFB bi-longueur d'onde émettant dans la gamme de longueurs d'onde autour de 1,55μm. Le composant a été fabriqué chez Alcatel- Thales III-VLab à partir d'une technologie propriétaire de laser DFB et dans le cade du projet Européen IPHOBAC. Différents objectifs avaient été fixés pour ce composant: accordabilité de l'écartement intermodal jusque 300 GHz, largeur de raie de l'ordre du MHz et divergence dans le plan horizontal et vertical de 10°. Le premier objectif a été atteint par la réalisation de deux lasers DFB dont l'écart de pas de réseau est différent de 0,3nm et par la variation des courants d'injection de chaque section. Le second a été globalement atteint par l'utilisation d'une structure active à puits quantiques, une nouvelle version du composant utilisant des boites quantiques devrait remplir complètement cet objectif. Le dernier objectif a été partiellement atteint par la conception et l'adjonction d'un adaptateur de mode en sortie de composant, la divergence obtenue est de 10°x17° (HxV). Dans le plan vertical, les 10° de divergence n'ont pas pu être obtenus principalement à cause de la structure du composant et des limitations que l'on s'était imposées sur la longueur totale de celui-ci.

Ce travail de thèse, consiste à étudier les performances d'une liaison Radio sur Fibre simplifiée mettant en ¿uvre une modulation extérieure de la source optique avec des signaux OFDM. La source laser est couplée sur une même puce avec un modulateur à électro-absorption, développée par Alcatel III-V LaB été modélisée à l'aide du logiciel ADS( Advanced Design System) et caractérisée au laboratoire.Dans une première partie, nous présenterons une introduction de la technologie Radio sur Fibre avec ses applications, et son intérêt pour les technologies futures.Dans une seconde partie, nous nous intéresserons à la modélisation électrique du modulateur à électro-absorption utilisée pour effectuer la modulation numérique de type OFDM.Dans une troisième partie, sera proposée un modèle complet de la chaine de transmission intégrant tous les composants de la liaison, de manière à effectuer une analyse comportementale du système.La quatrième partie, présentent les performances mesurées réalisées au laboratoire sur le banc de caractérisation de la chaine en modulation numérique OFDM Ultra Large Bande et simulées sous ADS et les corrélations entre les résultats<br>This thesis is to study the performance of a radio link over fiber simplified implementing an external modulation of the optical source with OFDM signals. The laser source is coupled on a single chip with an electro-absorption modulator, developed by Alcatel III-V LaB been modeled using software ADS (Advanced Design System) and characterized in the laboratory. In the first part, we will present an introduction to the Radio on Fiber technology with its applications, and its interest in future technologies.In the second part, we will focus on the electrical modeling of the electro-absorption modulator used to make the digital OFDM type. In the third part, will be offered a complete model of the transmission chain incorporating all components of the link, so as to perform behavioral analysis system. The fourth part, have measured performance in the laboratory on the chain of characterization bench in digital OFDM Ultra Wideband and simulated in ADS and correlations between the results

Dans le contexte de la Radio sur Fibre, on cherche à densifier la fourniture de débits pouvant atteindre 2 Gb/s. A l'heure actuelle, la bande de fréquences 3. 1-10. 6 GHz est largement exploitée en termes d'études et de recherche, avec des débits pouvant atteindre 500 Mb/s. Une saturation de cette bande pourrait apparaître à l'avenir et la norme européenne ne permet pas d’utiliser l’intégralité de la bande ULB. Pour ces raisons, des bandes de fréquences sont ouvertes pour de telles applications vers 26 GHz et 60 GHz. Cette dernière bande intéressante a fait l'objet de nombreux travaux de recherche sur la conception de circuits en bande millimétrique, mais elle reste ouverte aux études sur la propagation de signaux ULB à de telles fréquences. L’objectif de cette recherche est d’étudier les architectures des systèmes de transmission des signaux ULB en bande millimétrique pour les nouvelles générations des systèmes communicants. Deux architectures de systèmes de transmission ULB type MB-OFDM en bande millimétrique avec lien optique sont proposées et simulées à l’aide d’un logiciel optoélectronique. Comportant une station centrale et une station de base, nous pouvons envoyer simultanément les signaux de données et la porteuse RF sur une fibre optique grâce à la technique de multiplexage en longueur d’onde; la modulation et la transposition du signal RF à 60 GHz sont ensuite effectuées au niveau de la station de base. L’architecture complète a été validée expérimentalement en effectuant une transmission des signaux ULB-OFDM en modulation QPSK avec des débits de 200 à 480 Mb/s. Une rétro simulation a permis d’obtenir des caractéristiques très proches des résultats expérime?????

Les systèmes Ultra Larges Bandes (ULB) représentent une nouvelle technologie de communication sans fil pour la transmission d’informations à très hauts débits. Avec une Densité Spectrale de Puissance (DSP) inférieure à -41. 3 dBm/MHz, les distances de propagation sont considérablement restreintes (&lt; 20 m). C’est en février 2002, que la commission fédérale de communication des Etats-Unis (FCC) a alloué pour les systèmes ULB une bande de fréquence comprise entre 3,1 et 10,6 GHz. Depuis, de nombreuses divergences sont apparues suivant les grandes zones géographiques de normalisation. Au travers des nombreuses techniques de transmission ULB, nous étudions la modulation multi-bandes à répétition en fréquence orthogonale (MB-OFDM) qui a été proposée par l’European Computing Machineries Association (ECMA) en temps que standard en 2005. L’efficacité des signaux Impulsionnel Radio (IR), précurseur à l’ULB, a cependant été montrée. Nous présentons à ce titre une topologieDans le cadre de cette thèse, nous développons un outil de simulation système (SST) afin d’analyser les performances d’un système ULB-OFDM. Nous étudions l’influence sur le taux d’erreur binaire (BER) des non-linéarités du front-end de réception Radio-Fréquence (RF) et de l’amplification de puissance faible bruit (LNA) dans une chaîne de transmission globaleDans le cadre des systèmes MB-OOK, différents types de filtres sont envisagés. L’impact sur le BER est étudié afin de connaître les propriétés prédominantes des filtres sur les performances de transmission. Le domaine de l’optique peut également être avantageusement employé dans des processus de transmission ULB. Les réseaux larges bandes radio sur fibres (RoF) présentent de nombreux intérêts pour fournir à moindre coût la distribution du signal mais également la possibilité de pouvoir le traiter directement. Dans ce sens, Nous évaluons les possibilités de convertir fréquentiellement des signaux de type ULB-OFDM, ainsi que d’évaluer l’impact de transmetteurs Electrique/Optique (E/O) sur les performances d’un système ULB sur fibre à partir des valeurs du vecteur d’erreur d’amplitude (EVM)<br>Ultra Wide Band (UWB) systems are a new wireless technology capable of transmitting high data rate over a wide frequency spectrum for short distances (&lt; 20 m) for wireless applications. The Power Spectrum Density (PSD) of the emitted signals must be as low as -41. 3 dBm/MHz. In February 2002, the Federal Communication Commission (FCC) has allocated a band from 3. 1 to 10. 6 GHz for UWB communications. From that time, some differences appear depending on the country. Among all the various transmission techniques using UWB labelled modulations, we study the Multi-Band-Orthogonal Frequency Division Multiplexing (MB-OFDM) modulation which has been proposed by the European Computing Machineries Association (ECMA) in 2005. However, the efficiency of Impulse Radio (IR) was pointed out. In this way, an original topology known as Multi-Band On-Off Keying (MB-OOK) is also presented. In this thesis, we develop a System Simulation Tool (SST) to analyze the performances of UWB-OFDM system. The impact of the Radio-Frequency (RF) front-end and Low Noise Amplifier (LNA) non-linearity is studied on the Bit Error Rate (BER) of the overall receiver. In the MB-OOK transmission chain, different filters are introduced. BER is studied in order to know which properties of the filters have the main impact on the MB-OOK transmission performances. The optical domain can also be advantageously used to provide broadband optical UWB signal processing functions. Broadband Radio-over-Fiber (RoF) networks are raising great interest to provide both low cost optical intra-building distribution and signal processing of UWB signals. We investigate, from Error Vector Magnitude (EVM), optical transmission and frequency up-conversion of UWB-OFDM signals. In this proof of concept, a specific study is carried out to evaluate the capability to up-convert a MB-OFDM signal, and the impact of the Electronic/Optical (E/O) transceiver on the performance of the UWB-over-fiber system

Cette thèse vise à analyser en détails la possibilité d'améliorer les futurs systèmes Radio-sur-Fibre (RoF) dans différents scénarios de télécommunication, tels que les réseaux cellulaires actuels et de la prochaine génération, ainsi que dans d'autres applications telles que la radioastronomie. Le système RoF étudié est donc composé d’un laser à cavité verticale (VCSEL) fonctionnant à 850 nm, d'une fibre standard monomode (SSMF) et d'un phototransistor à hétérojonction SiGe (HPT), adoptant la technique appelée détection directe par modulation d'intensité qui est aujourd'hui l'architecture à moindre coût et la plus simple pour RoF. Cette thèse décrit en détail la propagation non naturelle dans le SSMF (conçue pour fonctionner uniquement à 1310 nm et 1550 nm) à 850 nm. A travers un modèle mathématique développé, la propagation à deux modes est décrite et les principaux phénomènes impliqués sont analysés. En particulier, le modèle se concentre sur la dispersion intermodale et le bruit modal, considérés comme les deux principales contributions de performance nuisible. Le modèle mis au point permet d'identifier les principaux paramètres qui contribuent à renforcer les effets néfastes de la dispersion intermodale et du bruit modal, à la fois en fréquence et dans le temps. A partir du modèle, des techniques possibles pour améliorer les performances sont alors proposées. En fait, une technique de pré-filtrage est réalisée afin d'éviter l'excitation du mode du second ordre, permettant une propagation quasi-monomode au sein du SSMF. La technique est validée théoriquement et expérimentalement soit pour une transmission sinusoïdale à radiofréquence unique, soit pour une transmission de signal passe-bande centrée sur une bande de radiofréquence. Il est démontré expérimentalement que possibilité d'augmenter la bande passante de modulation du système RoF, tout en réduisant les fluctuations de puissance et de gain. De plus, la technique est validée dans un véritable système de transmission LTE, ce qui permet à la technologie RoF de transmettre un signal LTE 256-QAM de 20 MHz, confirmant la possibilité d'utiliser cette technologie pour réduire le coût global et la consommation du réseau. Des travaux supplémentaires ont été réalisés sur le modèle mathématique. En fait, la propagation des deux modes est exploitée en sens inverse pour caractériser le chirp du VCSEL utilisé. Enfin, le problème du couplage entre les fibres et les dispositifs optoélectroniques est discuté et étudié afin d’améliorer les performances tout en gardant un faible coût. La possibilité d'utiliser une structure collective et passive pour coupler la fibre optique avec des photodétecteurs à petite surface et VCSEL est présentée, montrant des améliorations importantes sur l'efficacité du couplage et la tolérance au désalignement<br>This dissertation aims to analyze the possibility of improving in terms of cost and consumption the future Radio-over-Fiber (RoF) systems in different telecommunication scenarios, such as current and next generation of cellular networks and in other applications such as Radio Astronomy. The RoF system studied is hence composed of a Vertical Cavity Surface Emitting Laser (VCSEL) operating at 850 nm, standard single mode fiber (SSMF) and SiGe Heterojunction Phototransistor (HPT), adopting the technique called Intensity Modulation{Direct Detection which is nowadays the cheapest and simplest architecture for RoF. This dissertation describes in detail the multimode propagation within the SSMF (designed to operate only at 1310 nm and 1550 nm) which is present at 850 nm. Through a developed mathematical model, the two-modes propagation is described and the main phenomena involved are analyzed. In particular, the model focus on intermodal dispersion and modal noise which are considered the two main contributions of performance detrimental. The model developed is able to identify the main parameters which contribute to enhance the detrimental effects produced by intermodal dispersion and modal noise both in frequency and time domain. Starting from the model, possible techniques to improve the performances are then proposed. In particular, a pre-filtering technique is realized in order to avoid the excitation of the second order mode, allowing a quasi-single-modepropagation within the SSMF. The technique is theoretically and experimentally validated either for single radio frequency sinusoidal transmission either for bandpass signal transmission centered in radio frequency band. In particular it is demonstrated experimentally the possibility of increasing the modulationbandwidth of the RoF system, reducing at the same time the fluctuations of power and gain. Furthermore, the technique is validated in a real LTE transmission system, making the RoF technology proposed able to transmit 256-QAM LTE signal of 20 MHz bandwidth, confirming the possibility of using this technology to decrease the overall cost and consumption of the network. Further work hasbeen done on the mathematical model. In particular the two modes propagation is exploited reversely in order to characterize the chirp parameter of the VCSEL employed. Finally, the problem of coupling between fiber and opto-electronic devices is also discussed and investigated, in order to enhance theperformances while keeping low the cost. The possibility of utilizing a collective and passive ploymerbased structure for coupling the optical fiber with small area photodetectors and VCSEL is presented, showing important improvements on coupling efficiency and tolerance to misalignment

Les fibres dopées erbium couvrent de nombreuses applications, particulièrement dans le domaine des télécommunications terrestres et sous marines, avec les amplificateurs optiques. Aujourd’hui, il existe un réel intérêt pour l’industrie spatiale d’utiliser ces fibres dans les satellites. Cependant, pour utiliser leur potentiel, une qualification en milieu radiatif doit être effectuée, c'est justement l'objet principal de ce travail de thèse. Grâce au partenariat industriel avec Draka-Prysmian, nous avons accès à une grande diversité de fibres en termes de compositions chimiques : ceci nous permet d’étudier leur sensibilité aux radiations, et de comprendre le rôle essentiel des dopants et des codopants dans cette sensibilité. Une étude de celle-ci en temps réel, associée à une caractérisation pré et post-irradiation des fibres optiques, rend possible l'identification fine des défauts induits sous irradiation, et la compréhension de leur mécanisme de formation, en fonction de la composition de ces fibres. Cette étude permet ainsi de proposer un modèle physique de leur dégradation, et aussi de leur guérison, complété par un modèle d'amplificateur. Il permet de prédire, en fonction de la composition des fibres, le comportement quantitatif des amplificateurs optiques associés, en termes de gain et et de bande passante, versus un dépôt de dose typique d'une mission spatiale ; il répond ainsi aux attentes des principaux acteurs du domaine. En outre, le bénéfice de ce travail ouvre des portes dans le domaine de la dosimétrie par fibre optique active, dans différents environnements radiatifs autres que le domaine spatial, tels que le milieu médical ou l'environnement nucléaire<br>Erbium-doped optical fibers open up many applications, especially in the field of terrestrial and underwater telecommunications, with optical amplifiers. Nowadays, there is a real interest for the space industry to use these fibers in satellites. However, in order to use their full potential, qualification in radiative environments is to be carried out, this is the main focus of this PhD work. Thanks to the partnership with Draka-Prysmian group, we have a full access to a large diversity of specialty fibers, in terms of chemical compositions : this allows us to study their sensitivity to radiations, and to determine the important role of dopants and co-dopants in this sensitivity. A real-time study of it, associated with a qualification of pristine and irradiated optical samples, enables the detection of radiation-induced defects, and the understanding of their creation process, as a function of the fiber structure. This study provides a physical model describing the degradation and the recovery of these fibers, enhanced with an amplifier modeling. It allows the prediction of the quantitative behavior of specialty fiber-based amplifiers, in terms of gain and bandwidth, versus the chemical composition of the fibers used, for a typical space mission dose ; thus this modeling meets the needs of the spatial market key actors. Furthermore, the benefit of this work opens up another avenues for some larger opportunities, in various radiative environments, such as the medical field or the areas of nuclear facilities

Ces travaux de recherche portent sur les systèmes de communication radio-sur-fibre aux fréquences millimétriques supérieures à 60 GHz. Cette thèse s’articule autour de trois problématiques cruciales pour ces systèmes : la mesure du bruit de phase des signaux millimétriques instables générés par voie optique, la suppression de l’impact du bruit de phase sur les performances des systèmes de communications radio-sur-fibre par l’utilisation de techniques de conversion de fréquence non-cohérente, et enfin l’étude de l’impact du bruit d’intensité sur les performances des systèmes à détection non-cohérente. La première partie du travail présente une nouvelle technique de détection numérique du bruit de phase, capable de mesurer le bruit de phase à n’importe quelle fréquence millimétrique générée par voie optique et donc le plus souvent instable. Il est possible de mesurer le bruit de phase pour une large gamme de fréquences de décalage, allant de fréquence très proches de la porteuse à des bruits lointains grâce à l’adaptation de la résolution fréquentielle de la mesure. Cette mesure se fait de plus sans l’approximation des petits angles, très souvent utilisés. Dans la deuxième partie, un système de communication millimétrique basé sur une détection non-cohérente est étudié. L’étage de conversion de fréquences électrique permettant l’analyse des signaux est réalisé avec une détection d’enveloppe, ce qui permet de s’affranchir des variations de phase et de fréquence de la porteuse générée par voie optique. Pour terminer, des études théoriques et expérimentales sont menées sur l’impact du bruit d’amplitude sur les systèmes radio-sur-fibre utilisant ce type de détection non-cohérente. Les simulations, basées sur des modèles théoriques, sont capables de déterminer quel bruit est prédominant lors des mesures d’EVM parmi les bruits optiques et électriques. Cette technique s’appuie sur l’observation de l’évolution de l’EVM sur la puissance optique reçue<br>This Ph.D. investigates the radio over fiber communication systems at mm-wave frequencies higher than 60 GHz. The thesis elaborates on three crucial issues in these systems including:phase noise measurement of unstable optically generated mm-wave signals, elimination ofphase noise impact on performance of radio over fiber systems using non-coherent down conversion technique, and studying the amplitude noise impacts on performance of system based on these detectors. In the first part of this work, a new digital phase noise measurement technique is presented which is able to extract the phase noise of any unstable mm-waveoptically generated signal. This technique is able to measure the phase noise for a widerange of offset frequencies from close-in phase noise to far noise floor by adapting frequency resolution of measurement and without considering small angle approximation. In the second part, we present a radio over fiber system at mm-wave frequency based on non-coherent electrical frequency down conversion stage using an envelope detector which is robust against phase and frequency fluctuations of the optically generated carrier signal. Finally, a the oreticaland experimental study of amplitude noise impact on performance of radio over fiber systemsbased on non-coherent receivers is presented. In this study, a simulation technique based ontheory is developed which is able to determine, among different optical and electrical noise, the one which has the dominant effect on EVM results. This simulation technique is based onobserving the EVM evolution versus received optical power

Cette étude se situe au niveau de la couche physique d'un système de transmission optique terrestre de type réseau métropolitain. Il s'agit d'y intégrer un composant, le laser modulateur intégrés (Electroabsorption Modulated Laser ou EML) du III-V Lab Alcatel-Thales, un laboratoire industriel de composants optoélectroniques. Et ceci pour en diminuer la complexité par pré-distorsion apportée par la modulation du laser. Les distances de transmission étant limités par des phénomènes physiques intrinsèques aux fibres optiques, le but est de développer un schéma de fonctionnement des EML pouvant dépasser les limites fixées par la dispersion chromatique des fibres et ses effets non-linéaires, principe qui a été démontré avec un laser et un modulateur discret mais jamais avec un composant intégré. La technique est basée sur une pré-compensation de la dispersion chromatique en appliquant une modulation sur le laser de l'EML qui génère la porteuse optique préchirpée qui est ensuite modulée par le modulateur à électro-absorption, raison du nom donné à l'EML : Dual Electroabsorption Modulated Laser ou D-EML. C'est l'axe majeur de recherche car il met en évidence le principe de la compensation de dispersion permettant d'incrémenter les distances de transmission de 80 km à 160 km pour la première fois avec un composant monolithique. Une application Radio-sur-Fibre pour les réseaux d'accès a été explorée, elle est basée sur une modulation duale analogique, permettant l'extinction d'une raie de modulation optique générant ainsi un signal à bande latérale unique Single Side Band. Ce format permet de transporter des signaux I-Q très haut-débit sur des distances de plus de 100 km.

Cette étude se situe au niveau de la couche physique d'un système de transmission optique terrestre de type réseau métropolitain. Il s'agit d'y intégrer un composant, le laser modulateur intégrés (Electroabsorption Modulated Laser ou EML) du III-V Lab Alcatel-Thales, un laboratoire industriel de composants optoélectroniques. Et ceci pour en diminuer la complexité par pré-distorsion apportée par la modulation du laser. Les distances de transmission étant limités par des phénomènes physiques intrinsèques aux fibres optiques, le but est de développer un schéma de fonctionnement des EML pouvant dépasser les limites fixées par la dispersion chromatique des fibres et ses effets non-linéaires, principe qui a été démontré avec un laser et un modulateur discret mais jamais avec un composant intégré. La technique est basée sur une pré-compensation de la dispersion chromatique en appliquant une modulation sur le laser de l'EML qui génère la porteuse optique préchirpée qui est ensuite modulée par le modulateur à électro-absorption, raison du nom donné à l'EML : Dual Electroabsorption Modulated Laser ou D-EML. C'est l'axe majeur de recherche car il met en évidence le principe de la compensation de dispersion permettant d'incrémenter les distances de transmission de 80 km à 160 km pour la première fois avec un composant monolithique. Une application Radio-sur-Fibre pour les réseaux d'accès a été explorée, elle est basée sur une modulation duale analogique, permettant l'extinction d'une raie de modulation optique générant ainsi un signal à bande latérale unique Single Side Band. Ce format permet de transporter des signaux I-Q très haut-débit sur des distances de plus de 100 km<br>This thesis is related to the physical layer of a terrestrial optical transmission system for a metropolitan network. Our first investigation deals with an optical device, the Electroabsorption Modulated Laser (EML) which is used to constitute the optical source of medium span optical link thanks to its low price, low consumption and small foot print. The work is done in collaboration with an industrial optoelectronics maker, the GIE Alcatel-Thales III-V Lab, We propose an original technique of pre-chirping obtained by modulating the laser in addition to the electro-absorption modulator (MEA). The purpose of this thesis is to develop a novel modulation scheme of the EML in order to overcome the limits set by the chromatic dispersion and nonlinear effects in the transmission fibre. The principle has been demonstrated in the literature with a separate laser and a modulator but never with an integrated device. The technique is based on a pre-compensation of the chromatic dispersion by applying a modulation to the laser of the EML and then the signal is modulated by the MEA. Within the scope of this research work, we have demonstrated experimentally the first increment of the usual distances from around 80 km upto 160 km with a monolithic component and no dispersion compensating element. Radio-over-Fiber application for optical access networks has also been explored, it is also based on an analogue dual modulation, this time tuned so as supress one modulation sideband. This modulation format can carry very high-speed IQ signals over 100 km excluding the periodic degradation of the data signal induced by chromatic dispersion obtained with double-sideband modulation

Cette thèse s'inscrit dans le cadre du projet français FUI8-ORIGIN qui vise à développer les performances des réseaux domestiques en apportant des solutions sans multi-Gigabits faiblement radiatives, économes et pérennes. La solution ORIGIN est caractérisée par l'action complémentaire de deux technologies: les communications sans fil 60 GHz, avec notamment la création récente en Janvier 2013 de la nouvelle norme WiFi 60GHz, et la mise en place d'une infrastructure Radio-sur-Fibre (RoF) afin d'étendre la propagation de ses signaux radio fortement atténués par l'atmosphère et les murs, au sein de l'ensemble de la maison. Cette thèse porte sur le développement des composants et modules optoélectroniques bas couts, permettant d'assurer ces contraintes. Le travail implique de couvrir de la puce semi-conducteur au modules et jusqu'au système intégré dans le démonstrateur. Les puces sélectionnées sont caractérisées de manière précise en développant des bancs de mesures adaptées aux applications analogiques RoF. Les performances RoF ont été évaluées et comparées en termes de réponse en fréquence, de bruit et de non-linéarités. Un dimensionnement complet de l'infrastructure Radio-sur-Fibre pour le démonstrateur est ensuite mené, intégrant et dimensionnant le bilan de liaison global à partir modules et cartes réalisés et développés par les partenaires du projet. Le module transmetteur Radio-sur-Fibre (TRoF) est ainsi conçu, assemblé et testé. Les performances du module ont été mesurées et simulées à chaque étape de la procédure d'intégration. Le démonstrateur final basé sur l'architecture multipoint-à-multipoint a été réalisée à l'aide d'un nœud central optoélectronique pour la répartition du signal et d'une Green Box permettant le contrôle de l'allumage des différentes pièces, et ainsi la rationalisation du rayonnement et de la consommation du système. Une transmission bidirectionnelle en temps réel entre deux dispositifs de Wireless HD commerciaux à ~3 Gbit/s a été démontrée. Dans une dernière section de cette thèse, des directions pour améliorer les lasers à cavité émettant par la surface (VCSEL) et les phototransistors SiGe sont explorées. Des VCSEL analogiques avec une bande passante de plus de 25 GHz sont développés avec la société Philips ULM Photonics et mesurés. Notre action s'est concentrée sur les dimensions latérales de la structure, en bénéficiant des améliorations des couches verticale de la part de ULM Photonics. Outre les dimensions du VCSEL propre, ce travail a aussi visé l'amélioration des lignes d'accès pour permettre à la fois une meilleure dissipation thermique et une meilleure adaptation réactive du VCSEL à son électronique amont. Une nouvelle technologie de couplage optique collective et passive est enfin proposée. Originale et brevetée à l'occasion de ce travail, elle permet le couplage optique vertical à la fibre optique multimode et monomode de dispositifs optoélectroniques de petites tailles, inférieurs à 10µm, ainsi permettant simultanément de réduire les pertes de couplage, d'augmenter la fréquence de fonctionnement des composants couplés en réduisant leur dimensions, et de réduire le coût et le temps de réalisation du couplage<br>Wireless communication technologies have become one of the most popular and indispensable part of people's lives in the recent years, offering mobility and services never before available from mobile communication until local network communication. This work is based on the frame of the French ORIGIN project and intended to explore the Home Area Network using the most recent Wi-Fi standard at 60 GHz with the goal to present a solution for the upcoming days where MultiGbit/s wireless communication will be required. The ORIGIN solution is characterized by the complementary action of two technologies: 60 GHz Wireless communication and Radio-over-Fiber (RoF) infrastructure. The project pretends to propose a real prototype based on RoF transducers and a Multipoint-to-Multipoint architecture to cover the entire house. This thesis covers from the single optoelectronic chip devices until the system implementation and the final demonstrator. The light source and the photodetector choice were very important since it dictated the RoF transducer architecture. Our choice was on 850 nm multimode devices (GaAs VCSEL and SiGe HPT) which allow relaxed constraints on the optical packaging and, therefore, low cost solutions. In terms of performances those devices are limited in a few tens of Gigahertz of bandwidth which was the reason for the intermediate frequency (IF) architecture. This thesis work addressed the electrical and optical interconnection of the optoelectronic chip devices. It explored the integration of hybrid amplification stages and passive networks within optoelectronic receivers and emitters. The optical packaging issues were addressed through a conventional coupling technique using a ball lens first. The die device performances were evaluated and compared with a packaged module in terms of frequency response, noise and nonlinearities. Since performances are usually measured as link performances we proposed a definition of the Opto-microwave figures of merit, such as Opto-microwave gain, noise, nonlinearities and EVM. They are presented and integrated into behavioral models, allowing both the individual performances extraction and system design. The integration of the RoF module in the system is the final part of this thesis. The performances were measured and simulated at each integration step. The final demonstrator based on the multipoint-to-multipoint architecture was implemented using an optoelectronic central node for the signal repartition and the Green Box for signal controlling. Real-time bidirectional transmission between two commercial WirelessHD devices at ~3 Gbit/s was validated. In a final section directions to improve VCSEL and SiGe HPT are explored. 25 GHz analogue VCSELs are explored with a focus on their dimensions, improved access and the potential of a suited matching approach. A novel collective and passive optical coupling technology is also proposed for both VCSEL and top illuminated detectors that couple smaller and faster devices

Ce travail de thèse s’inscrit dans la recherche des solutions économiquementviables pour des réseaux personnels à hauts débits (plusieurs Gbps à plusieursdizaines de Gbps) opérationnels en bande millimétrique autour de 60 GHz. Aucas où ces réseaux servent un nombre élevé d’utilisateurs, ils comprendront unemultitude d’antennes afin d’assurer l’accès sans fil rapide. Afin de réduire aumaximum le coût d’un module d’antenne, les réseaux doivent fournir un signalanalogue à des porteuses millimetriques. Une solution prometteuse pour les systèmesde distribution qui correspond à ces besoins sont des structures à fibreoptique, laquelle permet une transmission à faibles pertes et à haute bande passante.On parle de l’approche "radio-sur-fibre" (en anglais, radio-over-fiber). Laproblématique est de pouvoir générer et moduler un signal aux fréquences millimétriqueslors de la transmission optique - et ce avec des composant bas coûts.La technique utilisée dans le cadre de cette thèse est l’emploi des diodes laser àverrouillage de modes. Ces derniers vont pouvoir générer des hautes fréquencestout en ne nécessitant qu’une alimentation continue, et ils peuvent être modulésde manière directe ou externe. Les lasers à semi-conducteurs employés ici sontd’une génération encore à l’état d’étude puisqu’il s’agit des lasers à boites (ouîlots) quantiques. Ces lasers ont montrés de très bonnes capacités à générer dessignaux électriques aux fréquences autour de 60 GHz, bien qu’ayant encore, pourl’instant, à une stabilité de fréquence (ou de phase) limitée. Dans le cadre des systèmesde communication opto/micro-ondes, peu de travaux approfondis ont étémenés sur ces structures.Au cours de cette thèse, plusieurs études ont été effectuées. La première portesur les propriétés générales d’un système construit à partir de ce type de laser(puissances disponibles, figure de bruit, linéarité etc.). Une deuxième étude aété consacrée aux effets de la propagation des signaux dans les systèmes baséssur les lasers à verrouillage de modes, notamment de la dispersion chromatiquelaquelle a un effet considérable sur les distances de transmission. Les deux étudesmettent en avant l’importance d’une limitation du nombre de modes générés parla diode laser afin d’optimiser non seulement le gain du lien et la puissance RFrécupérée, mais aussi la figure de bruit du système. Lors d’une troisième étude, lastabilité en fréquence/phase s’est révélée critique, car le bruit de fréquence/phaselimite la qualité de la transmission en introduisant un plancher d’erreur mêmepour des rapports signal-a-bruit très élevés. Des différentes générations de lasersà boites (îlots) quantiques et à verrouillage de modes ont été testées. Le problèmedu bruit de fréquence et de phase persiste et ne peut pas être résolu en utilisantles techniques classiques comme les boucles à verrouillage de phase conventionnelles.Une solution pour ce problème a été développée pour les systèmes detransmission; elle permet simultanément un ajustement de fréquence supérieure(précision de quelques Hz à quelques kHz) à celle donnée par le processus de fabricationdes diodes lasers (précision de quelques GHz), ainsi qu’une stabilisationde fréquence et de phase<br>This dissertation is related to the search for an economically sustainable solutionfor high data rate (several Gbps to several tens of Gbps) personal area networksoperating in the millimeter-wave region around 60 GHz. If such networks supplya large number of users, they need to encompass a multitude of antenna pointsin order to assure wireless access to the network. With the aim of reducing thecost of an antenna module, the networks should at best provide quasi "readyto-radiate" signals to the modules, i.e. at millimeter-wave carrier frequencies.Thanks to their low transmission loss and their high bandwidth, optical fiber distributionarchitectures represent a promising solution. The technique is referredto as the so-called "radio-over-fiber" approach whereby the analog radio signalwill be transported to the access point by an optical wave. The challenge herebyis the generation and modulation of an optical signal by a millimeter-wave radiosignal using preferably cost-efficient system components. The technique proposedherein is based on the use of mode-locked laser diodes which can generatesignals at very high frequencies under the condition of continuous current supply.Mode-locked laser diodes can be modulated both directly and externally. Thediodes employed in this work are based on so-called quantum dots (or quantumdashes); these are material structures which are themselves still subject to intensivephysical research. Signals at millimeter-wave frequencies (around 60 GHz)can easily be generated by such lasers. However, their frequency and phase stabilityis as yet limited. In the context of radio-over-fiber communication systems,these structures have not yet been studied in detail.In the course of this dissertation, several aspects are considered. A first systemstudy treats the basic properties of a system built from this type of laser source(available signal power, system noise figure, linearity etc.). A second study isdevoted to an investigation of propagation effects like dispersion, which considerablyinfluence the attainable transmission distances. An essential result of bothstudies is the importance of limiting the laser spectrum to a small number of lasermodes for an optimization of link gain, generated RF power, and system noisefigure. A third study deals with the limited frequency and phase stability whichturn out to be critical factors for transmission quality. The study of several generationsof quantum dot/dash lasers has revealed that the problems of frequencyand phase noise persist and cannot be solved using classical techniques involvinge.g. conventional phase-locked loops. In this dissertation, a solution is presentedwhich not only allows a more precise adjustment of the laser frequency (precisionin the order of Hz to kHz) than that given by the manufacturing process of thelaser (precision in the order of GHz), but also enables a stabilization of frequencyand phase<br>Die vorliegende Dissertation steht im Zusammenhang mit der Suche nach wirtschaftlichtragfähigen Lösungen zum Aufbau hochdatenratiger Heimnetzwerke(einige Gbps bis einige zehn Gbps), so genannter Personal area-Netzwerke imMillimeterwellenbereich um 60 GHz. Sollen diese Netze eine große Anzahl vonNutzern versorgen, wird eine Vielzahl von Zugangspunkten - also Antennenmodulen- benötigt, um den drahtlosen Netzanschluss zu ermöglichen. Um dieKosten eines Antennenmoduls soweit wie möglich zu senken, sollen die Netzequasi "abstrahlfertige" Signale an die Module liefern, d. h. auf Trägerfrequenzenim Millimeterwellenbereich. Glasfaserbasierte Verteilsysteme werden dankihrer geringen Leitungsverluste und ihrer hohen Bandbreite diesem Anspruchgerecht. Man spricht hier vom so genannten Radio-over-fiber-Ansatz, wobei dasanaloge Signal von einer optischen Welle zum Zugangspunkt transportiert wird.Die Herausforderung liegt hierbei in der Generierung und Modulation eines optischenSignals mit einem Nutzsignal imMillimeterwellenbereich - und das unterVerwendung möglichst kostengünstiger Komponenten. Die hier vorgeschlageneTechnik basiert auf der Nutzung von modengekoppelten Laserdioden, welcheallein bei Gleichstromversorgung Signale bei hohen Frequenzen erzeugen undsowohl direkt als auch extern moduliert werden können. Die Dioden, welche hierzur Verwendung kommen, basieren auf so genannten Quantenpunkten (englisch:quantum dot/quantum dash); es sind Strukturen, die selbst noch Gegenstand intensiverphysikalischer Forschung sind. Signale bei Frequenzen um 60 GHz könnenleicht von diesen Lasern erzeugt werden, wenn auch bisher nur bei begrenzterFrequenz- und Phasenstabilität. Im Kontext von Radio-over-fiber-Systemenwurden diese Strukturen noch nicht untersucht.Im Rahmen dieser Dissertation wurden mehrere Aspekte betrachtet. Eine ersteSystemstudie behandelt die grundlegendenEigenschaften eines Systems, welchesauf dieser Art von Lasern basiert (verfügbare Leistung, Rauschzahl, Linearitätusw.). Eine zweite Untersuchung ist der Erforschung von Ausbreitungseffektenwie etwa Dispersion gewidmet, welche die erreichbaren Entfernungen maßgeblichbeeinflusst. Ein wesentliches Ergebnis beider Studien ist die Relevanzeiner Begrenzung des Laserspektrums auf wenige Moden zur Optimierung vonGewinn, Hochfrequenz-Leistung und Rauschzahl. Eine dritte Studie untersuchtdie Frequenz-und die Phasenstabilität, welche sich als kritisch für die Übertragungsqualitäterweisen. Die Untersuchung von mehreren Generationen von modengekoppeltenQuantenpunktlasern hat ergeben, dass das Problem des FrequenzundPhasenrauschens fortbesteht und nicht auf konventionellem Weg wie z.B.durch die Verwendung von klassischen Phasenregelkreisen gelöst werden kann.Im Rahmen der Arbeit wurde eine Lösung für dieses Problem gefunden, welcheerstens eine bessere Feineinstellung der Frequenz erlaubt (Genauigkeit von Hzbis kHz), als sie durch den Laserfertigungsprozess gegeben ist (Genauigkeit vonGHz), und zweitens eine Stabilisierung von Frequenz und Phase ermöglicht

Le mélange de deux faisceaux laser sur un photo-détecteur permet de générer un signal radiofréquence jusqu'au THz. Par corrélation des deux sources optiques, le signal obtenu peut acquérir la pureté spectrale requise pour les réseaux de communications radio sur fibre. Notre travail porte sur la méthode de corrélation par accrochage optique sur un peigne de fréquences. L'injection optique permet de transférer le bruit de phase d'un laser maître, pris comme référence, à un laser esclave. En utilisant deux harmoniques d'un laser modulé en fréquence comme sources distinctes d'injection, les bruits de phase des deux lasers esclaves sont corrélés et la différence de fréquences est multiple de la fréquence primaire. Nous avons réalisé une étude théorique générale de l'injection dans les lasers semi-conducteur à cavité complexe, en particulier les lasers DFB, en mettant notamment en évidence l'asymétrie géométrique du bruit. Nous avons relié théoriquement le degré de corrélation entre les deux lasers aux paramètres d'injection et au bruit de phase. L'expression a été confirmée par des mesures sur le contraste de franges d'interférences et le spectre du photo-courant hétérodyne. Ces battements temporels ont été mis en regard avec l'optique de Fourier et le speckle. Nous avons étudié la pureté spectrale du battement et établi les limites fondamentales de cette technique en fonction de la qualité de l'oscillateur primaire, des propriétés spectrales des lasers, des paramètres d'injection et de transport sur fibre. Les mesures de bruit de phase sur le signal généré expérimentalement, pour différentes conditions d'injection, sont en très bon accord avec les expressions analytiques.

Le présent mémoire vise le domaine des télécommunications optiques et de la radio sur fibre (RoF). Il a pour objectif de proposer une technique de réutilisation de longueur d’onde optique afin de transmettre un signal sans-fil 802.11a en amont et un signal numérique OOK en aval dans la même bande passante. Cette technique se base sur les amplificateurs à semiconducteur réfléchissant (RSOA). Ce composant permet l’effacement du signal numérique arrivant par la saturation de son amplificateur qui sera ensuite réutilisé comme modulateur de fréquence radio (RF) pour retourner un signal sans-fil 802.11a dans une bande pouvant chevaucher le signal effacé. Par l’entremise des articles qui sont publiés et relatés dans ce mémoire, une étude exhaustive de la technique de saturation du RSOA aux fins de re-modulation ainsi que des performances obtenues en laboratoire y est présentée. Trois formats de modulations QPSK, 16QAM et 64QAM y seront testés. L’évaluation des performances sera réalisée à l’aide des paramètres suivants : le taux d’erreur binaire (BER), le facteur de qualité (Q), la norme du vecteur d’erreur (EVM), la distance de propagation atteinte dans la fibre, la vitesse de transmission et l’indice de modulation (MI). Cette technique peut être utilisée pour un signal sans-fil 802.11a d’une antenne jusqu’à une centrale par fibre optique, et ce, jusqu’à 80 km avec un format de modulation QPSK. Il est également possible de transmettre du 64QAM jusqu’à 40 km tout en gardant une bonne performance en sens opposé. Il a été également possible de conclure expérimentalement qu’il est possible de multiplexer plusieurs signaux sans-fil sur 20 km dans la bande RF du RSOA en coexistence avec un signal numérique en sens opposé. Cela ouvre des portes sur de nouvelles recherches d’architectures où les coûts, la consommation de puissance et le traitement de signaux sont plus centralisés et à bas prix.

La conversion de fréquence est une fonction clef présente dans divers contextes, particulièrement dans les systèmes mixtes photoniques-hyperfréquences. Aujourd’hui, la suprématie des réseaux optiques pour le transport de données à haut débit sur de grandes distances incite à l’intégration de telles fonctions dans le domaine optique afin de bénéficier des faibles pertes, larges bandes passantes, faibles poids et tailles propres aux technologies optiques. Dans ce travail, nous étudions un mélangeur tout-optique utilisant un composant SOA-MZI (Semiconductor Optical Amplifier Mach-Zehnder Interferometer) et une technique d’échantillonnage permettant la conversion vers les hautes et les basses fréquences. Le principe du mélange exploite les caractéristiques spectrales d’un signal échantillonné pour lequel des répliques du signal d’origine existent à différentes autres fréquences. Utiliser une telle technique pour la conversion de fréquences offre deux avantages : la conversion vers les hautes et les basses fréquences utilise la même configuration du mélangeur et la fréquence de l’oscillateur local peut être inférieure à la gamme des fréquences visées.L’implémentation d’une telle technique d’échantillonnage nécessite un interrupteur optique contrôlé optiquement.Comme cela est montré dans ce travail, un SOA-MZI peut jouer ce rôle. Selon la phase relative entre ses bras, un interféromètre Mach-Zehnder (MZI) peut transmettre ou non un signal optique d’entrée. En plaçant un SOA dans chaque bras de la structure MZI, la modulation croisée de la phase qui existe au sein d’un SOA est mise à profit pour contrôler l’état de l’interféromètre. Contrôlé par une source impulsionnelle optique, cet interrupteur optique permet d’échantillonner un signal optique porteur de données à modulation complexe. La conversion de fréquence de signaux mono et multi-porteuses dans le domaine 0,5-39,5 GHz a été obtenue avec succès. Par utilisation d’une configuration différentielle du SOA-MZI, des conversions vers les hautes et les basses fréquences jusqu’à un débit de 1 Gb/s ont pu être réalisées<br>Frequency mixing is a key function existing in different systems, especially in mixed photonic-microwave ones. Today, the supremacy of optical networks to carry high bitrate data over large distances motivates the optical implementation of such functions to benefit from the low loss, high bandwidth, low size and weight of optical technologies. In this work, we study a photonic mixer based on a SOA-MZI (Semiconductor Optical Amplifier Mach-Zehnder Interferometer) device and a sampling technique allowing both conversion towards high and low frequencies.The involved mixing principle exploits the spectral characteristics of a sampled signal in which replicas of the original spectrum exist at different other frequencies. Basing the frequency conversion on a sampling technique gives two advantages: the photonic mixer configuration is the same for up and down conversions, and the frequency of the local oscillator can be less than the addressed frequency range.The implementation of such a sampling technique needs an optically-controlled high-frequency optical switch. As shown in this work, a SOA-MZI can play this role. Depending on the relative phase between its arms, an interferometric structure (MZI) can transmit or cancel an optical input signal. By locating one SOA in each arm of the MZI structure, the cross-phase modulation that exists inside an SOA is exploited to optically control the optical switch state of the MZI.Controlled by an optical pulse source, this optical switch is able to sample an optical input signal carrying complexmodulated data. Frequency conversions of mono and multi-carrier signals in the range 0.5-39.5 GHz have been successfully achieved. By using a differential configuration of the SOA-MZI, both up and down conversions at bitrates up to 1 Gb/s are reached

Ce travail de thèse porte sur les systèmes de communication radio-sur-fibre (RoF) aux fréquences millimétriques dans la gamme de fréquences 57-66 GHz et leur génération par voie optique. La technique utilisée repose sur l’emploi de diodes laser à verrouillage de modes à boites quantiques. Au cours de cette thèse, plusieurs études ont été effectuées : la première porte sur la capacité d’intégrer ces types des lasers dans des systèmes de communication RoF avec leurs performances sous modulation directe ou externe. La deuxième étude a été consacrée aux effets de la propagation de ces signaux dans des systèmes basés sur les lasers à blocage de modes. Une technique originale a été mise en place afin de réduire la sensibilité à la dispersion chromatique dans la fibre optique. Une étude de la réduction du bruit de phase des lasers à verrouillage de modes basée sur l’observation de l’effet de la contre réaction et l’injection optique externe a été également présentée<br>This thesis focuses on the radio-over-fiber (RoF) communication systems at millimeter frequencies in the frequency range 57-66 GHz and optical generation of a signal at millimeter-wave frequency band. The technique used is based on mode-locked laser diodes. The diodes employed in this work are in quantum dots (or quantum dashes) technology. In this thesis, several studies were conducted: the first relates the ability of integration these types of lasers in the RoF communication systems under direct or external modulation. The second study was devoted to propagation effects. An original technique was implemented to reduce the sensitivity to chromatic dispersion in an optical fiber. A study of the reduction of phase noise mode-locked lasers based on the observation of the reaction effect and against the external optical injection was presented

Les dégradations dues à la non-linéarité de Kerr dans les fibres optiques limitent les débits d’information des systèmes de communications. Les effets linéaires, tels que la dispersion chromatique et la dispersion modale de polarisation, peuvent être compensés par égalisation linéaire, de mise en oeuvre relativement simple, au niveau du récepteur. A l’inverse, la complexité de calcul des techniques classiques de réduction de la non-linéarité, telles que la rétro-propagation numérique, peut être considérable. Les réseaux neuronaux ont récemment attiré l’attention, dans ce contexte, pour la mise en oeuvre d’égaliseurs non-linéaires à faible complexité. Cette thèse porte sur l’étude des réseaux neuronaux récurrents pour compenser efficacement les dégradations des canaux dans les transmissions à longue distance multiplexés en polarisation. Nous présentons une architecture hybride de réseaux neuronaux récurrents convolutifs (CRNN), comprenant un encodeur basé sur un réseau neuronal convolutif (CNN) suivie d’une couche récurrente travaillant en tandem. L’encodeur basé sur CNN représente efficacement la mémoire de canal à court terme résultant de la dispersion chromatique, tout en faisant passer le signal vers un espace latent avec moins de caractéristiques pertinentes. La couche récurrente suivante est implémentée sous la forme d’un RNN unidirectionnel de type vanille, chargé de capturer les interactions à longue portée négligées par l’encodeur CNN. Nous démontrons que le CRNN proposé atteint la performance des égaliseurs actuels dans la communication par fibre optique, avec une complexité de calcul significativement plus faible selon le modèle du système. Enfin, le compromis performance-complexité est établi pour un certain nombre de modèles, y compris les réseaux neuronaux multicouches entièrement connectés, les CNN, les réseaux neuronaux récurrents bidirectionnels, les réseaux long short-term memory bidirectionnels (bi-LSTM), les réseaux gated recurrent units bidirectionnels, les modèles bi-LSTM convolutifs et le modèle hybride proposé<br>The impairments arising from the Kerr nonlinearity in optical fibers limit the achievable information rates in fiber-optic communication. Unlike linear effects, such as chromatic dispersion and polarization-mode dispersion, which can be compensated via relatively simple linear equalization at the receiver, the computational complexity of the conventional nonlinearity mitigation techniques, such as the digital backpropagation, can be substantial. Neural networks have recently attracted attention, in this context, for low-complexity nonlinearity mitigation in fiber-optic communications. This Ph.D. dissertation deals with investigating the recurrent neural networks to efficiently compensate for the nonlinear channel impairments in dual-polarization long-haul fiber-optic transmission. We present a hybrid convolutional recurrent neural network (CRNN) architecture, comprising a convolutional neural network (CNN) -based encoder followed by a recurrent layer working in tandem. The CNN-based encoder represents the shortterm channel memory arising from the chromatic dispersion efficiently, while transitioning the signal to a latent space with fewer relevant features. The subsequent recurrent layer is implemented in the form of a unidirectional vanilla RNN, responsible for capturing the long-range interactions neglected by the CNN encoder. We demonstrate that the proposed CRNN achieves the performance of the state-of-theart equalizers in optical fiber communication, with significantly lower computational complexity depending on the system model. Finally, the performance complexity trade-off is established for a number of models, including multi-layer fully-connected neural networks, CNNs, bidirectional recurrent neural networks, bidirectional long short-term memory (bi-LSTM), bidirectional gated recurrent units, convolutional bi-LSTM models, and the suggested hybrid model

Les travaux de recherche présentés dans cette thèse s'intéressent à l'application de techniques de modulation et de traitement du signal numérique aux communications optiques. Ils se concentrent sur la conception d'un système de communication optique sur courte distance à 40Gb/s. Pour une longueur d'onde optique donnée, l'accroissement du débit binaire s'obtient généralement en repoussant les limites technologiques afin d'augmenter la vitesse des modulations simples du type "on-off keying". Cette méthode ne satisfait cependant pas les exigences économiques des applications à haut débit sur courte distance. La combinaison du multiplexage de porteuses électriques et d'une modulation à plusieurs niveaux permet de réduire le support fréquentiel et la vitesse de modulation du signal porteur d'information. Des composants typiques des systèmes de transmission à 10Gb/s peuvent ainsi être utilisés pour transmettre 40Gb/s. La technologie de circuits CMOS est également exploitable pour l'intégration économe de fonctions de traitement du signal élaborées. Les structures de traitement du signal adaptatives présentées permettent de réduire les exigences techniques dans la conception des fonctions analogiques. Elles permettent également de compenser les distorsions linéaires dues au canal de transmission et aux variations résultant d'une production industrielle. Des modèles théoriques et numériques validés par l'expérimentation permettent l'analyse du système. Les résultats de simulations numériques montrent qu'un système de communication à 40Gb/s à bas coût et d'une portée dépassant 10km est possible. Nous présentons également un prototype utilisant un circuit intégré test en technologie CMOS réalisant les fonctions de modulation/démodulation pour le canal RF le plus difficile à implémenter, et transmettant des données dans une fibre monomode s'étendant sur plus de 30km.

Ce travail de thèse porte sur les mécanismes d’amorçage en détonation par choc des explosifs solides de type coulé-fondu. Les explosifs solides sont des matériaux hétérogènes constitués de grains de matière énergétique dans un liant pouvant être lui-même énergétique. Si l’existence des points chauds, sites préférentiels d’initiation des réactions chimiques à l’échelle locale, est largement reconnue, la topologie de la croissance des réactions, et l’influence de la microstructure sur cette dernière n’est que peu étudiée dans les explosifs coulés-fondus. Deux familles d’explosifs ont été retenues pour cette étude : les hexolites, mélanges de grains d’hexogène (RDX) et d’un liant trinitrotoluène (TNT) et les ontalites, composées d’oxynitrotriazole (ONTA) et de TNT. Les recherches se sont orientées autour du triptyque : caractérisation – expérimentations – modélisation.Un important travail de compilation et de ré-exploitation de données issues de la littérature, associé à une modélisation des équations d’état des explosifs purs, ont permis de définir des lois permettant de calculer le comportement de ces derniers sous choc. Ces lois ont ensuite été validées par une méthode de mélange sur différentes compositions coulées-fondues et composites. Parallèlement, la microstructure des compositions d’étude a également été caractérisée via des mesures de granulométrie et de microtomographie, inédites sur ce type d’explosif.Des expérimentations d’impact plan soutenu ont été réalisées afin d’établir les diagrammes de marche des ondes de choc réactives, permettant de relier la profondeur de transition à la détonation à la pression de sollicitation. Elles ont permis de mettre en lumière l’influence de la microstructure sur la sensibilité au choc de deux hexolites et d’acquérir des données sur deux ontalites. L’utilisation de deux métrologies innovantes, la radio-interférométrie à 94 GHz et les fibres optiques à réseau de Bragg, a permis de mesurer la transition choc – détonation (TCD) de façon continue avec une résolution inédite. Enfin des essais d’impact plan non soutenu ont été réalisés à des fins de validation.Un modèle de TCD est proposé. Ce dernier, basé sur une approche de germination-croissance des fronts de déflagration à l’échelle locale, permet de prendre en compte la microstructure des explosifs. Ces travaux semblent mettre en évidence l’influence de la fracturation des grains d’explosif sous choc, qu’il conviendra d’étudier dans le futur. Enfin, une étape de terminaison des réactions lors de la TCD, associée à des calculs thermocinétiques détaillés, a été étudiée<br>This study deals with the detonation initiation by shock of condensed melt-cast high explosives. Solid explosives are heterogeneous materials, made of energetic material grains in a binder, which can be energetic itself. If the existence of hot-spots, preferred initiation sites for chemical reaction at the local scale, is widely recognized, the reaction growth topology, and the microstructure influence, are poorly known for melt-cast explosives. We study here two melt-cast explosive families: hexolites, a mix of hexogen (RDX) grains and trinitrotoluene (TNT) binder, and ontalites made of nitrotriazolone (NTO) and TNT. This study has been focused on the triptyque: characterization - experimentations - modeling.An important work of compilation and re-exploitation of literature data, combined with pure explosives’ equation of state modeling, allowed us to define laws to calculate the explosives’ comportment under a shock solicitation. These ones have been validated, thanks to a mixing method, on different melt-cast and cast-curd plastic bonded explosives. At the same time, the compositions’ microstructure has been also characterized via granulometry measurements and microtomographies, never published for this type of explosive.Plate impact tests have been performed in order to establish the reactive shock trajectory of these compositions, allowing us to determine the relation between the run-distance of detonation and the input pressure. It brought the microstructure influence on hexolite shock sensitivity to light, and gave us some first results for ontalites. The use of continuous and innovative measurements, as microwave interferometry and chirped fiber Bragg gratings, allowed us to study the shock to detonation transition (SDT) with a resolution never seen before. Finally, non-sustained plate impact test have been performed for a validation purpose.A SDT model is proposed. Based on a germination-growth approach of deflagration fronts at the local scale, it takes into account the explosive’s microstructure. This work seems to show the grain fragmentation under shock influence, point we will have to study in the future. Finally, a completion step of reactions, associated with chemical kinetics calculations, has been studied

Ce travail de thèse porte sur les mécanismes d’amorçage en détonation par choc des explosifs solides de type coulé-fondu. Les explosifs solides sont des matériaux hétérogènes constitués de grains de matière énergétique dans un liant pouvant être lui-même énergétique. Si l’existence des points chauds, sites préférentiels d’initiation des réactions chimiques à l’échelle locale, est largement reconnue, la topologie de la croissance des réactions, et l’influence de la microstructure sur cette dernière n’est que peu étudiée dans les explosifs coulés-fondus. Deux familles d’explosifs ont été retenues pour cette étude : les hexolites, mélanges de grains d’hexogène (RDX) et d’un liant trinitrotoluène (TNT) et les ontalites, composées d’oxynitrotriazole (ONTA) et de TNT. Les recherches se sont orientées autour du triptyque : caractérisation – expérimentations – modélisation.Un important travail de compilation et de ré-exploitation de données issues de la littérature, associé à une modélisation des équations d’état des explosifs purs, ont permis de définir des lois permettant de calculer le comportement de ces derniers sous choc. Ces lois ont ensuite été validées par une méthode de mélange sur différentes compositions coulées-fondues et composites. Parallèlement, la microstructure des compositions d’étude a également été caractérisée via des mesures de granulométrie et de microtomographie, inédites sur ce type d’explosif.Des expérimentations d’impact plan soutenu ont été réalisées afin d’établir les diagrammes de marche des ondes de choc réactives, permettant de relier la profondeur de transition à la détonation à la pression de sollicitation. Elles ont permis de mettre en lumière l’influence de la microstructure sur la sensibilité au choc de deux hexolites et d’acquérir des données sur deux ontalites. L’utilisation de deux métrologies innovantes, la radio-interférométrie à 94 GHz et les fibres optiques à réseau de Bragg, a permis de mesurer la transition choc – détonation (TCD) de façon continue avec une résolution inédite. Enfin des essais d’impact plan non soutenu ont été réalisés à des fins de validation.Un modèle de TCD est proposé. Ce dernier, basé sur une approche de germination-croissance des fronts de déflagration à l’échelle locale, permet de prendre en compte la microstructure des explosifs. Ces travaux semblent mettre en évidence l’influence de la fracturation des grains d’explosif sous choc, qu’il conviendra d’étudier dans le futur. Enfin, une étape de terminaison des réactions lors de la TCD, associée à des calculs thermocinétiques détaillés, a été étudiée<br>This study deals with the detonation initiation by shock of condensed melt-cast high explosives. Solid explosives are heterogeneous materials, made of energetic material grains in a binder, which can be energetic itself. If the existence of hot-spots, preferred initiation sites for chemical reaction at the local scale, is widely recognized, the reaction growth topology, and the microstructure influence, are poorly known for melt-cast explosives. We study here two melt-cast explosive families: hexolites, a mix of hexogen (RDX) grains and trinitrotoluene (TNT) binder, and ontalites made of nitrotriazolone (NTO) and TNT. This study has been focused on the triptyque: characterization - experimentations - modeling.An important work of compilation and re-exploitation of literature data, combined with pure explosives’ equation of state modeling, allowed us to define laws to calculate the explosives’ comportment under a shock solicitation. These ones have been validated, thanks to a mixing method, on different melt-cast and cast-curd plastic bonded explosives. At the same time, the compositions’ microstructure has been also characterized via granulometry measurements and microtomographies, never published for this type of explosive.Plate impact tests have been performed in order to establish the reactive shock trajectory of these compositions, allowing us to determine the relation between the run-distance of detonation and the input pressure. It brought the microstructure influence on hexolite shock sensitivity to light, and gave us some first results for ontalites. The use of continuous and innovative measurements, as microwave interferometry and chirped fiber Bragg gratings, allowed us to study the shock to detonation transition (SDT) with a resolution never seen before. Finally, non-sustained plate impact test have been performed for a validation purpose.A SDT model is proposed. Based on a germination-growth approach of deflagration fronts at the local scale, it takes into account the explosive’s microstructure. This work seems to show the grain fragmentation under shock influence, point we will have to study in the future. Finally, a completion step of reactions, associated with chemical kinetics calculations, has been studied

Les systèmes Ultra Larges Bandes (ULB) représentent une nouvelle technologie de communication sans fil pour la transmission d'informations à très hauts débits. Avec une Densité Spectrale de Puissance (DSP) inférieure à -41.3 dBm/MHz, les distances de propagation sont considérablement restreintes (< 20 m). C'est en février 2002, que la commission fédérale de communication des Etats-Unis (FCC) a alloué pour les systèmes ULB une bande de fréquence comprise entre 3,1 et 10,6 GHz. Depuis, de nombreuses divergences sont apparues suivant les grandes zones géographiques de normalisation.<br />Au travers des nombreuses techniques de transmission ULB, nous étudions la modulation multi-bandes à répétition en fréquence orthogonale (MB-OFDM) qui a été proposée par l'European Computing Machineries Association (ECMA) en temps que standard en 2005.L'efficacité des signaux Impulsionnel Radio (IR), précurseur à l'ULB, a cependant été montrée. Nous présentons à ce titre une topologie originale nommée Multi-Bandes On-Off Keying (MB-OOK).<br />Dans le cadre de cette thèse, nous développons un outil de simulation système (SST) afin d'analyser les performances d'un système ULB-OFDM. Nous étudions l'influence sur le taux d'erreur binaire (BER) des non-linéarités du front-end de réception Radio-Fréquence (RF) et de l'amplification de puissance faible bruit (LNA) dans une chaîne de transmission globale.<br />Dans le cadre des systèmes MB-OOK, différents types de filtres sont envisagés. L'impact sur le BER est étudié afin de connaître les propriétés prédominantes des filtres sur les performances de transmission.<br />Le domaine de l'optique peut également être avantageusement employé dans des processus de transmission ULB. Les réseaux larges bandes radio sur fibres (RoF) présentent de nombreux intérêts pour fournir à moindre coût la distribution du signal mais également la possibilité de pouvoir le traiter directement. Dans ce sens, Nous évaluons les possibilités de convertir fréquentiellement des signaux de type ULB-OFDM, ainsi que d'évaluer l'impact de transmetteurs Electrique/Optique (E/O) sur les performances d'un système ULB sur fibre à partir des valeurs du vecteur d'erreur d'amplitude (EVM).