Développement et application d`une pince optique à fibres

THÈSE
Pour obtenir le grade de
DOCTEUR DE L’UNIVERSITÉ DE GRENOBLE
Spécialité : Physique
Arrêté ministériel : 7 août 2006
Présentée par
Jean-Baptiste Decombe
Thèse dirigée par Jochen Fick
et codirigée par Géraldine Dantelle
préparée à l’Institut Néel CNRS
dans l’Ecole Doctorale de Physique de Grenoble
Développement et application
d’une pince optique
à fibres nano-structurées
Thèse soutenue publiquement le 20 Octobre 2015,
devant le jury composé de :
Dr. Frédérique de Fornel
Directrice de Recherche, Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne,
Dijon, Rapporteur
Dr. Thierry Grosjean
Chargé de Recherche, Institut FEMTO-ST, Besançon, Rapporteur
Pr. Eric Lacot
Professeur, Université Joseph Fourier, Grenoble, Président du jury
Pr. Olav Gaute Hellesø
Professeur, Université de Tromsø, Norvège, Examinateur
Dr. Géraldine Dantelle
Chargée de Recherche, Institut Néel, Grenoble, Co-Directrice de thèse
Dr. Jochen Fick
Chargé de Recherche, Institut Néel, Grenoble, Directeur de thèse

Remerciements
J’aimerais remercier ici toutes les personnes qui m’ont permis de réaliser trois très
belles années de thèse à l’Institut Néel et de mener ce projet à son terme.
Je remercie en premier lieu Alain Schuhl et Hervé Courtois, directeurs successifs de
l’Institut Néel de m’avoir accueilli au sein du laboratoire.
Je remercie également les membres de mon jury pour l’intérêt qu’ils ont porté à mes
travaux. Merci à Eric Lacot pour avoir accepté de présider ce jury, à Frédérique de
Fornel et Thierry Grosjean rapporteurs de ce manuscrit, pour leurs lectures attentives,
leurs remarques et critiques, ainsi qu’à Olav Gaute Hellesø pour sa participation et
les discussions intéressantes que nous avons pu échanger.
Je tiens tout particulièrement à exprimer ma gratitude envers mes deux directeurs
de thèse Géraldine Dantelle et Jochen Fick. Merci à Géraldine pour sa bonne
humeur, son enthousiasme et ses conseils avisés notamment concernant la chimie. J’ai
adoré maniper avec toi. Je remercie Jochen pour sa disponibilité au quotidien, les
discussions scientifiques innombrables qui m’ont permis d’y voir plus clair et parfois
de me remettre dans le droit chemin. Vous m’avez été d’un énorme soutien.
Le fait que ces travaux soient intégrés dans un projet national de recherche a été très
enrichissant. Cela m’a permis de rencontrer de nombreuses personnes extérieures à
l’Institut Néel dans des domaines différents, à travers des collaborations aussi riches
scientifiquement qu’humainement.
Au cours de ma thèse, j’ai ainsi eu l’opportunité d’effectuer plusieurs séjours au
Laboratoire de Physique de la Matière Condensée (PMC) à Palaiseau. Je remercie
très chaleureusement Thierry Gacoin de m’avoir aussi bien accueilli et intégré dans
son équipe, de sa disponibilité malgré son emploi du temps chargé, de sa bonne
humeur et des nombreuses idées qui m’ont inspiré (le bassin entre deux joints coupés,
il fallait y penser). Merci à Anne-Marie pour l’aspect administratif et pratique. J’en
profite également pour remercier les membres de l’équipe “chimie du solide”, dont
l’ambiance y est formidable. Merci en particulier à Mélanie, Isabelle, Godefroy et aux
iii

doctorants (pour la plupart docteurs aujourd’hui) Lucie, Nicolas, Sébastien, Quentin,
Barbara et Maud.
Ces travaux ont également été en interaction avec le laboratoire Interdisciplinaire
Carnot de Bourgogne à Dijon. Je remercie Gérard Colas des Francs et Francisco
Valdivia-Valero pour leur disponibilité et les discussions théoriques que nous avons
pu échanger.
J’ai aussi eu la chance de collaborer avec d’autres laboratoires tel que l’Université
de Tromsø (Norvège) où je remercie Olav Gaute Hellesø pour son accueil au sein
de son équipe et Jean-Claude Tinguely pour la découverte de cette ville et ces
paysages avec de magnifiques fjords. Un grand merci également à Samir K. Mondal
du laboratoire “Central Scientific Instruments Organization” à Chandigarh (Inde),
pour sa collaboration dans le projet avec les pointes à faisceau de Bessel. Merci à
Benoît Cluzel ainsi qu’à Christophe Pin du laboratoire Interdisciplinaire Carnot de
Bourgogne pour les discussions que nous avons pu échanger à propos du piégeage
optique.
Au sein de l’Institut Néel j’adresse mes remerciements à l’ensemble des membres
de l’équipe Champ Proche, ensuite devenu Nano-Optique et Forces. Merci à Serge
Huant, Aurélien Drezet, Guillaume Bachelier et Herman Sellier pour leurs discussions
scientifiques et extra-scientifiques mais aussi pour leurs bonnes humeurs partagées
pendant les déjeuners. Je tiens à remercier particulièrement Yannick Sonnefraud qui
en moins d’un an m’aura beaucoup apporté. Tu nous manques Yannick.
Merci aussi aux doctorants (passés, présents et futurs) Martin, Logi, Quambo, Simon,
Arnaud, Boris, Maylis, Nicolas, Aline, Kévin et Johanna. Je tiens évidemment à
remercier les stagiaires avec lesquels j’ai eu le plaisir de travailler au cours de ces
trois années : Nicolas, Alejandro, Guilhem, Mégane, Redha et Rui.
Je souhaite également remercier l’ensemble des pôles et services, administratifs
ou techniques de l’Institut Néel. Merci à Sabine, Florence, Mathilde et Aurélie de
l’administration du département Nano, pour leur disponibilité et leur réactivité. Merci
également à Patrick et Julien du service informatique, Cécile du service reprographie,
Isabelle, Fabrice et Nicolas du service achat-magasin. Je remercie Laurent Del-Rey
pour sa disponibilité dans la conception des pièces mécaniques, Sébastien Pairis pour
la microscopie électronique et David Jegouso du pôle optique. Un grand merci à
l’ensemble du pôle Nanofab et en particulier à Jean-François Motte pour la réalisation
des pointes optiques mais aussi pour ses conseils avisés, sa bonne humeur et son
superbe match en tant que gardien de but (ah, si tu l’avais marqué ce péno...).
J’aimerais remercier tout particulièrement Katrin, qui est arrivée le même jour que
moi et qui depuis, est devenue une véritable amie (et collègue de bureau tout à fait
par hasard). Merci à toi pour les moments passés dans mais surtout hors-laboratoire,
tu m’as été d’un très grand soutien.

Heureusement qu’ils sont là pour me changer les idées, je veux bien sûr parler de
mes indispensables amis dispersés un peu partout en France. Je souhaite commencer
par remercier Alex, sur qui je pourrai toujours compter, merci “brocoup”. Merci
également à Manu, un autre Troyen auquel je tiens beaucoup. Merci aussi au trio
magique, Fab, Flo et Toto avec qui nous avons déjà fait de beaux voyages. J’espère
que ça va continuer, vous me manquez les gars !
Je remercie spécialement Léa pour son soutien, sa bonne humeur, son sourire malgré
des moments difficiles, et bien plus encore.
Enfin je terminerai par remercier du fond du cœur ma famille, qui est essentielle pour
moi et qui m’a permis de devenir ce que je suis aujourd’hui. Merci à mes sœurs Marie
et Léa ainsi qu’à mon frère Antoine. Je ne remercierai jamais assez mes parents pour
leur aide, soutien et encouragements sans faille. Enfin un grand merci à Marie-Claire
et à Grand-mère, je n’oublierai jamais votre visite à Grenoble.
"Elle entendit Sandro qui disait : il y a là des prunes transparentes et de l’ombre en
cascade."
Muriel Barbery
La vie des elfes (2015)