We advocate effective field theory to analyse new physics in the lepton sector. When the new states are out of experimental reach, the only parameters relevant for phenomenology are the Wilson coefficients of higher dimensional operators, obtained by decoupling the heavy states. We illustrate the advantages of such effective description for a few representative models of neutrino masses, which may induce a variety of low-energy leptonic observables.

In road environments, real-time knowledge of local weather conditions is an essential prerequisite for addressing the twin challenges of enhancing road safety and avoiding congestions. Currently, the main means of quantifying weather conditions along a road network requires the installation of meteorological stations. Such stations are costly and must be maintained; however, large numbers of cameras are already installed on the roadside. A new artificial intelligence method that uses road traffic cameras and a convolution neural network to detect weather conditions has, therefore, been proposed. It addresses a clearly defined set of constraints relating to the ability to operate in real-time and to classify the full spectrum of meteorological conditions and order them according to their intensity. The method can differentiate between five weather conditions such as normal (no precipitation), heavy rain, light rain, heavy fog and light fog. The deep-learning method’s training and testing phases were conducted using a new database called the Cerema-AWH (Adverse Weather Highway) database. After several optimisation steps, the proposed method obtained an accuracy of 0.99 for classification.

The amount and characteristics of plastic waste in the environment are closely monitored with the regular expansion of their collection to smaller debris sizes and new compartments, such as atmosphere, soil and even food. These data, subject to constant re-evaluation, are necessary to assess the threat that plastic particles pose. In this article, we take stock of the most recent measurements of their size distribution on the ocean surface. We confront the observed size distribution to the commonly invoked degradation modes of plastics and propose a scenario that accounts for the quite unusual features of the size distribution of floating debris. We conclude that delamination alone could be a major mechanism explaining the large number of small microplastics (<150 μm) in the ocean.

Silica aerogels are known to be materials with exceptional characteristics, such as ultra-low density, high surface area, high porosity, high adsorption, and low-thermal conductivity. In addition, these unique properties are mainly related to their specific processing. Depending on the aerogel synthesis procedure, the aerogels texture can be tailored with meso and/or macroporosity. Fractal geometry has been observed and used to describe silica aerogels at nanoscales in certain conditions. In this review paper, we describe the fractal structure of silica aerogels that can develop depending on the synthesis conditions. X-ray and neutron scattering measurements allow to show that silica aerogels can exhibit a fractal structure over one or even more than two orders of magnitude in length. The fractal dimension does not depend directly on the material density but can vary with the synthesis conditions. It ranges typically between 1.6 and 2.4. The effect of the introduction of silica particles or of further thermal treatment or compression of the silica aerogels on their microstructure and their fractal characteristics is also resumed.

Pouvoir contrôler les propriétés physiques de systèmes quantiques individuels a déclenché l'essor du domaine des technologies quantiques visant à créer de nouveaux composants et machines aux fonctionnalités inégalées par des systèmes physiques classiques. Parmi les systèmes quantiques étudiés, les défauts ponctuels optiquement actifs des semiconducteurs ont l'avantage de se comporter comme des atomes artificiels à l'état solide. Isolés à l'échelle individuelle, ils présentent une émission de photons uniques pouvant être utilisée pour réaliser des communications quantiques. Certains défauts possèdent également un spin électronique contrôlable qui peut servir de mémoire quantique et de capteur quantique nanométrique. Le centre NV du diamant est actuellement le défaut fluorescent de loin le plus étudié, car ses propriétés quantiques peuvent être exploitées à température ambiante.Cependant, la plateforme idéale pour développer des technologies à large échelle est le silicium. Ce semiconducteur a toutefois été laissé de côté en raison de sa faible énergie de bande interdite. De fait, aucun défaut optiquement actif n'y avait été détecté de façon individuelle au début de cette thèse.Après de premiers travaux sur le centre NV et sa dynamique de conversion d’état de charge, le cœur de cette thèse a été consacré à l’étude des défauts fluorescents dans le silicium pour pouvoir les isoler à l'échelle individuelle. Cet objectif a d’abord requis le développement d’un nouveau montage de microscope optique à froid, optimisé pour le proche infrarouge. Les premiers efforts ont été consacrés à la détection d'un défaut à base d'impuretés de carbone, appelé le centre G, qui présente une émission optique aux longueurs d'onde télécom adaptées à la propagation dans les fibres optiques et des propriétés de spin potentiellement avantageuses pour les technologies quantiques. L'exploration d'échantillons de silicium implantés carbone a permis de détecter des centres G uniques, mais également de mettre à jour sept autres familles de défauts fluorescents individuels non répertoriées dans la littérature sur les mesures d'ensembles. En parallèle, des défauts individuels associés à un complexe d'atomes de silicium interstitiels ont aussi été observés dans un autre échantillon de silicium. L'analyse de l'émission de photons uniques de ces différents émetteurs ainsi que leur spectroscopie optique ont permis de mettre en évidence des propriétés inaccessibles sur les mesures réalisées à partir d'ensembles de défauts. La première détection de défauts individuels optiquement actifs dans le silicium ouvre une nouvelle voie d'exploration pour les technologies quantiques dans ce matériau majeur de l'industrie des semiconducteurs. Un des prochains challenges sera notamment de démontrer le contrôle des états de spin associés à ces défauts uniques. Au-delà des applications quantiques, l'étude à l'échelle individuelle des défauts fluorescents du silicium pourrait également apporter de nouvelles découvertes sur ces systèmes d'intérêt à la fois fondamental et appliqué.