Bien que la fusion laser sur lit de poudre (LPBF) soit le procédé de fabrication additive le plus abouti aujourd’hui, peu de pièces industrielles sont fabriquées avec ce procédé. Le coût de fabrication et la taille des pièces limitent le champ d’action de cette technologie aux secteurs de l’énergie, de l’aérospatiale, et du biomédical. Ces industries imposent des exigences strictes (densité, tenue mécanique, état de surface,…) auxquelles doivent répondre les pièces. L’enjeu majeur du procédé LPBF est la maîtrise des propriétés dimensionnelles, mécaniques et métallurgiques des pièces. Ceci impose, d’une part, la compréhension du procédé et la maitrise des paramètres qui le gouvernent, et d’autre part, la quantification de l’impact des avaries de fabrication (état de surface, défauts, microstructures instables,…) sur les propriétés mécaniques et particulièrement la tenue en fatigue des pièces.L'objectif de cette thèse est de fournir une meilleure compréhension des mécanismes à l’origine de l'effet combiné des propriétés de la poudre et des paramètres du procédé sur les propriétés de l'acier inoxydable 316L élaboré par LPBF et d'étudier l’influence de ces propriétés résultantes sur le comportement mécanique et la tenue en fatigue. Différentes poudres et divers paramètres procédé sont considérés. Des poudres fines, standards et grosses sont utilisées pour tester la gamme complète des poudres commerciales disponibles pour le procédé LPBF. Une large gamme de paramètres procédé est utilisée pour couvrir les trois régimes de fusion identifiés dans la littérature : « manque de fusion », « Keyhole » et « conduction ». Une analyse complète de la densité des échantillons, de leur rugosité de surface et des contraintes résiduelles générées a été réalisée pour ces trois régimes. Les tailles des microstructures cellulaires/dendritiques sont estimées et sont corrélées avec les taux de refroidissement. Ces taux de refroidissement sont estimés en utilisant les champs de température prédits analytiquement et l'espacement des bras dendritiques déterminé expérimentalement. L'influence de la densité d'énergie et des propriétés des poudres sur les taux de refroidissement et l'espacement des bras dendritiques est étudiée. Une corrélation entre les modes de fusion, la densité d'énergie et les propriétés de la poudre est établie. Par conséquent, les poudres adéquates pour le procédé LPBF sont identifiées. L'étude des propriétés mécaniques est ensuite réalisée en utilisant ces poudres. De possibles relations entre les microstructures obtenues, les propriétés mécaniques statiques, les caractéristiques de la poudre et les paramètres du procédé sont recherchées. Enfin, les limites de fatigue des pièces presque denses produites dans les régions de conduction et de Keyhole sont étudiées à l'aide de deux approches. Tout d'abord, les limites de fatigue sont déterminées en utilisant la méthode d'auto-échauffement. Ensuite, des essais de fatigue à grand nombre de cycles sont réalisés. Enfin, les analyses fractographiques ont permis de déterminer les défauts critiques et les corréler avec les modes de fusion initiaux, les paramètres du procédé et les propriétés des poudres.

Les expérimentations de proximité sont un outil essentiel dans la télédétection de la terre car elles permettent d’acquérir de longues séries temporelles de mesures pouvant anticiper et accompagner le développement de nouvelles technologies spatiales. Dans le cadre de la préparation de la mission spatiale BIOMASS, le diffusiomètre TropiScat-2 installé sur la tour Guyaflux (Guyane Française) a permis d’étendre et de consolider l’expérimentationinitiale TropiScat. BIOMASS sera le premier radar imageur en bande P (λ ≈ 70 cm) dont l’objectif est de cartographier le stock de carbone dans les forêts à l’échelle globale grâce à des mesures inédites en configuration repeat-pass interférométrique et tomographique. L’efficacité de ces modes a été démontrée grâce aux campagnes aéroportées sans pour autant s’assurer de leur robustesse par rapport aux conditions d’observation variables. A partir des séries multifréquences inédites de l’expérimentation TropiScat-2, cette thèse vise à caractériser les variations temporelles du signal radar rétrodiffusé sur un site de forêt tropicale dense. Des mesures en bande P, L et C ont été acquises quasi simultanément toutes les 15 minutes, constituant une base de données d’environ deux années pour ce travail de thèse. L’exploitation de ces données a été réalisée grâce à des algorithmes implémentés au cours de ce travail, se basant d’une part sur les réponses impulsionnelles issues des mesures fréquentielles, et d’autre part sur la formation de tomogrammes dans le cas des données en bande P. Des corrections adaptées ont été développées et intégrées à ces algorithmes afin de tenir compte des spécificités de ce type d’expérimentation. L’exploitation des séries temporelles en bande P a permis de quantifier la décorrélation temporelle à long terme d’une forêt tropicale, selon des intervalles de temps clés des scénarii d’acquisition de BIOMASS. Cette étude révèle que les cohérences temporelles à 18 jours (correspondant à l’intervalle de temps entre la première et la dernière acquisition du traitement tomographique BIOMASS) varient en fonction de la saisonnalité et peuvent donc impacter les performances de la mission. En outre, des valeurs significatives ont été obtenues pour les cohérences à 7 et 14 mois, ouvrant la voie à de nouvelles méthodes pour l’exploitation des données issues de différents cycles de la mission. L’exploitation du traitement tomographique a permis d’imager dans le plan vertical la rétrodiffusion en bande P de la forêt. Ce traitement a permis de séparer les contributions de rétrodiffusion au niveau du sol et celles au niveau du volume de la forêt, permettant ainsi la caractérisation de leurs évolutions temporelles respectives à court terme via les variations diurnes et à long terme via les effets saisonniers. L’aspect multifréquence des données TropiScat-2 a été initié par l’analyse de données inédites en bande C. Cette étude a permis de dissocier les sources de décorrélation temporelle impactant le signal bande C notamment le vent et l’évapotranspiration. Des pistes de synergies inter-fréquences ont pu être initiées à travers l’exploitation simultanée des données en bandes P, L et C, qui a permis de caractériser les liens entre ces trois fréquences que ce soit pour les cohérences ou les intensités. Ce travail de thèse permet de souligner le rôle de la décorrélation temporelle non seulement comme une source de perturbation pour les applications cohérentes mais également comme un indicateur pertinent de l’évolution des forêts. Les résultats obtenus permettent d’enrichir nos connaissances sur l’interaction des micro-ondes avec la végétation dense, sur lesquelles pourront se baser des scénarii d’acquisition innovants pour BIOMASS, en lien avec d’autres missions à plus haute revisite temporelle.

Le mouvement des ergols au sein des réservoirs, appelé ballottement, est à l’origine d’efforts perturbateurs qui nécessitent une attention particulière lors de la conception d’une mission ; ceci afin de ne pas entraîner de dégradation des performances en précision et stabilité de pointage, voire pour prévenir l’instabilité dans les pires cas. Après avoir présenté et analysé les méthodes habituelles pour l’atténuation des effets de ce phénomène, nous proposons une nouvelle solution méthodologique à la compensation des ballottements d’ergols pour l’amélioration du contrôle d’attitude des engins spatiaux. Nous développons alors une modélisation innovante du ballottement sous la forme de système LPV incertain dont l’identification repose sur des données de Mécanique des Fluides Numériques. En s’appuyant sur ce modèle nous élaborons une stratégie de pré-compensation basée sur un observateur LPV robuste dont la synthèse est effectuée via des techniques de synthèse H1 multi-modèles et par résolution de LMI. Les limites en couple et en moment cinétique des actionneurs sont ensuite prises en compte par l’implémentation alternative d’un filtre Direct Linear Anti-Windup statique et d’un Reference Governor. Lorsque le système est asservi par un contrôleur d’attitude pré-existant et satisfaisant hors-ballottement, notre stratégie de compensation est calculée indépendamment du contrôleur, s’interconnecte facilement avec le système et rétablit ses performances nominales en dépit du mouvement des ergols. L’ensemble de cette stratégie est rigoureusement testée et analysée sur un modèle de satellite test. Les résultats suggèrent qu’une telle modification du système de contrôle d’attitude permet une atténuation efficace des effets délétères du ballottement et pourrait contribuer à réduire la complexité et la masse des réservoirs, et à améliorer la disponibilité des missions spatiales

L'avènement des Système de Positionnement par Satellites, également désigné sous le sigle GNSS, a révolutionné le monde d'aujourd'hui avec des applications diverses, de la localisation à la télédétection. Le principe du GNSS est basé sur la trilatération, qui dépend de l'estimation du retard de propagation et de l'effet Doppler. En effet, la synchronisation retard-Doppler est un sujet de recherche important pour de nombreux domaines, avec des applications pratiques telles que le radar, le sonar, l'ultrason, la télécommunication et la navigation. Or, pour la conception et l'évaluation des techniques d'estimation, il est important de connaître la meilleure performance accessible au sens de l'erreur quadratique moyenne (EQM), ce qui est fourni par le calcul des bornes inférieures (BI) sur l'EQM. Par rapport aux autres BI, les bornes de Cramér-Rao (BCR) sont plus simples à calculer et fournissent une estimation précise de l'EQM de l'estimateur au sens du Maximum de Vraisemblance (EMV) dans la région d'opération asymptotique, sous certaines conditions. Aussi, les architectures des récepteurs GNSS reposent sur des approches d'acquisition et de suivi, effectuée de manière scalaire, qui peuvent être considérées comme des instances particulières de l'EMV. Cependant, malgré une littérature fournie sur les BCR relatives à l'estimation retard-Doppler, la plupart de ces expressions de la BCR sont trop restrictives et ne concernent que le modèle de signal à bande étroite, sans tenir compte de l'impact de l'effet du Doppler sur le signal en bande de base. En effet, une expression analytique de BCR, suffisamment générale et facile à utiliser, pour n'importe quel signal à bande limitée, n'était pas disponible au début de cette thèse. L'objectif principal de la présente thèse porte sur la caractérisation des performances asymptotiques de l'estimation du retard et du Doppler par un EMV cohérent. La première contribution est l'obtention d'une nouvelle expression analytique de la BCR pour l'estimation du retard, en considérant un signal générique à bande limitée et un retard de propagation constant, cette expression offrant de nouvelles possibilités pour la conception d'un signal optimal. Cette expression de la BCR est ensuite utilisée pour caractériser l'estimation conjointe du retard et de la phase du signal. Cette approche est pertinente pour la localisation précise, exploitant la phase de la porteuse, telles que PPP et RTK. Par ailleurs, ces travaux de recherche ont permis de mettre en évidence l'absence d'une analyse complète des performances des signaux GNSS dans la littérature scientifique, d'un point de vue de l'estimation optimale. L'analyse présentée ici vise à combler cette lacune et fournit également les limites de performance du positionnement standard. Pour franchir cette limite, il devient alors nécessaire de recourir aux techniques de positionnement basées sur la phase de la porteuse. Enfin, nous étendons la formulation analytique de la BCR générique pour inclure l'estimation conjointe du retard et du Doppler, d'abord pour les signaux à bande étroite, puis pour leurs homologues à large bande, incluant également l'amplitude et la phase.

L'avènement des Système de Positionnement par Satellites, également désigné sous le sigle GNSS, a révolutionné le monde d'aujourd'hui avec des applications diverses, de la localisation à la télédétection. Le principe du GNSS est basé sur la trilatération, qui dépend de l'estimation du retard de propagation et de l'effet Doppler. En effet, la synchronisation retard-Doppler est un sujet de recherche important pour de nombreux domaines, avec des applications pratiques telles que le radar, le sonar, l'ultrason, la télécommunication et la navigation. Or, pour la conception et l'évaluation des techniques d'estimation, il est important de connaître la meilleure performance accessible au sens de l'erreur quadratique moyenne (EQM), ce qui est fourni par le calcul des bornes inférieures (BI) sur l'EQM.Par rapport aux autres BI, les bornes de Cramér-Rao (BCR) sont plus simples à calculer et fournissent une estimation précise de l'EQM de l'estimateur au sens du Maximum de Vraisemblance (EMV) dans la région d'opération asymptotique, sous certaines conditions. Aussi, les architectures des récepteurs GNSS reposent sur des approches d'acquisition et de suivi, effectuée de manière scalaire, qui peuvent être considérées comme des instances particulières de l'EMV. Cependant, malgré une littérature fournie sur les BCR relatives à l'estimation retard-Doppler, la plupart de ces expressions de la BCR sont trop restrictives et ne concernent que le modèle de signal à bande étroite, sans tenir compte de l'impact de l'effet du Doppler sur le signal en bande de base. En effet, une expression analytique de BCR, suffisamment générale et facile à utiliser, pour n'importe quel signal à bande limitée, n'était pas disponible au début de cette thèse.L'objectif principal de la présente thèse porte sur la caractérisation des performances asymptotiques de l'estimation du retard et du Doppler par un EMV cohérent. La première contribution est l'obtention d'une nouvelle expression analytique de la BCR pour l'estimation du retard, en considérant un signal générique à bande limitée et un retard de propagation constant, cette expression offrant de nouvelles possibilités pour la conception d'un signal optimal. Cette expression de la BCR est ensuite utilisée pour caractériser l'estimation conjointe du retard et de la phase du signal. Cette approche est pertinente pour la localisation précise, exploitant la phase de la porteuse, telles que PPP et RTK. Par ailleurs, ces travaux de recherche ont permis de mettre en évidence l'absence d'une analyse complète des performances des signaux GNSS dans la littérature scientifique, d'un point de vue de l'estimation optimale. L'analyse présentée ici vise à combler cette lacune et fournit également les limites de performance du positionnement standard. Pour franchir cette limite, il devient alors nécessaire de recourir aux techniques de positionnement basées sur la phase de la porteuse. Enfin, nous étendons la formulation analytique de la BCR générique pour inclure l'estimation conjointe du retard et du Doppler, d'abord pour les signaux à bande étroite, puis pour leurs homologues à large bande, incluant également l'amplitude et la phase.