Academic literature on the topic 'Spectroscopie diélectrique'

La plasmonique est l’étude de l’interaction entre les électrons libres d’un métal et la lumière. Les plasmons polaritons de surface sont des modes plasmoniques localisés au niveau d’une interface entre un métal et un diélectrique. Ces ondes évanescentes, qui peuvent être obtenues expérimentalement par différentes approches, ont des propriétés de confinement du champ électrique qui trouvent de nombreuses applications dans le domaine des capteurs et de la spectroscopie.

We describe the dehydration study of the K3PO4·3H2O phosphate by thermal analysis and microwave dipolar spectroscopy at the frequencies of 3.26, 9.45, and 15.05 GHz. There are correlations between the thermodynamic parameters and their obtained results by electromagnetic characterization.

ResumeUne nacrite est intercalée par deux composés organiques polaires: le diméthylsulfoxide (DMSO) et le n-méthylacétamide (NMA). Les deux solvants ont des moments dipolaires très voisins (4 debyes) mais des constantes diélectriques différentes (49 pour le DMSO et 179 pour le NMA). L'intercalation du NMA est plus rapide que celle du DMSO. Les deux complexes homogènes obtenus sont étudiés par diffraction des rayons X, spectroscopie infrarouge et ATD. L'étude par spectroscopie IR a montré que la nacrite expansée par du DMSO se comporte comme la kaolinite expansée par le même solvant. Dans le cas de la nacrite intercalée par du NMA, trois nouvelles bandes d'absorption dues aux vibrations de valence des OH liés par pont hydrogène avec le groupement C=O et situées respectivement à 3500, 3543 et 3589 cm−1 apparaissent. La fréquence v(N-H) du NMA est intermédiaire entre celles du liquide et d'une solution diluée, indiquant une liaison par pont hydrogène probablement avec les oxygènes de la couche tétraédrique du silicate. La diffraction des rayons X sur des échantillons orientés nous a permis d'obtenir 13 réflexions 00l pour chaque complexe. Une étude quantitative, par transformée de Fourier monodimensionnelle dans la direction perpendiculaire au plan du feuillet, a permis de déterminer le nombre de molécules organiques intercalées (une molécule par Si2Al2O5(OH)4) et leur orientation dans l'espace interlamellaire. L'ATD a montré par ailleurs que le complexe Nac.DMSO est plus stable que le complexe Nac.NMA.

L'électroporation est un procédé physique qui consiste à appliquer des impulsions de champ électrique pour perméabiliser de manière transitoire ou permanente la membrane plasmique. Ce phénomène est d'un grand intérêt dans le domaine clinique ainsi que dans l'industrie en raison de ses diverses applications, notamment l'électrochimiothérapie qui combine les impulsions électriques à l'administration d'une molécule cytotoxique, dans le cadre du traitement des tumeurs. L'analyse de ce phénomène est traditionnellement réalisée à l'aide des méthodes optique et biochimique (microscopie, cytométrie en flux, test biochimique). Elles sont très efficaces mais nécessitent l'utilisation d'une large gamme de fluorochromes et de marqueurs dont la mise en œuvre peut être laborieuse et coûteuse tout en ayant un caractère invasif aux cellules. Durant ces dernières années, le développement de nouveaux outils biophysiques pour l'étude de l'électroporation a pris place, tels que la diélectrophorèse et la spectroscopie d'impédance (basse fréquence). Outre une facilité de mise en œuvre, ces méthodes représentent un intérêt dans l'étude des modifications membranaires de la cellule. De là vient l'intérêt d'opérer au-delà du GHz, dans la gamme des micro-ondes, pour laquelle la membrane cytoplasmique devient transparente et le contenu intracellulaire est exposé. L'extraction de la permittivité relative suite à l'interaction champ électromagnétique/cellules biologiques reflète alors l'état cellulaire. Cette technique, la spectroscopie diélectrique hyperfréquence, se présente comme une méthode pertinente pour analyser les effets de l'électroporation sur la viabilité cellulaire. De plus, elle ne nécessite aucune utilisation des molécules exogènes (non-invasivité) et les mesures sont directement réalisées dans le milieu de culture des cellules. Deux objectifs ont été définis lors de cette thèse dont les travaux se situent à l'interface entre trois domaines scientifiques : la biologie cellulaire, l'électronique hyperfréquence et les micro-technologies. Le premier objectif concerne la transposition de l'électroporation conventionnelle à l'échelle micrométrique, qui a montré une efficacité aussi performante que la première. La deuxième partie du travail concerne l'étude par spectroscopie diélectrique HyperFréquence de cellules soumises à différents traitements électriques (combinés ou non à une molécule cytotoxique). Ces travaux présentent une puissance statistique et montrent une très bonne corrélation (R2 >0 .94) avec des techniques standards utilisées en biologie, ce qui valide 'biologiquement' la méthode d'analyse HF dans le contexte d'électroporation. Ces travaux montrent en outre que la spectroscopie diélectrique hyperfréquence s'avère être une technique puissante, capable de révéler la viabilité cellulaire suite à un traitement chimique et/ou électrique. Ils ouvrent la voie à l'analyse 'non-invasive' par spectroscopie diélectrique HyperFréquence de cellules électroporées in-situ
Electroporation is a physical process that consists in applying electric field pulses to transiently or permanently permeabilize the plasma membrane. This phenomenon is of great interest in the clinical field as well as in the industry because of its various applications, in particular electrochemotherapy which combines electrical pulses with the administration of a cytotoxic molecule in the treatment of tumors. The evaluation of this phenomenon is raditionally carried out using optical and biochemical methods (microscopy, flow cytometry, biochemical test). They are very effective but require the use of a wide range of fluorochromes and markers, which can be laborious and costly to implement, while being invasive to the cells. In recent years, the development of new biophysical tools for the study of electroporation has taken place, such as dielectrophoresis and impedance spectroscopy (low frequency). In addition to the ease of implementation, these methods are of interest in the study of membrane modifications of the cell. Hence the advantage of operating beyond the GHz, in the range of microwaves, for which the cytoplasmic membrane becomes transparent and the intracellular content is exposed. The extraction of the relative permittivity as a result of the electromagnetic field / biological cell interaction then reflects the cell state. This technique, microwave dielectric spectroscopy, is a relevant method for analyzing the effects of electroporation on cell viability. Moreover, it does not require any use of the exogenous molecules (non-invasive) and the measurements are directly carried out in the culture medium of the cells. Two objectives were defined during this thesis whose work is located at the interface between three scientific fields: cellular biology, microwave electronics and micro-technologies. The first objective concerns the transposition of conventional electroporation to the micrometric scale, which has shown an efficiency as efficient as the first. The second part of the work concerns the study by HighFrequency dielectric spectroscopy of cells subjected to different electrical treatments (combined or not with a cytotoxic molecule). This work presents a statistical power and shows a very good correlation (R2> 0.94) with standard techniques used in biology, which biologically validates the HF analysis method in the context of electroporation. This work also shows that microwave dielectric spectroscopy proves to be a powerful technique capable of revealing cell viability following chemical and / or electrical treatment. They open the way to 'non-invasive' analysis by hyper-frequency dielectric spectroscopy of electroporated cells in situ

Les solutions colloïdales constituées de nanoparticules en solution sont une famille d'objets aux propriétés optiques uniques. Leur utilisation comme élement de base à la fabrication de composants optiques sublongueur d'onde pourrait permettre la naissance de nouvelles applications en particulier dans le domaine de l'optique intégrée et de la détection biologique. La manipulation de ces particules reste toutefois un défi en raison de leur taille et de leur dispersion aléatoire dans un milieu liquide. Dans ce contexte, nous avons réalisé des nouveaux composants optiques grâce au développement de techniques de fabrication basées sur la méthode d'assemblage capillaire assisté par convection. Deux types de structures ont été réalisés puis évalués en terme de comportement optique : les dimères métalliques d'Au et les microsphères diélectriques de polystyrène assemblées en chaînes ou en réseaux. Pour les dimères, une étude fondamentale a été effectuée sur les phénomènes plasmoniques régissant les propriétés optiques de ces objets. Leur potentiel en tant que détecteur ultrasensible SERS et nanoantenne à boîtes quantiques a ensuite été approfondi. Pour les microsphères, une étude sur la propagation et la diffusion des modes de galerie présents dans ces objets a tout d'abord été réalisée dans le but d'en faire des candidats pour la détection ultrasensible. Les propriétés de guidage de la lumière dans des assemblages en chaîne ont ensuite été traitées. Afin de compléter ce travail un dernier composant optique a été développé en complément des guides et capteurs colloïdaux déjà réalisés. Il s'agit d'une nouvelle génération d'émetteurs localisés conçus pour un usage large et versatile et qu'il est possible de définir comme microsource de lumière blanche.

Cette étude a pour objectif de mettre en place une instrumentation pour la caractérisation de l’évolution d’une cinétique biochimique soumise à un champ électromagnétique d’amplitude continue à 2. 45 GHz et sous champ impulsionnel à très court temps de montée et à très fort potentiel. Elle porte plus particulièrement sur l’observation d’effets induits par ces champs électromagnétiques sans élévation de température de la solution réactionnelle. La mesure de la solution électrolytique s’effectue via un protocole de caractérisation diélectrique de matériaux et de liquides sur une très large bande (40 Hz – 18 GHz). Le substrat est placé dans une discontinuité coaxiale reliée au réseau. La mesure de son impédance permet de déterminer sa permittivité complexe via un algorithme basé sur le raccordement des modes de propagations entre le support coaxial et le guide circulaire contenant l’échantillon. La réaction étudiée porte sur l’hydrolyse de l’acétylcholine par l’acétylcholine estérase. Le premier étant le principal neurotransmetteur du corps humain et la seconde l’enzyme le catalysant. L’objectif consiste à observer si les ondes électromagnétiques auxquelles est soumise la réaction ont un effet inhibiteur et le cas échéant, de déterminer le seuil de puissance ou d’énergie y conduisant. L’évaluation des mesures porte sur le pouvoir adsorbant des réactifs et produits en solution aqueuse sur une électrode dorée, celle-ci étant l’âme centrale de la cellule de caractérisation de liquide. L’analyse des résultats se base sur les théories électrocinétiques et de spectroscopie d’impédance électrochimique en vigueur, soit l’observation et l’interprétation des changements d’impédance survenant à la surface de l’électrode de mesure.

Le caoutchouc naturel (CN) isolé de l'hévéa brésiliens et renforcé par différents pourcentages de nano-renforts de cellulose a été caractérisé en utilisant les techniques suivantes: la Calorimétrique Différentielle à Balayage, la Spectroscopie Diélectrique et enfin la Spectroscopie vibrationnelle (Infrarouge et Raman). L'objectif était la compréhension de l'impact des nano-renforts cellulosiques à différentes formes et fractions massiques sur les propriétés diélectriques, thermiques et vibrationnelles des matériaux de l’étude. L'ensemble des résultats obtenus nous a permis d’élucider la qualité des interfaces des différents composites étudiés et surtout de prévoir le matériau ayant les meilleures performances pour les applications mécaniques
Natural rubber isolated from Hevea Brasiliens and reinforced with different percentages of cellulose nano-reinforcements was investigated using three characterization techniques: Differential Scanning Calorimetry analysis, Dielectric Spectroscopy and finally Infrared and Raman Spectroscopy. The aim of the research is to understand the impact of cellulosic nano-reinforcements with different shapes and mass fractions in order to choose the nano-composite with high performance for mechanical applications

La spectroscopie diélectrique à large bande ou BDS (40 - 1010 Hz) a permis de caractériser les propriétés électriques de nanocomposites utilisés comme électrodes de batteries au lithium. La BDS peut distinguer les différents mécanismes de transports électroniques aux différentes échelles du composite (distances interatomiques à dimensions macroscopiques) et révéler l'influence de sa morphologie. Ce composite est constitué de particules de LiFePO4 enrobées d’une couche de carbone amorphe (nm), et agglomérées en clusters. Le liant polymère carboxymethylcellulose (CMC) entoure les clusters. Les échantillons, pressés sous forme de pastilles, sont mis dans un guide coaxial. Les échantillons sont couverts de laque d’argent afin de réaliser de bons contacts avec le guide coaxial. Quand la fréquence augmente, différentes polarisations apparaissent: i) polarisation de charge d’espace à l'interface entre l'échantillon et la laque d’argent; ii) polarisation des clusters de C-LiFePO4;iii) sauts d'électrons entre les domaines graphitiques de carbone sp2 dans la couche de C. Comme la conductivité et la permittivité mesurées sont des valeurs effectives dépendant des concentrations relatives des phases, le modèle ‘brick-layer’ et la théorie générale des milieux effectifs ont été utilisés afin de calculer leurs vraies valeurs. Lorsque le CMC est ajouté, les propriétés électriques sont modifiées. L’adsorption du polymère à la surface des particules et l’établissement de liaisons électrostatiques avec la couche de C forment des pièges à électrons supplémentaires dans l’enrobage de C. La couche de CMC forme une barrière résistive qui accroît les résistances de contact entre les clusters
The broadband dielectric spectroscopy (BDS) (40 - 1010 Hz) was used to characterize the electrical properties of nanocomposites used as an electrode in lithium batteries. The BDS can distinguish the different mechanisms of electronic transport at different scales of the composite, from the interatomic to the macroscopic dimensions. It also reveals the influence of morphology. The studied composites consist of grains of LiFePO4 coated with a layer (nm) amorphous carbon, agglomerated into clusters. The polymer binder carboxymethyl cellulose (CMC) coats the clusters. For measurement, the sample is prepared in the form of a pellet (mm) thick. Contacts are made with a silver paint. With increasing frequency, different polarizations appear: i) space charge polarization at the interface between the sample and the silver paint ii) polarization of the clusters of C-LiFePO4 iii) electron hopping between graphitic areas of sp2 carbon in the layer of C. The Conductivity and permittivity are effective values that depend on relative concentrations of the phases, using the 'bricklayer’ model and the general effective medium theory, we calculated the true (real) values. When CMC is added, the electrical properties are changed. Adsorption of polymer on the surface of the grains and the establishment of electrostatic bonds with the carbon layer act as an additional charge traps in the carbon coating. At the point of contact between the clusters, the CMC layer forms a resistive barrier, which significantly increases the contact resistance between the clusters

Les techniques optiques dédiées à l’analyse de cellules entières classiquement utilisées dans les laboratoires de biologie cellulaire (microscopie, cytométrie en flux), nécessitent généralement un large éventail de fluorochromes et marqueurs spécifiques afin de cibler des composés ou des fonctions cellulaires. La grande puissance informative de ces techniques optiques conventionnelles exige une ou plusieurs étapes de marquage souvent précédées d’une fixation et d’une perméabilisation de l’échantillon cellulaire. Les marquages nécessaires requièrent donc une méthodologie lourde à mettre en œuvre, ils sont complexes, souvent coûteux et systématiquement chronophages. De plus, après avoir été marquées, les cellules sont la plupart du temps altérées et leur suivi au cours du temps est alors difficile. Dans ce contexte, la spectroscopie diélectrique hyperfréquence se positionne comme une méthode pertinente ne nécessitant aucune molécule exogène pour analyser les cellules, pouvant ainsi répondre au besoin de suivre des processus biologiques au cours du temps. En effet, cette méthode exploite l’interaction champ électromagnétique/matériel biologique avec l’extraction de la permittivité relative obtenue de l’échantillon biologique d’intérêt en fonction de la fréquence du champ appliqué. De plus, les mesures sont réalisées directement dans le milieu de culture des cellules permettant des analyses sur des temps longs sans altérer l’intégrité cellulaire. Le travail mené au cours de cette thèse se situe donc à l’interface entre trois vastes domaines scientifiques que sont la biologie cellulaire, l’électronique hyperfréquence et les micro-technologies. Ce travail a nécessité une succession d’étapes de mises au point, suivant un cheminement à complexité croissante, conduisant finalement à l’obtention de signatures hyperfréquences cellulaires spécifiques. Les résultats de suivi de la mort apoptotique de cellules de lymphome B (DOHH2) induite par des agents anti-cancéreux montrent que la technique permet de distinguer des évènements à des temps plus précoces qu’avec la cytométrie en flux. La spectroscopie diélectrique hyperfréquence présente donc des capacités de détection inédites par rapport aux techniques classiques de la biologie cellulaire. Actuellement utilisée sur des lignées de lymphome B, la technique offre de nombreuses applications potentielles sur cellules de patient et on peut imaginer son intérêt pour l’évaluation de l’efficacité de diverses drogues, avec l’objectif à plus long terme de mieux adapter les thérapies anti-cancéreuses aux patients
Les techniques optiques dédiées à l’analyse de cellules entières classiquement utilisées dans les laboratoires de biologie cellulaire (microscopie, cytométrie en flux), nécessitent généralement un large éventail de fluorochromes et marqueurs spécifiques afin de cibler des composés ou des fonctions cellulaires. La grande puissance informative de ces techniques optiques conventionnelles exige une ou plusieurs étapes de marquage souvent précédées d’une fixation et d’une perméabilisation de l’échantillon cellulaire. Les marquages nécessaires requièrent donc une méthodologie lourde à mettre en œuvre, ils sont complexes, souvent coûteux et systématiquement chronophages. De plus, après avoir été marquées, les cellules sont la plupart du temps altérées et leur suivi au cours du temps est alors difficile. Dans ce contexte, la spectroscopie diélectrique hyperfréquence se positionne comme une méthode pertinente ne nécessitant aucune molécule exogène pour analyser les cellules, pouvant ainsi répondre au besoin de suivre des processus biologiques au cours du temps. En effet, cette méthode exploite l’interaction champ électromagnétique/matériel biologique avec l’extraction de la permittivité relative obtenue de l’échantillon biologique d’intérêt en fonction de la fréquence du champ appliqué. De plus, les mesures sont réalisées directement dans le milieu de culture des cellules permettant des analyses sur des temps longs sans altérer l’intégrité cellulaire. Le travail mené au cours de cette thèse se situe donc à l’interface entre trois vastes domaines scientifiques que sont la biologie cellulaire, l’électronique hyperfréquence et les micro-technologies. Ce travail a nécessité une succession d’étapes de mises au point, suivant un cheminement à complexité croissante, conduisant finalement à l’obtention de signatures hyperfréquences cellulaires spécifiques. Les résultats de suivi de la mort apoptotique de cellules de lymphome B (DOHH2) induite par des agents anti-cancéreux montrent que la technique permet de distinguer des évènements à des temps plus précoces qu’avec la cytométrie en flux. La spectroscopie diélectrique hyperfréquence présente donc des capacités de détection inédites par rapport aux techniques classiques de la biologie cellulaire. Actuellement utilisée sur des lignées de lymphome B, la technique offre de nombreuses applications potentielles sur cellules de patient et on peut imaginer son intérêt pour l’évaluation de l’efficacité de diverses drogues, avec l’objectif à plus long terme de mieux adapter les thérapies anti-cancéreuses aux patients

L'analyse biologique à l'échelle de la cellule unique, permettant la compréhension des mécanismes cellulaires, est de toute importance pour les domaines de la biologie, de la médecine et en particulier pour la cancérologie. Les microtechnologies ont ouvert la perspective de tels dispositifs et de nombreuses recherches sont en cours sur le développement de systèmes d'analyse non-invasive, rapide, sans marquage ni altération des cellules. La convergence de biocapteurs hyperfréquenes avec la microfluidique permet de répondre à ces challenges. Nous avons développé conjointement (1) des micro-dispositifs hyperfréquences permettant la spectroscopie diélectrique de fluides biologiques et (2) des systèmes microfluidiques permettant la manipulation de population de populations de cellules ainsi que de cellule unique en milieu de culture. L'ingénierie des champs électromagnétiques a été menée afin d'optimiser le volume fluidique d'analyse ainsi que la sensibilité de détection. La microfabrication réalisée au LAAS-CNRS a permis le positionnement contrôlé de la cellule unique dans la zone d'analyse. Nous avons enfin démontré expérimentalement des contrastes diélectriques significatifs entre cellules cancéreuses de lymphome RL vivantes et en apoptose avec de plus une capacité de suivi longitudinal du phénomène d'apoptose. Ces travaux de recherches sur l'analyse non-invasive de la cellule unique, la capacité discriminatoire d'états biologiques différents, la possibilité de suivi temporel de mécanisme biologiques ouvrent de nouvelles perspectives d'analyse cellulaire pour la cancérologie
Development of microwave microfluidic bio-sensors for non-invasive dielectric spectroscopy of single cell: Applications in Cancerology. Biological analysis at the level of the single cell, allowing the understanding of cellular mechanisms, is of great importance in the fields of biology, medicine and especially in oncology. Microtechnology has opened up the prospect of such devices and many researches are underway on the development of analysis systems which are non-invasive, rapid, label-free or has no cell damage. The convergence of bio-microwave sensors with microfluidics can meet these challenges. We developed jointly (1) micro-devices for microwave dielectric spectroscopy of biological fluids and (2) microfluidic systems for manipulation of cell populations and single cell in the culture medium. The electromagnetic fields engineering was conducted to optimize the fluid volume analysis and the detection sensitivity. Microfabrication performed at LAAS-CNRS allowed controlled positioning of single cell in the analysis area. We finally demonstrated experimentally significant dielectric contrast between cancer cells alive and RL lymphoma apoptosis with more tracking capability longitudinal of apoptosis. These researches work on non-invasive analysis of single cell, the discriminatory capacity of different biological states, the possibility of temporal tracking of biological mechanisms open new perspectives for the cell analysis in cancerology

Le travail de recherche est une étude de la relaxation diélectrique, des propriétés électrostrictives et de la diffusion de lumière Raman dans deux systèmes pérovskites à base de plomb dopés au titane : _ le système PbZrO3 pur ou faiblement dopé par des ions de Ti _ le système PbHfO3 pur ou faiblement dopé par des ions de Ti qui ont comme caractéristique commune de présenter une (pour PbZrO3) voire deux (pour PbHfO3) transitions de phase structurales vers des phases anti-ferroélectriques (AFE). Le but des travaux de la thèse est d'étudier expérimentalement et théoriquement les transitions de phase structurales exhibées par les deux systèmes, et notamment celles menant à des phases AFE, ainsi que d'en comprendre les mécanismes. Pour arriver à ces objectifs, il a été mis en œuvre des mesures de relaxation diélectrique, des propriétés électrostrictives et de diffusion de lumière Raman, cela dans des intervalles de températures allant 10 k à 700 k et dans des gammes de fréquences de 10 hz à 10 mhz pour les mesures diélectriques et électrostrictives. Les différentes mesures ont été réalisées sur des monocristaux purs de PbZrO3 et de PbHfO3 et sur des monocristaux présentant de faible dopage (de l'ordre de 1%) en ions Ti. Le développement de la thèse comporte quatre parties détaillant les différentes phases du travail. Le premier chapitre, consacré à un rappel des propriétés diélectriques et structurales des deux systèmes étudiés, pose l'objet scientifique de l'étude envisagée en la situant dans le champ des connaissances déjà acquises et en posant les problèmes non résolus et abordes. Le second chapitre du mémoire est consacré aux propriétés diélectriques des cristaux étudiés. A partir des éléments théoriques essentiels concernant les fonctions de susceptibilités diélectriques de matériaux isolants et du rappel des conditions et dispositifs expérimentaux mis en œuvre, ce chapitre donne un aperçu systématique des résultats expérimentaux obtenus. Une forte relaxation a été mise en évidence à la basse fréquence et est attribuée à des processus de type électrochimique. Les échantillons étudiés présentent également la propriété commune d'une dispersion diélectrique significative dans le domaine du khz attribuée aux impuretés et à des désordres dans le sous-réseau des ions oxygène. Le troisième chapitre du mémoire décrit les études électromécaniques entrepris sur les systèmes cristallins analyses et montre l'apparition, simultanément aux relaxations dipolaires, de dispersions de la déformation électrostrictive. Le quatrième chapitre de la thèse, concernant une étude expérimentale systématique de la diffusion de lumière Raman met en évidence l'existence d'amas dipolaires dynamiques dans la phase paraélectrique ainsi que l'occurrence d'un mode ferroélectrique mou. Par ailleurs, les contributions respectives des dynamiques phononiques et relaxationnelles sont analysées lors de la transition de phase PE - AFE2 - AFE1
The research concerns a study of the dielectric relaxation, the electrostrictive properties and the Raman light scattering of two lead based and titanium doped perovskites : the PbZrO3 system, pure and weakly Ti doped ; the PbHfO3 system, pure and weakly Ti doped. These systems have the common characteristics to exhibit one (for PbZrO3) structural phase transitions towards antiferroelectric phases (AFE). The aim of the thesis is to study experimentally and theoretically the phase transitions exhibited by these two systems, and especially those leading to the AFE phases, and to understand their mechanisms. In order to reach these objectives, dielectric relaxation, electrostrictive and light scattering measurements have been performed in a temperature range from 10 K to 700 K and for frequencies from 10Hz to 10 MHz for the dielectric and electrostricitve investigations. The measurements have been performed on monocristals of PbZrO3 and PbHfO3 pure or lightly (about 1%) Ti doped. The thesis is constitued by four parts, each of it detailing the various phases of the study. The first part, devoted to a recall of the dielectric and structural properties, states the scientific purpose of the investigation. The second chapter is concerned with the dielectric behaviour of the systems. Starting from theoretical elements necessary to understand the susceptibility functions of insulating materials and based on the experimental disposal used in the investigations, this part details the main experimental data obtained. A strong relaxation has been evidenced at low-frequency and is attributed to electro-chemical processes. The samples also present a significant dielectric dispersion in the kHz range interpreted to be due to impurities and disorder in the oxygen sublattice. The third chapter of the thesis describes the electromechanical studies and shows appearance, simultaneously with dipolar relaxation, of dispersions due to electrostrictive deformations. The last part, concerned with a systematic Raman light scattering study, shows the existence of dynamical dipolar cluster in the paraelectric phase as well as indications of a ferroelectric soft mode occurence. The respective contributions of the vibrational and relaxational dynamics are analysed at the PE-AFE2-AFE1 phase transitions

Ce travail de thèse a consisté à étudier le vieillissement hygrothermique d'assemblages collés aluminium epoxy utilisés dans le secteur spatial. L'évolution des propriétés physiques, mécaniques et de la dynamique relaxationnelle dans cette configuration opérationnelle a été étudiée au cours d'un vieillissement réel en salle blanche et au cours de vieillissements accélérés. L'évolution de la contrainte à la rupture, des faciès de rupture, des transitions thermodynamiques et de la mobilité des entités associées aux modes de relaxation a été suivie au cours du vieillissement. A l'échelle macroscopique, une diminution de la contrainte à la rupture a été relevée au cours du stockage et des essais de vieillissement simulé. Une diminution de la zone de rupture cohésive a été observée. Le modèle phénoménologique de Hallberg-Peck a permis d'établir une corrélation entre les deux types de vieillissement à cette échelle. La dynamique relaxationnelle a mis en évidence des interactions physiques entre l'eau et la matrice à des niveaux localisés et délocalisé. La plastification du réseau par l'eau a été observée ainsi que des interactions locales. L'état du réseau, i. E. Vitreux ou caoutchoutique, a révélé deux types de modifications suite au vieillissement. A l'échelle locale, une description analytique a permis d'établir une corrélation entre la durée du stockage et la température des essais de vieillissement simulé
During spacecraft integration - in clean room - materials are used under humid and thermal controlled conditions. The characterisation and the simulation of ageing phenomena in bonding assemblies are a challenge to improve their conception and their durability. One alternative is to use accelerated testing but the link between accelerated testing and true ageing is unknown. The aim of this study was to shed some light on this correlation. This study concerned a room temperature curing epoxy-amine adhesive used in aluminium assemblies. We focused on ground ageing (also called humid ageing). The experimental protocol consisted in taking samples at different ageing times in satellite integration room. The results were compared with those obtained after 7 days of accelerated testing with different hydrothermal conditions. Dielectrical, thermal and mechanical experiments were carried out. Broadband dielectric spectroscopy gave information about molecular mobility in wide temperature and frequency range. Relaxation times and activation energy associated with molecular mobility were studied. Physicochemical processes that occur into the adhesive like the glassy transition temperature Tg were studied by differential scanning calorimetry. Mechanical test was single lap shear test. The results obtained were related to the macroscopic behaviour of assemblies as a function of accelerated testing conditions or real-time ageing. Correlation of experiments data obtained for different ageing conditions - real-time ageing, accelerated testing ageing – allowed us to understand the evolution of the studied adhesive at different scale i. E. An interpretation at a molecular level was proposed

L'objectif de ce travail a été d'utiliser la spectroscopie diélectrique comme technique de mesure pour le suivi in-situ des étapes de remplissage, post-remplissage et de refroidissement à l'intérieur d'un moule. Le matériau retenu fut le polyfluorure de vinylidene (P. V. D. F). Une corrélation entre l'évolution des paramètres diélectriques du matériau et sa viscosité a été entreprise. Pour cela, un rhéomètre dynamique équipé d'une cellule de mesures électriques ainsi qu'une filière rhéologique instrumentée ont été réalisés. Le processus de cristallisation se repère par une chute de la conductivité ainsi que par la présence d'un maximum de la permittivité réelle. La diminution de la conductivité résulte d'une modification des chemins conducteurs tandis que l'augmentation de la permittivité est due au phénomène de polarisation interfaciale de type Maxwell Wagner Sillars (M. W. S. ) entre la phase amorphe et les entités cristallines en croissance. La brusque variation de la réponse diélectrique est envisagée comme un moyen de suivre le front de cristallisation au sein du moule. La description de la cristallisation par le modèle de Nakamura a permis d'entreprendre la modélisation de la cristallisation à l'intérieur d'un moule. L'évolution du profil de température ainsi que du taux de cristallinité est simulée par une méthode par différences finies. Des mesures diélectriques effectuées lors d'expériences de refroidissement contrôlées à l'aide de la filière moule démontrent le bien fondé de la simulation, de même qu'elles valident l'emploi des mesures diélectriques pour le suivi in-situ de la cristallisation d'un polymère dans le moule. L'extension de cette technique au procédé d'injection a permis de différencier les différentes étapes du procédé, de déterminer le taux de remplissage ainsi que la mise en équilibre thermique du moule. La variation des propriétés diélectriques du matériau pendant la phase de compactage - refroidissement sous pression peut être mise à profit pour contrôler le retrait volumique des pièces