La réduction des nuisances sonores est un enjeu permanent pour les acteurs du transport aérien, notamment autour des aéroports. En particulier, le bruit de soufflante (fan noise) tient une place importante dans le bruit global de l’avion. Aussi, relativement à la réduction du bruit d'aéronef, sont développés des matériaux dits liners positionnés le long de la nacelle moteur. De par leur position à l'intérieur des nacelles de réacteurs, ces traitements acoustiques sont soumis à de forts niveaux sonores, à un écoulement rasant important, et à des gradients thermiques intenses.Cette étude a consisté à mettre en place une métrologie multi-physiques (acoustique, aérodynamique, thermique et turbulence) permettant de constituer une base de données expérimentales, afin d’améliorer la compréhension des phénomènes physiques en jeu et d’alimenter les modèles de conception de liners pour répondre aux nouveaux enjeux posés par l'implantation des liners dans les nacelles.Compte tenu de la complexité des phénomènes physiques mis en jeu, un effort important a été conduit pour disposer d'outils expérimentaux performants pour caractériser finement le couplage entre l'acoustique, la thermique et la turbulence. On associe donc des mesures microphoniques classiques permettant de déterminer le comportement acoustique des liners et des mesures par thermographie infrarouge pour caractériser leur réponse aérothermique. Une veine d'essai spécifique permettant d'intégrer ces différentes techniques de mesure a été réalisée, et une nouvelle méthode de détermination d'impédance acoustique a été développée afin de prendre en compte les effets aéroacoustiques. Une modélisation des phénomènes de transfert et de convection thermiques a ensuite permis de lier la réponse aérothermique au comportement acoustique des échantillons de liners sélectionnés pour l'étude.

Gaz ionisés composés d’électrons, d’ions et de neutres, les décharges plasmas ont déjà démontré leur potentialité pour le développement de systèmes radiofréquences et micro-ondes. Plus particulièrement, le contrôle de la densité électronique et l’aspect allumage/extinction (mode ON/OFF) des décharges plasmas suscitent un intérêt croissant pour le développement d’antennes furtives reconfigurables en fréquence et/ou en diagramme de rayonnement. Ces antennes exploitent principalement deux comportements électromagnétiques des décharges plasmas, le comportement électrique, pour lequel la partie réelle de la permittivité relative du plasma est grandement négative, et le comportement diélectrique lorsque cette dernière est comprise entre 0 et 1.Récemment, un nouveau type d’antenne plasma miniature a été proposé et expérimentalement étudié en bande VHF [1]. Dans son utilisation, le plasma ne se comporte ni comme un bon conducteur électrique, ni comme un matériau diélectrique, mais comme un mauvais conducteur aussi appelé matériau ENG (Epsilon NéGatif). L’antenne consiste alors en un monopole miniature couplé à un résonateur ENG hémisphérique de dimension sub-longueur d’onde obtenu grâce à une décharge plasma. Les travaux présentés dans [1], issus d’une précédente thèse [2], permirent de mettre en évidence un phénomène de résonance associé à un rayonnement électromagnétique de l’antenne plasma miniature. La reconfigurabilité en fréquence de l’antenne a également été observée en modifiant la puissance électromagnétique communiquée au plasma et donc sa densité électronique.Dans ces travaux de thèse, nous poursuivons le développement de cette antenne plasma miniature. Plus spécifiquement, ce travail de recherche a pour but de : • comprendre le phénomène physique opérant au sein du plasma à l’origine du rayonnement électromagnétique de l’antenne plasma miniature • mettre en œuvre des dispositifs de mesure pour évaluer ses performances antennaires, • étudier expérimentalement les propriétés potentielles de durcissement électromagnétique de l’antenne • proposer une modélisation numérique de cette antenne non-standard.Au cours de cette thèse, les différents travaux de recherche ayant été menés afin de répondre aux objectifs sont : • un état de l’art sur les antennes à plasma • le développement d’un modèle analytique afin de proposer une description phénoménologique de la résonance plasmonique, phénomène physique à l’origine du rayonnement électromagnétique de l’antenne • l’élaboration de dispositifs de mesure dédiés à la caractérisation des propriétés de cette antenne • la mesure des performances de l’antenne plasma miniature ainsi que la mise en évidence expérimentale de ses propriétés de durcissement électromagnétique • la mise en œuvre d’une stratégie pour modéliser numériquement cette antenne plasma miniature

Le problème de la transmission de ressources indivisibles au travers d'un réseau est un problème générique présent dans de nombreuses applications. En effet, ce type de problème se retrouve dans des industries telles que le transport de fret ou encore les télécommunications (réseaux optiques, communications satellitaires ...). L'amélioration des méthodes de résolution pour ce problème représente donc un enjeu important, en particulier dans l'application industrielle qui motive cette thèse : la constellation de satellites de télécommunication Telesat. En effet, cette industrie tend à construire des constellations contenant de plus en plus de satellites afin d'augmenter le débit internet que le système est capable de transmettre. En parallèle de l'augmentation du nombre de satellites, on constate aussi une augmentation du nombre d'utilisateurs de ces constellations. Celle ci s'explique à la fois par l'accroissement de la richesse de la population, l'essor de nouvelles applications telles que les accès internet dans les avions ou les bateaux mais aussi tout simplement par l'augmentation de la capacité et de la qualité des services de télécommunication par satellite. La combinaison de ces facteurs tend à créer des problèmes de transmission de ressources de plus en plus difficiles à résoudre ce qui nécessite des algorithmes de résolution plus performants.Dans cette thèse, nous nous intéressons au problème de transmission de la ressource indivisible qu'est le débit des utilisateurs dans une constellation. Ce problème correspond à un problème classiquement étudié dans la littérature des problèmes de flots, sous le nom de problème de flot insécable. Bien que ses propriétés théoriques soient bien connue et que de nombreuses approches de résolution existent, les méthodes de résolution proposées manquent d'efficacité lorsque la taille du problème est importante. Nous tentons de combler cette lacune en proposant des algorithmes présentant de bonnes performances sur de grandes instances de ce problème. D'autre part, l'introduction de la dynamique de la constellation dans le problème nous mène à nous intéresser au problème de flot insécable dynamique. Ce problème est peu étudié dans la littérature, c'est pourquoi nous étendons l'ensemble des méthodes de résolution testées sur ce problème en proposant différentes approches et en les comparant expérimentalement sur des jeux d'instances que nous proposons. Enfin, nous étudions des méthodes de décomposition permettant de renforcer la relaxation linéaire du problème flot insécable. En effet, cette relaxation linéaire est à la base de la plupart de méthode de résolution proposée dans la littérature. Le calcul d'une relaxation puissante est donc un enjeu de la résolution du problème de flot insécable. Après avoir présenté et réimplémenté deux méthodes de la littérature, nous proposons une nouvelle méthode de décomposition s'inspirant des deux méthodes précédentes. Une étude empirique montre que la nouvelle méthode proposée possède un avantage compétitif important sur les grandes instances du problème de flot insécable.

L’essor des satellites artificiels couvrant des applications de télécommunication et d’observation scientifique, ainsi que des besoins miliaires, requiert le développement de puissants systèmes d’alimentation électrique en milieu spatial.Ces systèmes reposent très majoritairement sur la conversion photovoltaïque et la technologie des cellules solaires à multi-jonction (MJSC).La structure standard de MJSC utilisée pour les applications spatiales est la tri-jonction GaInP/(In)GaAs/Ge. Afin d’augmenter le rendement de cette MJSC, il est nécessaire de mieux exploiter le proche infrarouge en remplaçant la souscellule de germanium ou en introduisant une 4e sous-cellule dont l’énergie de bande interdite est égale à 1 eV. Cette cellule doit avoir le même paramètre de maille que Ge ou GaAs et doit être capable de générer environ 15 mA/cm2 en condition d’intégration. De plus, il est indispensable que cette cellule soit résistante aux radiations spatiales afin de garantir une longue durée de vie de la structureMJSC.Dans le cadre de cette thèse, nous avons étudié le quaternaire InGaAsN pour répondre à ces exigences d’intégration MJSC et de tenue en milieu spatial. Nous avons commencé par faire croître des couches cellules solaires et des couches bulk d’InGaAsN par épitaxie par jets moléculaires (EJM). De nombreuses caractérisations matériaux nous ont permis de comprendre l’impact des conditions de croissance épitaxiale sur les propriétés opto-électroniques de l’InGaAsN et ainsid’optimiser notre procédé de fabrication.Des cellules solaires ont par ailleurs été fabriquées en salle blanche (lithographie, métallisation, gravure) avant d’être caractérisées par mesure courant tension et réponse spectrale. En conditions d’intégration MJSC, nos cellules pourraient générer des densités de courant environ égales à 8 mA/cm2. L’intégration de ces cellules au sein d’une structure tandem GaAs/InGaAsN a par ailleurs étédémontrée. Des cellules solaires InGaAsN ainsi que des échantillons pour la photoluminescence (PL) et la spectroscopie de défauts profonds (DLTS) ont par la suite été irradiés sous électrons et protons 1 MeV. La comparaison des caractéristiques matériaux et cellules avant et après irradiation nous a permis d’analyser les mécanismes de dégradation ayant lieu dans l’InGaAsN. Globalement, les cellules solaires d’InGaAsN apparaissent plus résistantes aux irradiations électroniques et protoniques que les cellules de GaAs.

Depuis maintenant quelques années, de nombreux pays émergents deviennent des acteurs importants sur le marché des télécommunications. De par le sous-développement, voire même, l’absence d’infrastructures terrestres, les télécommunications par satellite sont particulièrement attrayantes pour ces pays. Cependant, une des grandes particularités de ces pays est qu’ils se trouvent majoritairement en régions tropicales et équatoriales. Cet aspect est ici mis en avant car la propagation Terre-Espace a été, jusque-là, principalement étudiée pour des régions tempérées telles que l’Europe et l’Amérique du Nord. Ces études ont montré qu’aux bandes de fréquences actuellement utilisées pour les systèmes de télécommunications par satellites, l’atténuation du signal la plus importante était causée par la pluie. Néanmoins, les caractéristiques des évènements précipitants en régions tropicales et équatoriales sont très différentes de celles observées en régions tempérées. De ce fait, une étude plus approfondie des différents modèles de propagation en régions tropicales et équatoriales est aujourd’hui nécessaire. De surcroit, il existe aujourd’hui un manque flagrant de données expérimentales dans ces régions pour permettre de valider et optimiser les modèles d’atténuation existants.C’est dans cette problématique que s’inscrit cette thèse en proposant l’utilisation d’un nouveau type de modèle hybride utilisant un simulateur numérique de l’atmosphère à haute résolution couplé à un module d’atténuation troposphérique. L’intérêt d’un tel modèle hybride est de pouvoir modéliser la propagation troposphérique pour tout type de liaison satellite. Ce modèle WRF-EMM est ici tester pour la première fois en région équatoriale à Kourou, à l’aide des données expérimentales recueillies durant la campagne de propagation ONERA/CNES en Guyane Française. Après l’observation d’une performance du modèle très variable d’un point de vue mensuel, une optimisation du modèle météo est présentée afin d’obtenir une configuration plus adéquate pour Kourou.

Les revêtements de barrière thermique (BT) élaborés par APS sont couramment utilisés aujourd'hui dans le domaine des moteurs aéronautiques civils, en particulier sur les composants chauds des turbomachines tels que la chambre de combustion et les aubes de turbine. De nos jours, des moyens de diagnostic non intrusifs sont nécessaires pour surveiller et prédire la durée de vie des BT. Le dopage des BT avec des terres rares est une approche prometteuse pour atteindre cet objectif.Dans ce travail, CoCrAlY a été sélectionné comme bond coat, et les poudres YSZ vs YSZ:Eu (2mol% Eu3+ dopé) ont été choisies pour top coat. Trois BT avec différentes structures de dopage ont été préparées avec succès sur des substrats Hastelloy-X par APS. L'étude a comparé les changements de performance (ténacité apparente à la fracture interfaciale, morphologie TGO et mécanisme de rupture) des trois types d'échantillons, à savoir Type A (YSZ:Eu3+), Type B (YSZ:Eu3+ + YSZ) et Type C (YSZ), sous oxydation isotherme, choc thermique et oxydation cyclique. Dans le même temps, les propriétés de photoluminescence des échantillons ont été mesurées.(1) Le dopage Eu3+ à 2mol% n'a pratiquement aucun effet sur la densité et les propriétés mécaniques intrinsèques de la BT. Comme prévu, le dopage des ions Eu3+ réduit efficacement la conductivité thermique de la BT.(2) L'influence d'une faible quantité de dopage Eu3+ sur la microstructure et les propriétés mécaniques des YSZ BT sous traitement d'oxydation isotherme peut être négligée. Après avoir subi le même traitement d'oxydation isotherme, aucune inter-diffusion ne se produit entre les différentes couches, la ténacité interfaciale apparente et l'épaisseur de TGO des Types A et C sont approximativement les mêmes, et la défaillance de BT se produit principalement au niveau de l’interface entre TGO / top coat.(3) Le dopage de Eu3+ inhibe dans une certaine mesure la croissance et l'évolution de TGO pendant les essais de choc thermique et d’oxydation cyclique, ce qui a légèrement amélioré les propriétés mécaniques du BT. Le mode de défaillance du revêtement après traitement thermique cyclique est la défaillance interne à la top coat.(4) La BT de Type A est plus adaptée aux revêtements pour applications capteurs. L'intensité de photoluminescence détectée par Type B est nettement inférieure à celle de Type A, car dans le Type B, les ions Eu3+ ne sont incorporés que dans la moitié du revêtement à proximité de la bond coat et son signal lumineux est par conséquent partiellement absorbé / diffusé par la moitié supérieure de YSZ pur.(5) Il est possible d'utiliser Eu3+ comme élément marqueur de l'histoire thermique des YSZ BT pour la détection de l'histoire thermique in-situ. L'intensité lumineuse de Type A et B après traitement thermique diminue avec l'augmentation du temps d'oxydation isotherme (100 à 800 h) en raison de la pollution de surface du Cr2O3 et du CoO diffusant à partir de la bond coat après un traitement à haute température de longue durée. Cela réduit l’intensité lumineuse de la BT en raison de la re-modification de la propriété optique du revêtement. Parallèlement, l'augmentation de la porosité a également un rôle négatif pour diminuer la transmission lumineuse de la BT. A l’inverse, pour augmenter le nombre de chocs thermiques et de cycle d'oxydation, le temps de chauffage court favorise le comportement de transition de l'état amorphe à l'état cristallin, tout en améliorant le niveau de cristallinité et la croissance des cristallites à l'intérieur du revêtement, augmentant ainsi l'intensité de photoluminescence.(6) Les différences entre zone fissurée et zone non fissurée pourraient être détectées en utilisant la voie de photoluminescence. En général, l'intensité de photoluminescence de la zone défectueuse interne est plus forte que la zone intacte, ce qui est dû à la réflectivité interne élevée du signal lumineux provoquée par la zone de délamination.

Les travaux menés durant cette thèse s'inscrivent dans le cadre du développement d'instruments de métrologie pour la mécanique des fluides, notamment dans le domaine de la visualisation des écoulements.La BOS3D (pour Background Oriented Schlieren 3D) est une technique capable de fournir des champs 3D instantanés de densité ou de température. Développée à l'ONERA au cours des thèses de V. Todoroff et F. Nicolas, cette technique se base sur l’exploitation de la déviation des rayons lumineux à travers un milieu d'indice optique non homogène.Elle consiste ainsi comparer l’image d’un motif texturé placé derrière un écoulement avec l’image de ce même motif en absence d’écoulement. Les variations de l'indice optique au sein de ce dernier dues aux fluctuations de masse volumique (induites par des variations de température et/ou de pression) courbent le trajet des rayons lumineux. Un déplacement apparent de la texture de l'arrière-plan est observé et calculé par des techniques de corrélation d'images numériques telles que celles couramment utilisées en PIV. En faisant une acquisition simultanée suivant différents points de vue, il est possible de reconstruire le champ de masse volumique associé en résolvant un problème inverse régularisé.Afin de poursuivre le développement de cette technique, nous avons étudié différentes solutions techniques permettant l’amélioration de la résolution spatiale sans dégrader la sensibilité de la mesure. Parmi les solutions étudiées figurent les fonds rétroréfléchissants, les objectifs télécentriques et l'utilisation du speckle pour la génération des fonds texturés utilisés en BOS.Une première campagne expérimentale sur un jet supersonique sous-étendu a, dans un premier temps, validée les améliorations apportées par les solutions proposées sur la résolution spatiale. D’autre part, l’application de la technique BOS3D sur ce type d’écoulement, nous a permis de détailler une partie de la dynamique du phénomène aéroacoustique de screech qui lui est associé. Ainsi, grâce à des acquisitions BOS3D couplées à des mesures acoustiques, nous avons reconstitués la dynamique de deux modes caractéristiques.Une deuxième campagne effectuée dans la soufflerie F2 de l'ONERA, avait pour objet l’étude d’un jet chaud débouchant dans un écoulement transverse. L’utilisation de la méthode BOS3D dans ce cadre a montré les limites actuelles de la technique pour le traitement d’écoulements complexes en soufflerie, comme par exemple les contraintes imposées sur la disposition des caméras. Néanmoins, à partir de l’étude de la reconstruction tomographique sur une simulation numérique de l’écoulement, nous discutons de différentes voies d’amélioration permettant à l’avenir l’utilisation pratique de la technique BOS3D en soufflerie.

Dans le cadre de la recherche doctorale, une méthode complète sera établie pour la conception aérodynamique de drone de longue endurance à décollage et atterrissage vertical (DAV). Les technologies critiques seront identifiées et simulées par les modèles d’ordre réduit afin de construire une méthode d'ingénierie rapide. En vue de maximiser la performance de drones convertibles de longue endurance, les technologies critiques incluent: 1) l'intégration du moteur et du fuselage; 2) les effets aérodynamiques en contrôle de vol; 3) l’optimisation aérodynamique globale au niveau du système. Les méthodes de calcul de chaque problème seront développées sur la base des théories contemporaines. La solution sera validée avec des simulations numériques haute fidélité telles que l’URANS ou la méthode de Boltzmann sur réseau. Les essais des composants ou de la configuration complète seront également effectués en utilisant une soufflerie bas Reynolds à l'ISAE. Des études sur l'intégration de la propulsion et du fuselage seront menées au cours de la première année. En vol de transition, la performance de l'hélice en incidence est très différente de celle du vol axial et la présence rapprochée des ailes change également la portance et la traînée. Par conséquent, un modèle d’ordre réduit pour l'hélice en incidence élevée sera développé sur la base de la méthode BEMT de Leishman [1]. Le sillage incliné de l'hélice sera modélisé en modifiant une méthode conventionnelle telle que Selig [2]. Le modèle d'hélice sera combiné avec une analyse d'interaction hélice-voilure basée sur Veldhuis [3] pour étudier les paramètres critiques pendant le vol de transition. Les forces et les moments aérodynamiques statiques et dynamiques générés par les surfaces de contrôle sont essentiels pour un contrôle robuste pendant le vol de transition et, par conséquent, une étude de configuration sera effectuée en comparant des configurations potentielles de drone convertible avec différentes dispositions d'hélice et des dispositions de surface de contrôle de vol. Sur la base des études de McCormick [4] et de Phillips [5], une étude détaillée des caractéristiques du moment aérodynamique longitudinal et latéral de différentes configurations sera effectuée avant l'été 2019 pour la phase de transition. La phase finale de la thèse sera consacrée à l'intégration de divers modèles d'ordre réduit, tel que l'intégration de propulsion, l'analyse de contrôle de vol et l'analyse classique de performance de croisière, pour former une plateforme pour l'optimisation aérodynamique globale et aider à concevoir des drones convertibles de longue endurance. La méthode sera démontrée par une analyse sur un prototype conforme aux spécifications de Delair Tech. Grâce à la collaboration avec l’ENAC, un prototype sera fabriqué pour démontrer les technologies développées. La conception du prototype intégrera la loi de contrôle de vol mise en œuvre par la plateforme de pilote automatique Paparazzi. Les données des essais en vol obtenues confirmeront la méthodologie en milieu opérationnel. La méthodologie de conception aérodynamique sera disponible sous la forme d'un programme informatique open source ainsi que d'un manuscrit publié. Refs: [1] Leishman, Gordon J. Principles of helicopter aerodynamics with CD extra. Cambridge university press, 2006. [2] Selig, Michael S. 'Modeling propeller aerodynamics and slipstream effects on small UAVs in realtime.' AIAA Paper 7938 (2010). [3] Veldhuis, L. M., “Review of Propeller Wing Aerodynamic Interference,” ICAS 2004, 24th international congress of the aeronautical sciences, 2004. [4] McCormick, Barnes Warnock. Aerodynamics, aeronautics, and flight mechanics. Vol. 2. New York: Wiley, 1995. [5] Phillips, Warren F. Mechanics of flight. John Wiley & Sons, 2004.

Au cours d’un vol, les pilotes doivent surveiller des instruments de vol spécifiques (indicateur d’attitude, vitesse, altimètre, les paramètres moteurs) ainsi que l’environnement extérieur (repérer des éléments du relief au sol notamment lors de conditions météorologiques dégagées et à basse altitude) pour mettre à jour leur conscience de la situation. Cette activité de surveillance (monitoring), critique durant les phases de vols dites évolutives (décollage, phase d’approche, et atterrissage), tient compte de l’observation et de l’interprétation de la trajectoire, des modes d’automatisation sélectionnés, des systèmes utilisés à bord. Cela suppose une comparaison en temps réel entre les données affichées aux instruments et les valeurs attendues lors des phases de vols. Une surveillance appropriée du cockpit permet de prendre des mesures correctives (ajuster la trajectoire de l’avion lors de la détection d’une déviation observable sur la zone d’attitude) en temps opportun lors de la déviation d’un paramètre, garantissant ainsi un niveau de sécurité optimal. Cette activité de surveillance est structurée en séquence d’engagement et de réorientation de l’attention visuelle du pilote d’un instrument vers un autre. Les rapports d’accidents ont démontré que bien souvent les erreurs de pilotage, tels que des trajectoires incorrectes ou bien une survitesse à l’atterrissage, étaient la résultante d’une surveillance défaillante et/ou inadéquate des instruments du cockpit. L’enjeu de ce travail de recherche est d’’améliorer la sécurité des vols notamment grâce à l’intégration d’un oculomètre et/ou la recherche de solution pour améliorer l’entrainement des pilotes en vue de réduire les erreurs de surveillance à bord. Les mouvements des yeux sont une fenêtre sur l’état cognitif du pilote et permettent de révéler les chemins attentionnels empruntés par l’opérateur à travers son parcours visuel. En lien avec les problématiques de surveillance dans les cockpits, nous avons élaboré un assistant de vol (FETA : Flight Eye Tracking Assistant) basé sur des comportements visuels d’experts (24 pilotes avec plus de 1600 heures de vols). Cet assistant prévient les pilotes, grâce à une alarme auditive, quand ils ne consultent plus suffisamment un instrument de vol en comparaison avec la base de données des mouvements oculaires experts. Une évaluation facteurs humains de cet assistant a soulevé plusieurs problématiques et a ouvert la voie à de nouvelles recherches concernant l’utilisation de métriques reflétant aux mieux les parcours oculaires dans le cockpit et permettant précisément de quantifier l’attention visuelle d’un pilote à bord. Une partie de ce travail de recherche s’appuie sur une comparaison entre novices et experts afin de quantifier la marque de l’expertise. Une méthode utilisant le K coefficient appliqué aux AOI a permis de qualifier l’attention visuelle des pilotes (focal vs ambient) au cours de scenario en simulateur de vols présentant différentes charges d’activité visuomoteur. Des méthodes d’apprentissage machine basée sur des matrices de transition ont permis de classifier l’expertise avec une précision de 91%. Enfin, deux méthodes ont été utilisées pour qualifier et quantifier les stratégies visuelles dans le cockpit. Une méthode utilisant la Complexité de Lempel-Ziv (LZC), un algorithme de compression des données, permettant de mettre en lumière la complexité des séquences de balayage dans le cockpit. Ainsi que le méthode N-gram, a l’origine issue de la recherche sur les séquences ADN, permettant de quantifier les patterns communs au groupe d’expert et la longueur des patterns utilisés

Les capteurs d’image embarqués à bord des satellites, également appelés imageurs, jouent un rôle crucial pour le bon déroulement des missions spatiales. Cependant, ces matrices de pixels sont sensibles aux particules énergétiques issues des diverses sources de rayonnement de l’environnement spatial. Dans certains cas, les interactions entre le rayonnement énergétique et la matière modifient la structure cristalline du semi-conducteur qui compose la zone sensible du pixel. Par la suite, les défauts cristallins produits lors de l’irradiation vont se réorganiser pour former des entités électriquement actives et stables dans le temps. Ces défauts, également appelés pièges, vont contribuer à augmenter le signal parasite intrinsèque à chaque pixel : le courant d’obscurité. Après irradiation et sans exposition lumineuse, une augmentation de l’amplitude moyenne du courant d’obscurité ainsi que sa disparité entre chaque pixel est observée. La distribution des courants d’obscurité (également appelée « DarkCurrent Non Uniformity » en anglais, abrégé DCNU) évolue dans le temps avec le niveau d’irradiation.La thèse vise à apporter des éléments de compréhension pour améliorer l’estimation de l’augmentation du courant d’obscurité après irradiation. Les travaux de recherches menés au cours de cette thèse se focalisent en grande partie sur la prédiction du nombre et de l’intensité des pixels fortement dégradés, car ce sont les plus pénalisants pour le fonctionnement nominal d’un imageur. La méthode de prédiction des distributions de courant d’obscurité post-irradiation développée par l’ONERA (DAAN) a été améliorée par l’adjonction de nouveaux modèles.La démarche des travaux de thèse a consisté dans un premier temps à améliorer la prise en compte des effets du champ électrique sur le taux de génération de paires électron-trou des défauts électriquement actifs. En première approximation, les mécanismes physiques liés à l’influence du champ électrique étaient modélisés en une dimension. Cependant, une telle modélisation est connue pour surestimer l’impact du champ électrique sur le courant d’obscurité. C’est pourquoi nous avons développé un modèle original d’effets de champ électrique en trois dimensions. Ce nouveau modèle permet de réduire l’amplitude des effets du champ électrique sur le taux de génération de paires électron-trou, et par extension sur le courant d’obscurité.La méthode de prédiction originale utilise le facteur de dommage universel. Ce coefficient empirique représente une dégradation moyenne, et masque les phénomènes de réorganisation qui se mettent en place au cours du temps. C’est pourquoi dans un second temps, un modèle de réorganisation des défauts dans la matière cristalline a été développé. Ce modèle repose sur un algorithme de type Kinetic Monte Carlo (KMC) optimisé par méthode dite « octree ». D’une part cet outil a pour but d’estimer la population type de pièges présente après des temps longs de guérison. D’autre part, cet algorithme est utilisé pour évaluer le nombre de défauts qui ont guéri au cours du temps par rapport à l’état initial. En première approximation, une répartition uniforme de ces défauts dans le volume de simulation est considérée à l’état initial.Dans un dernier temps, les cascades de dommage sont modélisées avec GEANT4 puis sont traitées par notre outil KMC pour estimer de manière la plus réaliste possible les processus de guérison.Les taux de guérison obtenus sont en accord avec la littérature. Ces informations sont ensuite utilisées dans l’outil de prédiction des courants d’obscurité, ce qui permet de s’affranchir de l’utilisation du facteur de dommage universel et d’estimer de manière la plus réaliste possible l’augmentation du courant d’obscurité après irradiation. Cette chaîne de modélisation simule des distributions de courant d’obscurité proches des mesures expérimentales. Nous proposons de cette manière une méthode analytique alternative au facteur de dommage universel.