Interférométrie atomique : applications aux capteurs inertiels

This manuscript describes the study and the development of inertial sensors based on atom interferometry. A historical introduction of the subject is given first. Then, the principle of the interferometer, based both on Raman transition and laser cooled atoms, is described. The mean part of the study concerns three experimental setups: two gyroscopes and one gravimeter. There respective performances are presented and compared to the state of the art of the standard sensors. Experimental limitations have been identified to be linked to the interaction between atoms and light beamsplitters. These results are presented in prospect to possible applications. Then, ultimate performances and new concepts, especially concerning the use of ultra-cold atoms, are presented. Prospects in possible space missions with atom interferometry based inertial sensors end the manuscript.Ce manuscrit décrit l'étude et le développement de capteurs inertiels fondés sur l'utilisation de l'interférométrie atomique. Une introduction historique du domaine est suivie d'une description du principe de fonctionnement des interféromètres, fondés sur l'utilisation de transition Raman stimulées comme séparatrices atomiques d'une part et d'atomes refroidis par laser d'autre part. L'étude porte principalement sur trois systèmes expérimentaux : deux gyromètres et un gravimètre. Leurs performances respectives sont présentées et comparées à l'état de l'art des capteurs standard et mises en perpective des différents domaines d'application envisagés. Les limites expérimentales sont identifiées comme étant liées à l'interaction entre atomes et séparatrices lasers. Le manuscrit se termine par une présentation des perspectives en terme de performances ultimes et de nouveaux concepts, notamment fondés sur l'utilisation d'atomes ultra-froids, ainsi que d'un certain nombre de missions spatiales envisagées utilisant des capteurs inertiels par interférométrie atomique