Dissertationen: „Phases topologiques de la matière“

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De, gail Raphaël. „Aspects topologiques des dérivés du graphène“. Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00987051.

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Ces dernières années, la physique de la matière condensée a connu une profonde révolution de concepts par la découverte de nombreuses phases de la matière qui ne sont pas classifiables à la Landau, c'est à dire par leur groupe de symétrie. Si les premiers travaux remontent à ceux des effets Hall quantiques (entier et fractionnaire), ce n'est que récemment, avec l'avènement du graphène et des isolants topologiques que les physiciens ont réalisé que ces phases de la matière ne nécessitent, dans l'absolu, ni champ magnétique, ni basse température, par opposition aux effets Hall quantiques précédemment cités. Ces nouveaux états de la matière sont caractérisés non pas par la géométrie du problème mais plutôt par la topologie. Ici donc, la forme précise du spectre électronique n'est pas importante, seules certaines caractéristiques, comme la présence ou l'absence d'un gap, le sont. De manière similaire à la classification de Landau des groupes de symétries, il est possible de classifier ces nouveaux systèmes par l'intermédiaire de groupes topologiques. La branche mathématique invoquée est celle de la topologie algébrique. A travers les invariants qu'elle génère, il est possible de classer les états topologiquement non-triviaux. De plus, les transitions entre des états à topologies distinctes sont aussi accessibles par cette théorie. Les travaux réalisés dans le cadre de cette thèse s'intéressent aux effets topologiques dans la structure de bandes de matériaux bi-dimensionnels. Après une présentation du formalisme mathématique général, un premier chapitre s'intéressera à la topologie locale, c'est à dire pour une portion restreinte de la première zone de Brillouin, des points de croisements de bandes, dits points de Dirac. Un effort sera porté vers la classification de ces systèmes et des transitions associées. Le chapitre suivant mettra en lumière un moyen efficace de mesurer les effets de la topologie des électrons en deux dimensions. Il s'agit de l'étude des niveaux de Landau qui résultent de l'application d'un champ magnétique 5transverse au plan des électrons. Les points de Dirac se transmutent alors en niveaux à énergie nulle topologiquement stables, c'est à dire peu ou pas influencés par les diverses perturbations. L'étude des différents modèles justifiera la discrimination entre la physique à champ magnétique faible et celle à champ magnétique fort, faible ou fort étant très dépendant du système étudié. Enfin, dans un dernier chapitre plus prospectif on s'intéressera à la topologie globale, c'est à dire pour l'ensemble de la première zone de Brillouin. Ce type d'étude est surtout caractérisé par l'existence d'états de bords robustes. On en fera l'expérience d'une double manière. D'abord par l'étude un modèle à un électron, puis par celle d'un système en forte interaction de N électrons. A travers les différents exemples étudiés, on s'attachera à démontrer la puissance de l'outil topologique pour les problèmes de la matière condensée, phénomène qui devrait s'accentuer les prochaines années.

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Plekhanov, Kirill. „Topological Floquet states, artificial gauge fields in strongly correlated quantum fluids“. Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLS264/document.

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Dans cette thèse nous abordons des aspects topologiques de la matière condensée. Les états topologiques sont insensibles à un large spectre des perturbations externes et au désordre – une propriété indispensable dans le domaine d'information quantique. L’effet des interactions dans des systèmes topologiques est pourtant loin d’être bien maîtrisé à ce jour. Dans ce travail, nous étudions la corrélation entre la description topologique et l'effet des interactions. Afin d'accomplir notre but, nous utilisons des méthodes analytiques et numériques. Nous nous intéressons aussi à des sondes expérimentales qui peuvent être utilisées pour vérifier nos prédictions théoriques. Tout d’abord, nous étudions la version bosonique en interactions du modèle de Haldane – le modèle célèbre qui décrit l’effet Hall anomal. Nous proposons son implémentation expérimentale dans des circuits quantiques, basée sur l’application de perturbation périodique dépendantes du temps – méthodologie qui s’appelle l’ingénierie de Floquet. En poursuivant ces idées, nous étudions la version bosonique du modèle de Kane-Mele d’un isolant topologique. Ce modèle possède un diagramme de phase très riche. En particulier, lorsque les interactions sont fortes, nous observons l’apparition d’un modèle de magnétisme frustrée présentant une variété d'états exotiques. La mise en œuvre de ces modèles dans des réseaux d'atomes ultra-froids ou des circuits quantiques permettra de sonder expérimentalement les propriétés exotiques que nous avons observées. Ensuite, nous abordons d’une manière plus détaillée la réalisation expérimentale des modèles topologiques dans des circuits quantiques, en considérant le cas particulier du modèle de Su-Schrieffer-Heeger en couplage fort. Nous testons aussi des nouvelles sondes qui peuvent être utilisées afin de mesurer la phase de Zak et en déduire la topologie du système. Finalement, nous nous intéressons aux sondes hors d’équilibre et des méthodes pour tester les propriétés spectrales de systèmes quantiques, en utilisant l’approche de purification, pertinent pour le numérique et les expériences
In this thesis we study the topological aspects of condensed matter physics, that received a revolutionary development in the last decades. Topological states of matter are protected against perturbations and disorder, making them very promising in the context of quantum information. The interplay between topology and interactions in such systems is however far from being well understood, while the experimental realization is challenging. Thus, in this work we investigate analytically such strongly correlated states of matter and explore new protocols to probe experimentally their properties. In order to do this, we use various analytical and numerical techniques. First, we analyze the properties of an interacting bosonic version of the celebrated Haldane model – the model for the quantum anomalous Hall effect. We propose its quantum circuit implementation based on the application of periodic time-dependent perturbations – Floquet engineering. Continuing these ideas, we study the interacting bosonic version of the Kane-Mele model – the first model of a topological insulator. This model has a very rich phase diagram with an emergence of an effective frustrated magnetic model and a variety of symmetry broken spin states in the strongly interacting regime. Ultra-cold atoms or quantum circuits implementation of both Haldane and Kane-Mele bosonic models would allow for experimental probes of the exotic states we observed. Second, in order to deepen the perspectives of quantum circuit simulations of topological phases we analyze the strong coupling limit of the Su-Schrieffer-Heeger model and we test new experimental probes of its topology associated with the Zak phase. We also work on the out-of-equilibrium protocols to study bulk spectral properties of quantum systems and quantum phase transitions using a purification scheme which could be implemented both numerically and experimentally

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Allard, Thomas. „Disorder and topology in strongly coupled light-matter systems“. Electronic Thesis or Diss., Strasbourg, 2023. http://www.theses.fr/2023STRAE031.

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Cette thèse explore sur le plan théorique l'influence du couplage fort lumière-matière sur deux domaines majeurs de la physique de la matière condensée : les systèmes désordonnés et les phases topologiques de la matière. Nous y étudions le couplage fort entre une cavité optique multimode et, d’abord, une chaîne d'émetteurs dipolaires désordonnée, puis, une chaîne topologique d'émetteurs dipolaires. Dans les deux cas, nous révélons un impact considérable du couplage fort lumière-matière sur les propriétés du système. En étudiant une chaîne désordonnée, nous révélons entre autres que l'augmentation du désordre conduit les états sombres du système à acquérir une partie photonique leur permettant d'hériter de caractéristiques de transport polaritoniques à longue portée. En considérant une chaîne topologique dite de Su-Schrieffer-Heeger, nous révélons notamment l'hybridation des états de bord en états de bord polaritoniques présentant des propriétés de transport bord-à-bord efficaces
This thesis explores theoretically the fate of Anderson localization, as well as of topological phases of matter, in the strong light-matter coupling regime. We analyze the properties of one-dimensional systems made of dipolar emitters strongly-coupled to a multimode optical cavity. By studying a disordered chain of emitters, we find notably that, in the strong-coupling regime, increasing disorder leads almost uncoupled dark states to acquire a photonic part, allowing them to inherit polaritonic long-range transport characteristics. Investigating a dimerized chain of emitters, we study a variation of the Su-Schrieffer-Heeger model of polyacetylene, with the addition of an effective, cavity-induced, dipole-dipole coupling. We unveil the hybridization of the original topological edge states into polaritonic edge states that present unusual properties, such as efficient edge-to-edge transport characteristics

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Ghadimi, nassiri Mikaël. „Mise en forme topologique large-bande de la lumière“. Thesis, Bordeaux, 2019. http://www.theses.fr/2019BORD0187/document.

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Aujourd'hui les outils permettant de moduler la phase d'une onde lumineuse sont nombreux etpour certains disponibles commercialement, seulement ces éléments ne fonctionnentgénéralement que pour une seule longueur d'onde de travail simultanément. Nous développonsplusieurs approches expérimentales pour la mise en forme de la phase de faisceaux à largebande spectrales. Après un état de l'art sur les principales techniques, nous focalisons notreétude sur la mise en forme de vortex optiques large-bande par l'intermédiaire d'élémentspermettant de moduler la phase géométrique, dont nous abordons quatre approches. Lapremière est basée sur la réflexion de Fresnel anisotrope sur les dioptres mettant en jeu aumoins un matériau biréfringent uniaxe, un choix optimal de leurs indices de réfraction et de leursdispersions permet de réfléchir un faisceau dont la phase dépend de l'orientation de l'axe optiquedes milieux. Dans la seconde, également réflective, nous exploitons le phénomène de réflexionde Bragg circulaire qui se produit au sein des cristaux liquides cholestériques, dont la particularitéest de réfléchir efficacement toute une bande spectrale avec acquisition d'une phase de naturegéométrique. Nous appliquons cette propriété en particulier pour la conception d'élémentsinhomogènes pour la mise en forme, à une bonne approximation, de modes de Laguerre-Gauss.Les deux dernières approches sont basées sur la mise en forme de vortex optiques par desmilieux biréfringents inhomogènes en transmission, en particulier les défauts se formantspontanément dans les films de cristaux liquides nématiques à anisotropie diélectrique négative.L'une consiste à mettre deux éléments en série permettant de traiter successivement différentescomposantes spectrales. L'autre consiste à paralléliser ce procédé en séparant le faisceau initialen différents canaux spectraux, adressés sur des défauts topologiques localisés en réseau etindividuellement contrôlables électriquement. Cette dernière solution peut être vue comme unmodulateur spatial de lumière dont les pixels sont inhomogènes et nous a amené à proposer desapplications potentielles en imagerie optique super-résolue et pour la mise en forme spatiotemporelled'impulsions ultracourtes
Today, several beam shaping tools are available, some of them commercially, but most of themare designed for only one working wavelength. This thesis aims to develop several experimentalapproaches for broadband topological beam shaping of light. After the presentation of the state ofthe art, our work focuses on vortex shaping of polychromatic beam exploiting the spin-orbitinteraction of light. Concretely, we report the development of four techniques to modulate the socalledgeometric phase of polychromatic light fields. First, we describe anisotropic reflection frominterfaces that involves at least one uniaxial crystal. We identify a refractive index matchingcriterion enabling highly pure broadband phase control. Then we discuss the use of circularBragg reflection phenomenon inherent to the optics of cholesteric liquid crystals. This propertyallows the selective reflection of circularly polarized light over a bandgap while the reflected fieldacquires a geometric phase. These properties are exploited to design, fabricate and characterizestructured mirrors reflecting Laguerre-Gauss optical modes to a good approximation. The last twosolutions consist of vortex beam shaping using inhomogeneous anisotropic planar opticalelements, namely, topological defects that spontaneously appear in homeotropic nematic liquidcrystal films characterized by negative dielectric anisotropy. The first option is based on using twodefects in series while the other is based of parallel processing using an array of independentlycontrolled topological defects, each of them being dedicated to process distinct spectralchannels. The latter approach can be viewed as a spatial light modulator whose pixels areinhomogeneous and potential applications are proposed in the field of super-resolution opticalimaging and spatio-temporal beam shaping of ultrashort pulses

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Louvet, Thibaud. „Phases relativistes en matière condensée“. Thesis, Lyon, 2018. http://www.theses.fr/2018LYSEN025/document.

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Cette thèse porte sur l’étude des cristaux appelés semi-métaux relativistes dans lesquels les électrons se comportent comme des particules relativistes sans masse.Le premier exemple historique d’un tel matériau est le graphène.Dans cet assemblage planaire d’atomes de carbone, les bandes électroniques de valence et de conduction se touchent en deux points distincts du réseau réciproque: il s'agit d'un conducteur de gap nul, un semi-métal.Les électrons proches du niveau de Fermi ont une dynamique relativiste décrite par une équation de Dirac,bien que leur vitesse soit cent fois inférieure à celle de la lumière dans le vide. Des semi-métaux analogues ont récemment été identifiés :les semi-métaux de Weyl et de Dirac à 3D, et des phases plus exotiques décrites par des croisements à plus de deux bandes.Cette diversité de matériaux relativistes pose la question de leurs propriétés communes. Une première partie de la thèse présente les travaux reliés à l’étude de la stabilité de ces phases, c’est à dire du croisement de bandes électroniques. Nous avons étudié cette stabilité d’abord en la reliant à des propriétés topologiques, puis en évaluant l’effet du désordre, tel que des impuretés dans le matériau. Dans la deuxième partie, nous nous intéressons à la manifestation dans le transport de la nature relativiste de ces électrons. Dans une première étude, nous étudions la condition d’existence d’une conductivité finie exactement au croisement des bandes, due à une contribution d’états évanescents. Une deuxième étude porte sur le transport anormal sous champ magnétique dans les semi-métaux de Weyl, comme manifestation de l’anomalie chirale, propriété unique de fermions relativistes
This thesis adresses the study of crystals called relativistic semi-metals, in which electrons behave like massless relativistic particles.The first historical example of such a material is graphene.In this planar arrangement of carbon atoms, electronic valence and conduction bands touch at two distincts points in the reciprocal lattice. Thus, graphene is a zero-gap semiconductor, a semi-metal.The dynamics of electrons close to the Fermi level is relativistic, described by a Dirac equation, although their velocity is a hunder times lower than the velocity of light in vacuum. Analogous semi-metallic phases have recently been identified: 3D Weyl and Dirac semimetals, as well as more exotic phases described by crossings with more than two bands. This variety of relativistic materials raises the question of their common properties. A first part of this thesis presents work related to the study of the stability of these phases, i.e. of the electronic band crossing. We have investigated this stability first by relating it to topological properties, then by evaluating the effect of disorder, such as the presence of impurities in the material. In the second part, we focus on the manifestation of the relativistic nature of these electrons in transport. In a first study, we examine the condition of existence of a finite conductivity exactly at the band crossing, due to the contribution of evanescent states. A second study concerns the anomalous transport under a magnetic field in Weyl semi-metals, as a manifestation of the chiral anomaly, a unique property of massless relativistic fermions

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Sterdyniak, Antoine. „Etude de l'intrication dans l'effet Hall quantique fractionnaire“. Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00967926.

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Depuis une trentaine d'années, les phases topologiques ont suscité un intérêt important parce qu'elles ne peuvent être comprises dans le cadre de la théorie de Landau des transitions de phases. Par définition, ces phases ne peuvent être distingués des phases triviales par une mesure locale et il est donc difficile de les identifier. Parmi les différentes techniques utilisées pour identifier les phases topologiques, les mesures d'intrication, introduites dans le cadre de l'informatique quantique, se sont révélées fructueuses. Li et Haldane ont proposé d'utiliser le spectre d'intrication : il s'agit du spectre de la matrice densité réduite obtenue lors d'un découpage du système en deux sous-parties. Ils ont montré que, pour les états modèles de l'effet Hall quantique fractionnaire, le comptage des états du spectre d'intrication possède une partie universelle dont le comptage est relié à celui des excitations de bord du système. Au cours de ma thèse, j'ai cherché à comprendre ce que permettait d'obtenir le spectre d'intrication appliqué aux phases de l'effet Hall quantique fractionnaire qui est l'exemple typique de phases topologiques en interaction forte. Mes premiers travaux ont consisté à étudier le spectre d'intrication, tel que l'avait défini Li et Haldane. J'ai ainsi montré qu'au-delà des états modèles il était possible de définir un gap d'intrication. J'ai aussi relié les structures au-dessus du gap d'intrication aux excitations de type quasitrous-quasiparticules. Par la suite, j'ai défini deux autres spectres d'intrication qui repose sur des découpages différents du système. Le spectre d'intrication par particule permet d'accéder à d'autres excitations de type quasitrous alors que le spectre d'intrication géométrique règle un certain nombre de problèmes que la définition de Li et Haldane posait. Enfin, j'ai utilisé ces outils pour identifier les phases, similaires à celles de l'effet Hall quantique fractionnaire, émergentes pour un gaz de bosons dans un réseau optique ou dans les isolants de Chern fractionnaires.

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Kassibrakis, Serge. „Propriétés topologiques de l'espace des phases et transport anormal dans les systèmes hamiltoniens“. Université Joseph Fourier (Grenoble), 1998. http://www.theses.fr/1998GRE10167.

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Le travail presente dans cette these porte sur l'etude du transport dans les systemes hamiltoniens. Nous nous appuyons sur l'application standard pour differentes valeurs du parametre de controle k. Nous montrons en particulier que l'exposant de transport depend fortement de la valeur de k, et que cette dependance est associee a la formation et a la destruction de structures d'ilots complexes. Pour des valeurs particulieres de k, le caractere super-diffusif du transport est lie a l'existence de structures d'ilots autour d'ilots auto-similaires attachees aux modes accelerateurs, conduisant aux piegeages des trajectoires sur de longues periodes. Nous confirmons numeriquement la theorie de g. M zaslavsky, qui donne explicitement le lien entre l'exposant de transport et les facteurs d'echelles, qui caracterisent les structures auto-similaires. Pour des valeurs legerement superieures au seuil de stochasticite a grande echelle, nous identifions d'autres types de structures responsables des longs piegeages. Dans les deux cas, la topologie de l'espace des phases associe a ces pieges, et les fonctions de distribution des principaux temps caracteristiques sont estimees numeriquement. Les methodes utilisees pour le calcul des exposants de transport et des fonctions de distribution sont discutees en details.

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Fariñas, Sánchez Isabel. „Transitions topologiques dans des systèmes bidimensionnels de symétrie continue“. Nancy 1, 2004. http://www.theses.fr/2004NAN10227.

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Le rôle de la symétrie des interactions et des spins est étudié dans des systèmes de spins O(n) bidimensionnels susceptibles de décrire la transition nématique-isotrope dans les cristaux liquides. De plus la pertinence du désordre dans de tels modèles est analysée. On étudie d'abord le modèle XY pour vérifier l'efficacité de nos méthodes (effets de taille finie, projections conformes). Ces techniques sont ensuite appliquées au modèle de Lebwohl-Lasher. On met en évidence une transition topologique dont les exposants sont conformes à l'approximation onde de spins à basse température. On étudie ensuite un modèle Abelien et un modèle non Abelien avec des interactions en P4. Le premier exhibe une transition topologique alors que dans le second, une transition du premier ordre conduit, à basse température, à une phase avec ordre à quasi-longue distance. Enfin, on s'intéresse à l'influence du désordre dans le modèle XY et on montre que celui-ci est non pertinent en accord avec le critère de Harris. Le diagramme de phase du modèle non Abelien en P4 est également déterminé
The role of interaction and spin symmetries is studied in two-dimensional O(n) spin models which are likely to describe nematic-isotropic transitions in liquid crystals. Additionally the relevance of impurties in such systems is analysed. We first study the XY model in order to check the efficiency of our numerical methods (finite-size scaling, conformal mappings). Once optimized, the numerical techniques are applied to the Lebwohl-Lasher model. A topological transition is found and the correlation functioncritical exponent is in remarkable agreement with the spin-wave approximation at low temperature. Then, we study along the same lines an Abelian and a non-Abelian model with P4-type interactions. The Abelian model displays a BKT-like transition, where as the non-Abelian model displays a first order transition with quasi-long-range order at low temperature. Finaly, the influence of quenched disorder in the XY model is studied, confirming the irrelevance of randomness in accordance with Harris criterion. In the disordered non-Abelian model with P4 interaction, we determine the phase diagram

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Théveniaut, Hugo. „Méthodes d'apprentissage automatique et phases quantiques de la matière“. Thesis, Toulouse 3, 2020. http://www.theses.fr/2020TOU30228.

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Mon travail de thèse s'est articulé autour de trois manières d'utiliser les méthodes d'apprentissage automatique (machine learning) en physique de la matière condensée. Premièrement, j'expliquerai comment il est possible de détecter automatiquement des transitions de phase en reformulant cette tâche comme un problème de classification d'images. J'ai testé la fiabilité et relevé les limites de cette approche dans des modèles présentant des phases localisées à N corps (many-body localized - MBL) en dimension 1 et en dimension 2. Deuxièmement, j'introduirai une représentation variationnelle d'états fondamentaux sous la forme de réseaux de neurones (neural-network quantum states - NQS). Je présenterai nos résultats sur un modèle contraint de bosons de coeur dur en deux dimensions avec des méthodes variationnelles basées sur des NQS et de projection guidée. Nos travaux montrent notamment que les états NQS peuvent encoder avec précision des états solides et liquides de bosons. Enfin, je présenterai une nouvelle approche pour la recherche de stratégies de corrections d'erreur dans les codes quantiques, cette approche se base sur les techniques utilisées pour concevoir l'intelligence artificielle AlphaGo. Nous avons pu montrer que des stratégies efficaces peuvent être découvertes avec des algorithmes d'optimisation évolutionnistes. En particulier, nous avons observé que des réseaux de neurones peu profonds sont compétitifs avec les réseaux profonds utilisés dans des travaux antérieurs, représentant un gain d'un facteur 10000 en termes de nombre de paramètres
My PhD thesis presents three applications of machine learning to condensed matter theory. Firstly, I will explain how the problem of detecting phase transitions can be rephrased as an image classification task, paving the way to the automatic mapping of phase diagrams. I tested the reliability of this approach and showed its limits for models exhibiting a many-body localized phase in 1 and 2 dimensions. Secondly, I will introduce a variational representation of quantum many-body ground-states in the form of neural-networks and show our results on a constrained model of hardcore bosons in 2d using variational and projection methods. In particular, we confirmed the phase diagram obtained independently earlier and extends its validity to larger system sizes. Moreover we also established the ability of neural-network quantum states to approximate accurately solid and liquid bosonic phases of matter. Finally, I will present a new approach to quantum error correction based on the same techniques used to conceive the best Go game engine. We showed that efficient correction strategies can be uncovered with evolutionary optimization algorithms, competitive with gradient-based optimization techniques. In particular, we found that shallow neural-networks are competitive with deep neural-networks

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Maciejewski, Michal. „Structures de l'espace des phases des halos de matière noire“. Paris 6, 2008. http://www.theses.fr/2008PA066476.

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Durant les trois dernières décennies, la cosmologie et le paradigme de la matière noire ont été étudiés grâce au développement des simulations cosmologiques à N-corps et, parallèlement, à l'acquisition de nouvelles données observationnelles impressionnantes (WMAP, SDSS, HST). Durant mon travail de thèse, j'ai étudié les structures internes des halos de matière noire des galaxies provenant des simulations numériques par une nouvelle méthode appliquée à l'espace des phases à six dimensions. Dans un premier temps, j'ai évalué différentes méthodes utilisées pour l'estimation de la densité de l'espace des phases comme la tessellation de Delaunay, les méthodes SPH et d'autres encore. En particulier, j'ai montré les avantages des analyses de la densité de l'espace des phases par rapport aux estimations de densité 3D habituelles. J'ai étudié différentes méthodes pour résoudre le problème de mise à l'echelle entre l'espace des vitesses et celui des positions comme l'emploi du critère d'entropie locale. Dans un deuxième temps, j'ai implémenté un nouveau chercheur hiérarchique de structures (HSF en anglais) multi-dimensionnel en introduisant des critères de coupe et de croissance originaux pour séparer efficacement les différentes structures dans l'espace des phases. J'ai passé en revue ses avantages et inconvénients par rapport aux algorithmes actuellement utilisés en analysant un large halo dans la Simulation Millenium. J'ai ensuite étudié les propriétés dynamiques et physiques des structures trouvées par mon algorithme. J'ai trouvé de nouvelles classes de structures tels que les queues de marée et les courants locaux, ce qui est très important dans le contexte cosmologique.

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Messier, Antoinette. „Interactions d'huiles silicones avec le film interfacial de phases lamellaires non ioniques“. Paris 6, 1986. http://www.theses.fr/1986PA066516.

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Solon, Alexandre. „Physique statistique de la matière active“. Sorbonne Paris Cité, 2015. http://www.theses.fr/2015USPCC118.

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Les systèmes actifs, composés de particules capables de transformer l'énergie stockée dans leur environnement pour s'autopropulser, sont omniprésents dans la nature. On les trouve à toutes les échelles: des moteurs moléculaires aux groupes d'animaux, en passant par les tissus cellulaires et les colonies de bactéries. Ces systèmes hors d'équilibre ont attiré l'attention des physiciens car ils présentent une phénoménologie plus riche que les systèmes passifs, que l'on peut cependant comprendre à partir de modèles simples. Dans cette thèse, nous avons étudié analytiquement et numériquement des modèles minimaux de particules actives. Ceux-ci nous ont permis de comprendre différents phénomènes spécifiques à la matière active et d'étudier le comportement à grand échelle de plusieurs classes de systèmes. La thermodynamique des systèmes actifs est fondamentalement différente de celle des systèmes d'équilibre. Nous montrons en particulier que la pression mécanique d'un fluide de particules actives n'est pas donnée par une équation d'état. La pression n'est donc pas seulement une propriété du fluide et dépend du détail des interactions avec les parois du récipient dans lequel il est confiné. Nous étudions également deux transitions de phase propres à la matière active: la séparation de phase induite par la motilité et la transition vers le mouvement collectif. Dans les deux cas, on observe une séparation de phase entre un liquide et un gaz dont nous étudions la coexistence. Pour la transition vers le mouvement collectif on distingue deux classes d'universalité, en fonction de la symétrie des particules, qui ont des coexistences de phase différentes
Active systems, composed of particles capable of using the energy stored in their medium to self-propel, are ubiquitous in nature. They are found at all scales: from molecular motors to cellular tissues, bacterial colonies and animal groups. These out-of-equilibrium systems have attracted a lot of attention from the physics community because they show a richer phenomenology than passive systems that we can still understand using simple models. In this thesis, we study analytically and numerically minimal models of active particles. They allow us to understand different phenomena that are characteristic of active matter and to study the large-scale behavior of several classes of systems. The thermodynamics of active systems is fundamentally different from that of equilibrium systems. In particular, we show that the mechanical pressure of an active particle fluid is not given by an equation of state. The pressure is thus not a property of the fluid and depends on the details of the interaction with the containing vessel. We also study two phase transitions that specific to active matter: The motility-induced phase separation and the transition to collective motion. In both cases, we observe a phase separation between a liquid and a gas and study their coexistence. For the transition to collective motion, we exhibit two universality classes, based on the particles' symmetry, which have different types of coexistence phases

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Lefrançois, Matthieu. „Théorie des champs topologiques et mécanique quantique en espace non-commutatif“. Lyon 1, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/06/71/64/PDF/these_matthieu_lefrancois.pdf.

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Le Modèle Standard de la physique des particules décrit les interactions entre les constituants élémentaires de la matière. Cependant, il ne parvient pas à concilier théorie quantique des champs et relativité générale. Cette thèse se focalise sur deux approches au-delà du Modèle Standard, a priori différentes mais non nécessairement incompatibles entre elles : les théories des champs topologiques et la mécanique quantique en espace non-commutatif. Les théories topologiques ont été introduites par Witten il y a une vingtaine d'années et possèdent un lien très étroit avec les mathématiques : leurs observables sont des invariants topologiques de la variété d'espace-temps étudiée. Dans ce mémoire, nous nous intéressons en premier lieu à une théorie de Yang-Mills topologique. Ce modèle-jouet est ici abordé dans un formalisme de superespace et nous dégageons une méthode systématique de détermination de ses observables. L'intérêt est double : d'une part, retrouver les résultats obtenus précédemment dans une jauge particulière (de Wess et Zumino) et d'autre part, calculer les observables dans une superjauge quelconque. Notre approche a ainsi permis de vérifier que les observables découvertes jusque là en théorie de Yang-Mills topologique étaient les seules possibles. Le formalisme développé peut ensuite être appliqué à des modèles plus complexes; dans cette optique, nous détaillons ici le cas de la gravité topologique. La mécanique quantique en espace non-commutatif propose une extension de l'algèbre de Heisenberg de la mécanique quantique ordinaire. La différence tient au fait que les différentes composantes des opérateurs position ou moment ne commutent plus entre elles. Par conséquent, il est nécessaire de renoncer à la notion de point en introduisant une "longueur fondamentale". Nous nous intéressons dans la deuxième partie de ce manuscrit à la description des différentes algèbres de commutateurs rencontrées. Des applications à des systèmes quantiques en dimension deux (système de Landau, oscillateur harmonique,. . . ) ainsi qu'une généralisation au cas de systèmes supersymétriques sont présentées

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Lefrançois, Matthieu Gières François. „Théorie des champs topologiques et mécanique quantique en espace non-commutatif“. Villeurbanne : Université Claude Bernard, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/06/71/64/PDF/these_matthieu_lefrancois.pdf.

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Tadjine, Athmane. „Structure électronique et propriétés de réseaux cohérents de nanocristaux semi-conducteurs“. Thesis, Lille 1, 2018. http://www.theses.fr/2018LIL1I043/document.

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La nanostructuration de matériaux semi-conducteurs permet de modifier le comportement des porteurs de charge. Ces modifications sont causées par les effets de confinement quantique. Dans cette thèse, nous étudions par des approches théoriques (numériques et analytiques) les propriétés de réseaux cohérents de nanocristaux semi-conducteurs. Ces réseaux sont expérimentalement obtenus par des méthodes ascendantes (bottom-up) d’auto-assemblage orienté. Nous montrons que leurs structures de bandes électroniques peuvent être modélisées par un simple Hamiltonien effectif dont les énergies propres sont analytiques. En outre, nous proposons une méthode descendante (top-down) de nano-fabrication consistant en la gravure de puits quantiques semi-conducteurs par des méthodes de lithographie. Cette approche permet de reproduire artificiellement des réseaux bidimensionnels à fort intérêt et comportant des fermions de Dirac tels que le nid d’abeilles, le kagome et le Lieb. Nous étudions ensuite l’effet d’un champ magnétique statique sur un nanocristal isolé, puis sur un réseau de nanocristaux en nid d’abeilles dans lequel nous prédisons l’apparition de grands moments magnétiques. Enfin, nous montrons que dans les réseaux carrés PbSe, un désordre original portant sur les signes des termes de couplage entre nanocristaux apparaît. Nous montrons que ce désordre est réductible par des transformations de jauge, et nous quantifions le désordre réel (résiduel) ressenti par les électrons
Semiconductor nanostructuration methods are a new route leading to the tuning of charge carriers behavior. This tuning is a direct consequence of the quantum confinement effect. In this thesis, we study using numerical and analytical approaches the properties of coherent superlattices of semiconductor nanocrystals. These superlattices are synthesized by bottom-up methods of oriented self-assembly. We show that their electronic band structures can be modeled by a simple effective Hamiltonian with analytical eigenvalues. In addition, we propose a top-down method where a periodic arrangement of holes is etched in semiconductor quantum wells using lithography. We show that it is possible to artificially reproduce two-dimensional lattices of high interest such as the honeycomb, the kagome and the Lieb lattices. Most of these lattices host Dirac fermions that we also recover in the superlattices. In another chapter, we study the effect of a static magnetic field on isolated nanocrystals and on honeycomb superlattices. We predict the presence of large magnetic moments in those systems. Finally, we show that, in PbSe square superlattices, a bond-sign disorder should arise. We find that this disorder is reducible by gauge transformations and we quantify the true (residual) disorder felt by electrons

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Liu, Tianhan. „Strongly Correlated Topological Phases“. Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066403.

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Cette thèse porte principalement sur l'étude de modèles de fermions en interactions contenant un couplage spin-orbite. Ces modèles (i) peuvent décrire une classe de matériaux composés d'iridates sur le réseau en nid d'abeille ou (ii) pourraient être réalisés artificiellement dans des systèmes d’atomes froids. Nous avons étudié, dans un premier temps, le système à demi-remplissage avec l'interaction de Hubbard et un couplage spin-orbite anisotrope. Nous avons trouvé plusieurs phases: la phase isolant topologique pour de faibles corrélations, et deux phases avec des ordres magnétiques frustrés, l'ordre de Néel et l'ordre spiral, dans la limite de très fortes corrélations. La transition entre les régimes de faibles et de fortes corrélations est une transition de Mott dans laquelle les excitations électroniques se fractionnent en excitations de charge et de spin. Les charges sont localisées par l'interaction. Le secteur de spin présente de fortes fluctuations qui sont modélisées par un gaz d’instantons. Nous avons ensuite exploré la physique d'un système régi au demi-remplissage par le modèle de Kitaev-Heisenberg, qui présente une phase magnétique de type zig-zag. En dopant le système, autour du quart remplissage, la structure de bande présente de nouveaux centres de symétrie en plus de la symétrie d'inversion. Le couplage de spin de Kitaev-Heisenberg favorise alors la formation de paires de Cooper dans un état triplet autour de ces centres de symétrie. La condensation de ces paires de Cooper autour de ces vecteurs d'onde non triviaux se manifeste par une modulation spatiale du paramètre d'ordre supraconducteur, comme dans la supraconductivité de Fulde–Ferrell–Larkin–Ovchinnikov (FFLO). La dernière partie de la thèse propose et étudie une implémentation des phases topologiques dite de Haldane et de Kane-Mele dans un système avec deux espèces de fermions sur le réseau en nid d'abeille, stabilisée grâce à l’interaction RKKY médiée par l’espèce rapide et qui agit sur l’espèce lente
This thesis is dedicated largely to the study of theoretical models describing interacting fermions with a spin-orbit coupling. These models (i) can describe a class of 2D iridate materials on the honeycomb lattice or (ii) could be realized artificially in ultra-cold gases in optical lattices. We have studied, in the first part, the half-filled honeycomb lattice model with on-site Hubbard interaction and anisotropic spin-orbit coupling. We find several different phases: the topological insulator phase at weak coupling, and two frustrated magnetic phases, the Néel order and spiral order, in the limit of strong correlations. The transition between the weak and strong correlation regimes is a Mott transition, through which electrons are fractionalized into spins and charges. Charges are localized by the interactions. The spin sector exhibits strong fluctuations which are modeled by an instanton gas. Then, we have explored a system described by the Kitaev-Heisenberg spin Hamiltonian at half-filling, which exhibits a zig-zag magnetic order. While doping the system around the quarter filling, the band structure presents novel symmetry centers apart from the inversion symmetry point. The Kitaev-Heisenberg coupling favors the formation of triplet Cooper pairs around these new symmetry centers. The condensation of these pairs around these non-trivial wave vectors is manifested by the spatial modulation of the superconducting order parameter, by analogy to the Fulde–Ferrell–Larkin–Ovchinnikov (FFLO) superconductivity. The last part of the thesis is dedicated to an implementation of the Haldane and Kane-Mele topological phases in a system composed of two fermionic species on the honeycomb lattice. The driving mechanism is the RKKY interaction induced by the fast fermion species on the slower one

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Yang, Fan. „Modèles topologiques de Majorana Fermions et nouvelles applications“. Thesis, Institut polytechnique de Paris, 2020. http://www.theses.fr/2020IPPAX041.

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Nous présentons une étude théorique des modèles topologiques hébergeant le fermion Majorana qui est sa propre anti-particule, avec une sonde pertinente d'intrication quantique et un protocole expérimental pour l'ingénierie quantique en cQED. Dans la première partie, par des effets de proximité, nous abordons les systèmes de fils supraconducteurs topologiques, où les fermions de Majorana émergent comme modes d'énergie nulle aux bords. En variant les forces des couplages inter-fils et en changeant les flux de champs magnétiques orbitaux, nous montrons une interaction entre la supraconductivité topologique des ondes p et les états Hall quantiques. Pour les deux autres parties de la thèse, nous nous concentrons sur les liquides de spin de Kitaev qui peuvent être résolus exactement dans une représentation de fermion Majorana. Nous introduisons les fluctuations des liaisons de valence pour caractériser les transitions de phase entre les phases abélienne et non abélienne, et trouvons une relation générale avec l'entropie d'enchevêtrement. Pour simuler ces états Majorana à plusieurs corps, nous proposons un circuit de boîte supraconductrice pilotée avec des généralisations aux ensembles de boîtes couplées. Là, une variété de modèles peuvent être implémentés, y compris le code torique, la chaîne Ising aléatoire ainsi que le modèle SYK Majorana
We present a theoretical study of topological models hosting Majorana fermion which is its own anti-particle, with relevant probe of quantum entanglement and experimental protocol for quantum engineering in cQED. In the first part, by proximity effects we address the topological superconducting wire systems, where Majorana fermions emerge as zero-energy modes at edges. By varying strengths of inter-wire couplings and changing fluxes of orbital magnetic fields, we show an interplay between topological p-wave superconductivity and quantum Hall states. For the remaining two parts of the thesis, we focus on Kitaev spin liquids that can be exactly solved in a Majorana fermion representation. We introduce valence bond fluctuations to characterize phase transitions between Abelian and non-Abelian phases, and find a general relation with the entanglement entropy. To simulate these many-body Majorana states, we propose a driven superconducting box circuit with generalizations to coupled box ensembles. There, a variety of models can be implemented including the toric code, the random Ising chain as well as the SYK Majorana model

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Brugués, Ferré Jan. „Etudes de phénomènes dynamiques en matière molle et biophysique“. Paris 6, 2008. http://www.theses.fr/2008PA066124.

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Fruchart, Michel. „Topological phases of periodically driven crystals“. Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSEN025/document.

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Cette thèse a pour but de développer et d'utiliser un cadre cohérent permettant de caractériser les phases topologiques dans des milieux spatialement périodiques induites par une perturbation dépendant périodiquement du temps ("phases topologiques de Floquet" ou "isolants topologiques de Floquet"), en présence de symétries. Ces phases sont des généralisation des isolants topologiques apparues lors de l'étude d'isolants topologiques induits par la lumière ainsi que d'analogues ondulatoires des isolants topologiques (en acoustique, mécanique et optique). De nouveaux invariants topologiques caractérisant ces systèmes sont définis, en particulier en présence d'un renversement du temps fermionique. Les cas, déjà connus dans des situations particulières, des classes complexes A et AIII de Cartan-Altland-Zirnbauer sont généralisés à toutes les dimensions, et leur survivance dans les classes réelles est discutée. Les conséquences physiques potentielles dans des systèmes électroniques sont explorées par des simulations de transport résolues en temps, qui concluent à l'existence de conductances différentielles moyennes quantifiées en présence d'un état de bord topologique
This thesis aims at developing and using a coherent framework to characterize topological states in spatially periodic media stemming from a time-periodic drive (« topological Floquet states » or « Floquet topological insulators »), when symmetries are present. Such states are a generalization of topological insulators, which appeared from the study of the control by light of topological insulators, and from the study of the wave-physics versions of topological insulators (in acoustics, mechanics and optics). New invariants characterizing such systems are defined, in particular when fermionic time-reversal is present. The cases of complex classes A and AIII in the Cartan-Altland-Zirnbauer classification, which are already known in particular cases, are generalized to any space dimension, and their survival in real classes is discussed. Potential physical consequences in electronic systems are explored by time-resolved numerical simulation of transport properties, which show evidence of quantized average differential conductances when a topological edge state is present

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Barboza, Raouf. „Solitons spatiaux et vortex optiques dans les cristaux liquides nématiques“. Phd thesis, Université Nice Sophia Antipolis, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00949652.

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Les cristaux liquides ont été tout le long un terrain fertile pour la recherche scientifique, des mathématiques à la science des matériaux, à l'optique. Leur utilisation ne se limite pas seulement à l'optique d'afficheurs mais s'étend à l'optique non linéaire, par exemple, à la commutation et au routage de faisceaux optiques. En raison de leur extrême sensibilité aux champs électriques, et ce sur une plage de fréquences allant du continu aux fréquences optiques, ils sont aussi utilises comme milieu non linéaires aptes à générer des faisceaux optiques auto-confinés, appelés solitons spatiaux optiques, à de très faibles puissances. Ces faisceaux ont la propriété de se propager sans diffraction, du fait que cette dernière est compensée par l'auto-focalisation non linéaire du milieu, avec formation de guides d'onde auto-induites. Dans les cristaux liquides nématiques, ces guides d'ondes peuvent à leur tours confiner et guider d'autres signaux optiques et peuvent être reconfigurés, soit optiquement, soit électriquement, du fait que la trajectoire des solitons peut être contrôlée par d'autres champs, ouvrant ainsi la voie à la manipulation tout-optique. Récemment, les cristaux liquides nématiques ont été également utilisés avec succès dans l'optique dite singulière, dans laquelle le paramètre clef est la singularité topologique portée par la phase de l'onde électromagnétique. Dans cette thèse, je rendrai compte de mon travail sur les solitons optiques spatiaux et les singularités optiques dans les cristaux liquides nématiques.

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Fromholz, Pierre. „Etude des phases topologiques de type Haldane par l'intermédiaire d'un système de fermions alcalno-terreux ultrafroids de type double-puits“. Thesis, Cergy-Pontoise, 2018. http://www.theses.fr/2018CERG0976/document.

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Les phases topologiques sont des phases qui existent au delà du paradigme de Ginzburg-Landau qui dominait jusqu’à présent la compréhension des phases et transitions de phases qui apparaissent dans les systèmes de matière condensée. Des exemples paradigmatiques ont été créés pour établir un nouveau socle théorique qui rend compte de cet aspect topologique. La phase de Haldane de spin 1 est l’exemple souvent retenu pour les systèmes unidimensionnels.La présente thèse propose d’étudier cette phase et de lui trouver des généralisations en se concentrant sur l’étude d’un moyen de l’implémenter expérimentalement à l’aide d’atomes alcalino-terreux fermioniques ultra-froids qui présentent la symétrie SU(N). Le modèle qui explique cette expérience, dit de double-puits car il décrit un réseau de deux chaînes en interactions, est analysé dans son régime de couplage faible, de couplage fort et par l’outil numérique. Au demi-remplissage, et dans le régime où les répulsions entre particules au sein d’un même puits, et entre puits qui se font face, sont importantes, une phase topologiqueprotégée par la symétrie de type Haldane est systématiquement attendue pour tout N, dont la phase "chirale" Haldane. Le modèle effectif obtenu lorsque N Æ 3, l’échelle de spin 3-3bar (à deux chaînes de spins, l’une dans la représentation fondamentale de SU(3), l’autre dans sa représentation conjuguée), y est détaillée
Topological phases exist beyond the standard Ginzburg-Landau paradigmthat dominated the understanding of phases and phase transitions in condensed matter systems. Paradigmatic examples have been derived to establish a new theoretical basis that takes into consideration these topological aspects. The spin 1 Haldane phase is one of them for the unidimensional case. The present thesis aims to study this phase as well as its suggested generalizations by focusing on a way to implement them experimentally using ultracold fermionic alkaline-earth atoms, that involve an internal SU(N) symmetry. The model describing the experiment is called the double-well model and depicts a lattice of two interacting chains. The model is analysed at weak coupling, strong coupling and using a numerical tool. At half-filling and inthe regime of srong repulsions between particles in the same well as well as two facing wells, a Haldane-like symmetry-protected topological phase is systematically expected for all N, including the "chiral" Haldane phase. The effective model obtained when N Æ 3 is the 3-3bar ladder model (describing two spin chains, one in the fondamental representation of SU(N), and the other in its conjuguate) and is particulary explored

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Nicolis, Stamatios. „Étude des défauts topologiques dans des structures atomiques désordonnées : influence sur le spectre d'excitations“. Paris 11, 1988. http://www.theses.fr/1988PA112045.

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Les verres métalliques peuvent être considérés, dans une bonne approximation, comme des empilements aléatoires de sphères interagissant avec de simples potentiels de paires. C'est raisonnable, d'un point de vue géométrique, puisque l'unité de l'empilement compact à trois dimensions, le tétraèdre, ne remplit pas l'espace euclidien. Il pave un espace courbe, la 3-sphère. La configuration ainsi définie, un polytope, possède un ordre icosaédrique parfait. Dans cette thèse on introduit des défauts dans cette structure pour réduire la courbure à zéro et interpoler ainsi entre la 3-sphère et l'espace réel. Ceci est fait en exploitant les symétries de la structure idéale et on introduit des défauts à courbure négative qui sont localisés sur des membres d'une fibration de la 3-sphère par des grands cercles, la fibration de Hopf. Comme application de la méthode, on construit des polytopes avec deux, trois, quatre, six lignes ainsi qu'un polytope avec des paires de lignes de défauts de courbure négative et positive. On calcule ensuite leurs fonctions de distribution radiale. En exploitant les propriétés de symétrie des polytopes, on arrive à calculer la densité d'états électroniques (pour une bande non-dégénérée) d'une façon très efficace. Il est possible de définir une zone de Brillouin (uni-dimensionnelle) et regrouper les sommets en familles. Enfin, nous étudions l'influence des défauts sur l'ordre orientationnel des liens. Nous passons en revue des développements récents et appliquons ce formalisme pour déduire des résultats exacts et des règles de sélection pour des amas d'intérêt physique et en utilisons pour interpréter les résultats numériques de deux polytopes, qu'on a traités comme exemple de cette approche. On termine en évoquant quelques problèmes ouverts et des voies de recherche ultérieures

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Cloutier, Nancy. „Étude des comportements en matière de gestion financière adoptés par les entrepreneurs en phases de prédémarrage et démarrage“. Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1997. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk3/ftp04/mq25785.pdf.

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Penel-Pierron, Laurence. „Transition de phase induite par déformation dans les polymères à liaisons hydrogène : cas des copolymères éthylène-alcool vinylique et du polyamide 6“. Lille 1, 1998. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/1998/50376-1998-155.pdf.

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Ce travail souligne l'interet de connaitre et comprendre l'evolution structurale de polymeres semi-cristallin afin de mieux maitriser leur deformation et d'ameliorer les procedes de mise en forme a l'etat solide. L'etirabilite et la bietirabilite des copolymeres ethylene / alcool vinylique (evoh) et du polyamide 6 (pa6), qui ont la particularite de posseder des interactions de type hydrogene, ont ainsi ete etudiees en relation avec les transitions de phase induites thermiquement et mecaniquement. Un changement structural de type ordre-desordre apparait dans les evohs au cours de la deformation plastique au-dessous d'une temperature critique de 110c. La structure mesomorphe hexagonale resultante semble provenir d'une accumulation de defauts de plasticite bloques dans la phase cristalline aux temperatures inferieures a la relaxation cristalline lors du glissement de chaines. Au-dessus de 110c, le polymere conserve sa structure monoclinique et se fissure dans la direction principale d'orientation moleculaire empechant la deformation plastique. La modification de la structure en feuillets par suite de la redistribution des liaisons hydrogene de facon aleatoire autour des chaines de la phase mesomorphe inhibe le phenomene de fissuration a basse temperature. Dans le pa6, qui presente 3 structures cristallines differentes, il a ete observe au contraire une transition desordre-ordre. Une modification structurale graduelle de la forme mesomorphe en forme est induite thermiquement et mecaniquement au-dela de 120c. Une transition de phase de en peut aussi se produire avec la deformation. Ces transformations ont ete attribuees a l'extension des chaines de la conformation helicoidale des formes et a la conformation zigzag planaire de la forme. Pour ameliorer l'etirage, il est donc preferable de limiter la transformation structurale dans la forme la moins ductile. Le bietirage a ainsi ete realise avec succes a 120c.

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Fedorov, Aleksey. „Non-conventional Many-body Phases in Ultracold Dipolar Systems“. Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLS580/document.

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Le problème de la détection et de ladescription des nouveaux états quantiquesmacroscopiques, caractérisées par des propriétésexotiques et non-conventionnelles, estd’importance fondamentale dans la physiquemoderne. Ces états offrent des perspectivesfascinantes dans le domaine de traitementd’information, de simulations quantiques et derecherche des nouveaux types des matériaux.Dans ce travail de thèse nous développons unethéorie qui permet de décrire des phases non conventionnellesdans des systèmes des gazultra-froids dipolaires. Ces systèmes sontactivement étudiés expérimentalement enutilisant des atomes à grand-spins, desmolécules polaires et des excitations dipolairesdans des semi-conducteurs. Nous mettonsl'accent sur la révélation du rôle de l’interactiondipôle-dipôle à long porté.Nous considérons l’effet de rotonization dansun système de gaz des bosons dipolaires «tiltés»aux interactions faibles dans une couchehomogène. Nous prédisons l’effet derotonization pour un gaz de Bose faiblementcorrélé des excitons dipolaires dans une couchede semi-conducteur et nous calculons lediagramme de stabilité. Ensuite, nousconsidérons des superfluides d’onde-p desfermions identiques dans des réseaux 2D.Finalement, nous faisons une discussion sur unautre état superfluide intéressant des moléculespolaires fermioniques, qui devrait apparaitredans des systèmes bicouches
The problem of revealing anddescribing novel macroscopic quantum statescharacter- ized by exotic and non-conventionalproperties is of fundamental importance formodern physics. Such states offer fascinatingprospects for potential applications in quantumin- formation processing, quantum simulation,and material research. In the present Thesis wedevelop a theory for describing nonconventionalphases of ultracold dipolar gases.The related systems of large-spin atoms, polarmolecules, and dipolar excitons in semiconductorsare actively studied in experiments.We put the main emphasis on revealing the roleof the long-range character of the dipole-dipoleinteraction.We consider the effect of rotonization for a 2Dweakly interacting gas of tilted dipolar bosonsin a homogeneous layer. We predict the effectof rotonization for a weakly correlated Bosegas of dipolar excitons in a semiconductorlayer and calculate the stability diagram. Wethen consider p-wave superfluids of identicalfermions in 2D lattices. Finally, we discussanother interesting novel superfluid offermionic polar molecules

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Do, Syou-P'heng. „Composites cristaux liquides/nanoparticules, synergies entre matière molle et propriétés électroniques de nanoparticules“. Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2019. http://www.theses.fr/2019SORUS555.

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Cette thèse traite de la structure de défauts topologiques smectiques et de l’auto-assemblage de nanoparticules d’or sphériques dans et autour de ces défauts. Nous préparons des films cristaux liquides (environ 200 nm d’épaisseur) formant des réseaux de lignes de défauts (en particulier dislocations) parfaitement orientées. Ces défauts sont capables de piéger des nanoparticules de 4 à 9 nm de diamètre et d’induire une organisation en chaînes orientées dans la direction des défauts. Cet arrangement de nanoparticules d’or entraîne une anisotropie de la réponse optique (résonance plasmon) associée à un couplage électromagnétique dans la direction des chaînes qui permet de contrôler les propriétés d’extinction avec la polarisation de la lumière. Une évolution de ces chaînes par augmentation de la concentration en nanoparticules vers des monocouches hexagonales dont la direction dense (10) est imposée par celle des défauts linéaires a été mise en évidence, suggérant une croissance autour des chaînes. Par ailleurs, nous avons observé une compression des nanoparticules dans les chaînes et les structures 2D que nous interprétons à l’aide d’un modèle énergétique. Ce modèle est construit autour d’une nouvelle détermination de la structure de la matrice smectique par diffraction des rayons X au synchrotron avec un joint de grain tournant qui présente deux lignes de dislocation de vecteur de Burgers 4 et 6 au sommet et une autre de vecteur 2 au niveau du substrat dont nous déterminons les déformations élastiques induites sur les couches. Enfin, nous démontrons qu’il est possible de modifier l’auto-assemblage des nanoparticules par traitement thermique
The topic of this thesis is about the structure of smectic topological defects and the self-assembly of spherical gold nanoparticles trapped inside and outside these defects. We prepare liquid crystal films (about 200 nm thickness) which create arrays of perfectly oriented defect lines (mostly dislocations). These defect lines can trap nanoparticles with a diameter varying from 4 to 9 nm and induce an organization into chains oriented along the direction of the defects. This arrangement of gold nanoparticles is responsible for the anisotropy of the optical response (localized surface plasmon resonance) associated to an electromagnetic coupling in the direction of the chains which allows to control the extinction with the polarization of the light. An increase of the concentration of nanoparticles leads to an evolution of their organization from chains to hexagonal monolayers with the (10) direction parallel to the defect lines suggesting a growth mechanism around the chains. Furthermore, we reveal a compression of the nanoparticles both in the chains and in the 2D structures which we explain with a model of the interactions between nanoparticles. This model is based on a new estimation of the structure of the liquid crystal matrix by synchrotron X-ray diffraction measurements which contains a rotating grain boundary with two dislocation lines at its summit (Burgers vectors 6 and 4) and another one near the substrate (Burgers vector 2). The elastic deformations of the smectic layers close to the defects are estimated. Finally, we show that the self-assembly of the nanoparticles can be modified through heating treatment

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Pichon, Matthieu. „Bimodalité et autres signatures possibles de la transition de phase liquide-gaz de la matière nucléaire“. Phd thesis, Université de Caen, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00007451.

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La matière nucléaire doit subir une transition d'une phase liquide vers une phase gazeuse pour les énergies accessibles au GANIL. L'objectif de cette thèse est de signer expérimentalement cette transition de phase par l'étude des collisions périphériques des systèmes Xe+Sn et Au+Au de 60 AMeV à 100 AMeV. L'ensemble des données présentées dans ce travail a été collecté par le multidétecteur INDRA. Un signal possible de la transition liquide–gaz est l'observation d'une bimodalité dans les distributions de probabilité d'une variable jouant le rôle de paramètre d'ordre. Cette bimodalité permet de caractériser, avec un minimum d'hypothèses, deux familles d'événements formant les deux phases liquide et gazeuse. L'étude est faite sur le quasi-projectile par le biais d'une variable soulignant l'asymétrie entre les deux plus gros fragments. Le tri des événements est fait grâce à l'énergie transverse des particules légères issue de la quasi-cible. D'autres signatures possibles de la transition liquide-gaz sont le Delta-scaling et la capacité calorifique négative. La première consiste à observer les distributions de probabilité du plus gros fragment de la source afin d'y déceler une loi d'échelle. La seconde, plus indirecte, s'intéresse aux fluctuations de la répartition de l'énergie dans le système. Des corrélations entre toutes ces observables sont clairement mises en évidence dans la thèse. Une éventuelle contribution d'effets dynamiques est testée et quantifiée notamment grâce au générateur d'événements HIPSE. La conclusion d'ensemble révèle une cohérence entre de nombreux signaux attendus dans une transition de phase.

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Henry, Louis-Paul. „Glace bidimensionnelle classique et quantique : phases de Coulomb et phases ordonnées“. Phd thesis, Ecole normale supérieure de lyon - ENS LYON, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00932367.

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La frustration - c'est-à-dire la présence d'interactions de nature compétitive - donne lieu à des effets de grande complexité en physique. La glace - aussi bien la phase bien connue de l'eau, que ses analogues magnétiques, dites " glaces de spin " - en offre un exemple remarquable. Pour des interactions à courte portée et des degrés de liberté classiques, son état fondamental est infiniment dégénéré, et comporte en outre des corrélations à longue portée induites par une contrainte locale, caractéristiques de la phase dite de Coulomb. Ses excitations élémentaires correspondent au retournement d'un dipôle qui se " fractionnalise " en deux monopôles. Dans cette thèse nous nous intéressons à la stabilité de cette phase de Coulomb dans la glace bidimensionnelle - réalisée aussi bien comme glace de protons dans des composés organiques, que comme glace de spin dans des systèmes nanomagnétiques. Dans le cas classique, les interactions dipolaires - présentes dans les systèmes expérimentaux - déstabilisent la phase de Coulomb dans son état fondamental. Cependant, une déformation de la simple géométrie planaire permet de récupérer cette phase dans un régime où différents états ordonnés entrent en compétition. Dans le cas quantique, les fluctuations dues à un champ magnétique transverse induisent une brisure de symétrie dans l'état fondamental qui, à basse température, cède la place à une phase de Coulomb quantique, réalisant un liquide de spin quantique avec excitations fractionnalisées. Nos résultats sont obtenus à l'aide de méthodes analytiques (analyse harmonique classique et quantique et théorie de perturbations) aussi bien que numériques (Monte Carlo) fondées sur des algorithmes originaux.

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Musso, Jean. „DPAO Diagramme de Phases Assisté par Ordinateur: Représentation et cheminement isothermes et isobares“. Phd thesis, Université du Sud Toulon Var, 1989. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00425051.

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Les diagrammes de phases d'ordre supérieur à quatre ne peuvent pas être dessinés dans l'espace à deux dimensions d'une représentation, sans transformation numérique des coordonnées.Le mémoire présente une codification originale de la loi des phases conduisant à une classification biunivoque des domaines de variance et à une nouvelle méthode de représentation (dite "séquentielle") des diagrammes de phases isothermes et isobares. Le principe en est: à un point expérimental dans l'espace de N constituants correspondent ENTIER(N/2) points appelés "séquences" dans la représentation bidimensionnelle.Le cheminement par évaporation isotherme et isobare est également décrit en termes de réactions chimiques et de bilan de matière calculé avec la méthode des moindres carrés, non habituelle pour ce type de problème; et les règles de la géométrie appliquées à l'espace de tous les constituants.La méthode a été appliquée aux saumures marines considérées comme des systèmes thermodynamiques quaternaires.

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Briand, Guillaume. „Etude expérimentale des phases denses d'un liquide de disques durs actifs“. Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017PSLET040/document.

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Au cours de cette thèse nous avons étudié expérimentalement les phases denses de disques polaires vibrés, un bon modèle de liquide actif.L'expérience consiste à mettre en vibration des disques durs designés avec deux pattes avant et arrière différentes. Cela leur confère une polarité et sous l'effet de la vibration les disques avancent avec persistance dans la direction de leur polarité.Il a été montré que ce disque polaire est un bon modèle de particule active. Par ailleurs, il a été observé que ces disques forment un liquide polaire ordonnée pour des fractions surfaciques autour de 0.40.Au cours de cette thèse nous avons travaillé à plus haute densité pour étudier la cristallisation de ce liquide actif. Nous avons observé une dynamique fortement intermittente au cours de laquelle des agrégats denses et ordonnés se forment mais se fragmentent sans cesse. Ce régime perdure jusqu'à la fraction surfacique de 0.83, la plus élevée que nous ayons pu atteindre dans un premier temps.Pour étudier l'existence éventuelle d'une phase cristalline stable, nous avons réalisé des expériences dans une enceinte hexagonale, où il est possible d'imposer des fractions surfaciques de l'ordre de 0.89 proche de celle de l'empilement hexagonal compact. Nous observons un cristal dans le cas où l'enceinte est totalement remplie, en revanche lorsque que l'on retire quelques disques le cristal se met à tourner de manière spectaculaire tout en conservant un ordre positionnel.Enfin, nous avons réalisé des expériences de mesures de pression mécanique. Nous avons observé que la pression mécanique exercée par les disques polaires dépend de la nature des murs de l'enceinte. On conclu que la pression mécanique n'est pas une variable d'état pour ce système
During this thesis, we studied experimentally the dense phases of vibrated polar disks, a good model of active liquid.The experiment involves vibrating hard discs with two different front and rear legs. This provides them with a polarity such that they perform persistent directed motion when they are shaken vertically.These polar discs has been shown to be a good active particle model. Moreover, it has been observed that these disks form an ordered polar liquid for surface fractions around 0.40.During this thesis we worked at a higher density to study the crystallization of this active liquid. We observed a highly intermittent dynamics during which dense and ordered aggregates form but are constantly fragmented. This regime lasts until the surface fraction of 0.83, the highest that we have been able to reach at first.In order to study the possible existence of a stable crystal phase, we carried out experiments in a hexagonal arena, where it is possible to impose surface fractions of the order of 0.89 close to that of the compact hexagonal packing. We observe a crystal in the case where the arena is completely filled, however when removing a few discs the crystal flows and rotates spectacularly while maintaining a positional order.Finally, we carried out mechanical pressure measurement experiments. We have observed that the mechanical pressure exerted by the polar disks depends on the nature of the walls of the arena. We conclude that mechanical pressure is not a state variable for this system

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Di, Miceli Raimondi Nathalie. „Transfert de matière liquide-liquide en micro-canal : application à la réaction chimique“. Phd thesis, Toulouse, INPT, 2008. http://oatao.univ-toulouse.fr/7822/1/di_miceli.pdf.

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La miniaturisation est une voie d'intensification pour la mise en oeuvre de procédés limités par les transferts thermique ou massique. La particularité des appareils micro-structurés vient en premier lieu de l'impact favorable de la réduction de taille des appareils sur les aires spécifiques d'échange. Dans notre étude, nous avons également montré que la miniaturisation conduisait à des écoulements présentant des structures hydrodynamiques favorables au transfert de matière liquide-liquide : le confinement des gouttes engendre des cinétiques de transfert plus rapides qu'en appareils conventionnels. Nous avons aussi étudié le couplage entre transfert et réaction en micro-canal. L'ensemble de ce travail a montré que les corrélations traditionnellement appliquées conduisaient à de mauvaises prédictions des flux transférés à l'échelle micrométrique en système réactionnel ou non. La manière d'appréhender et de modéliser le transfert doit donc tenir compte du degré de confinement des écoulements liquide-liquide.

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Regnault, Nicolas. „Spectroscopie d'intrication et son application aux phases de l'effet Hall quantique fractionnaire“. Habilitation à diriger des recherches, Ecole Normale Supérieure de Paris - ENS Paris, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00967692.

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La spectroscopie d'intrication, initialement introduite par Li et Haldane dans le contexte de l'effet Hall quantique fractionnaire, a suscité un large éventail de travaux. Le spectre d'intrication est le spectre de la matrice de densité réduite, quand on partitionne le système en deux. Pour de nombreux systèmes quantiques, il révèle une caractéristique unique : calculé uniquement à partir de la fonction d'onde de l'état fondamental, le spectre d'intrication donne accès à la physique des excitations de bord. Dans ce manuscrit, nous donnons un apercu de la spectroscopie d'intrication. Nous introduisons les concepts de base dans le cas des chaînes de spins quantiques. Nous présentons une étude approfondie des spectres d'intrication appliqués aux phases de l'effet Hall quantique fractionnaire, montrant quel type d'information est encodé dans l'état fondamental et comment les différentes facons de partitionner le système permettent de sonder différents types d'excitation. Comme application pratique de cette technique, nous discutons de la manière dont cette technique peut aider à faire la distinction entre les différentes phases qui émergent dans les isolants de Chern en interaction forte.

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Ducoin, Camille. „Rôle de l'isospin dans la transition de phase liquide-gaz de la matière nucléaire“. Caen, 2006. http://www.theses.fr/2006CAEN2028.

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La matière nucléaire présente une transition de phase du type liquide-gaz. Ce caractère bien connu est dû au profil de l’interaction nucléaire (attractive a moyenne portée et répulsive à courte portée). Ainsi, la thermodynamique de la matière nucléaire symétrique est analogue à celle d’un fluide de Van der Waals. L’étude se révèle plus complexe dans le cas de la matière asymétrique, composée de neutrons et protons en proportion arbitraire. L’isospin, qui distingue les deux constituants, donne une mesure de cette proportion. Dans l’étude de la matière asymétrique, il s’agit d’un degré de liberté supplémentaire, ajoutant une dimension à l’espace des observables à considérer. La transition liquide-gaz nucléaire est associée au phénomène de multi-fragmentation observé dans les collisions d’ions lourds, ainsi qu’à la physique des étoiles compactes : les systèmes concernés sont riches en neutrons, donc affectés par le degré de liberté d’isospin. Le travail présenté ici est une étude théorique des effets d’isospin apparaissant dans la transition liquide-gaz de la matière nucléaire asymétrique. Une approche de champ moyen est employée, avec une interaction nucléaire effective de type Skyrme. Nous démontrons la présence d’une transition du premier ordre pour la matière asymétrique, et étudions le phénomène de distillation d’isospin qui l’accompagne. Le cas d’une séparation de phase à l’équilibre thermodynamique est comparé à celui d’une décomposition spinodale. Les effets de taille finie sont abordés, ainsi que l’influence du gaz d’électrons présent dans le contexte astrophysique
Nuclear matter presents a phase transition of the liquid-gas type. This well-known feature is due to the nuclear interaction profile (mean-range attractive, short-range repulsive). Symmetric nuclear matter thermodynamics is thus analogous to that of a Van der Waals fluid. The study shows up to be more complex in the case of asymmetric matter, composed of neutrons and protons in an arbitrary proportion. Isospin, which distinguishes both constituents, gives a measure of this proportion. Studying asymmetric matter, isospin is an additional degree of freedom, which means one more dimension to consider in the space of observables. The nuclear liquid-gas transition is associated with the multi-fragmentation phenomenon observed in heavy-ion collisions, and to compact-star physics : the involved systems are neutron rich, so they are affected by the isospin degree of freedom. The present work is a theoretical study of isospin effects which appear in the asymmetric-nuclear-matter liquid-gas phase transition. A mean-field approach is used, with a Skyrme nuclear effective interaction. We demonstrate the presence of a first-order phase transition for asymmetric matter, and study the isospin distillation phenomenon associated with this transition. The case of phase separation at thermodynamic equilibrium is compared to spinodal decomposition. Finite size effects are addressed, as well as the influence of the electron gas which is present in the astrophysical context

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Haddad, Noël. „Etude des propriétés diélectriques des phases MAX par spectroscopie de pertes d'énergies des électrons“. Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00662325.

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Les phases MAX sont des carbures et nitrures ternaires dont les propriétés remarquables sont intermédiaires entre celles des métaux et des céramiques. Elles présentent une grande variété de composition sous la même structure cristalline. Ce travail de thèse a pour objectif de mesurer leur constante diélectrique complexe ["(!)] en fonction de la composition. La variation de celle-ci en fonction de l'orientation cristallographique est 'également étudiée. Les échantillons utilisées sont des monocristaux élaborés en couches minces et des polycristaux massifs. Les mesures ont été effectuées par spectroscopie de pertes d'énergie des électrons (EELS) et par l'ellipsom'etrie V-UV. L'ellipsom'etrie possède une très bonne résolution en 'énergie et angulaire toutefois fenêtre en énergie accessible expérimentalement est réduite (1.5 'a 5.5 eV). L'EELS, permet de couvrir une gamme d'énergie allant du proche IR aux X mous ( 1 'a 100 eV). Les résultats issus de ces deux méthodes de mesure sont tr'es comparables. L'utilisation d'un monochromateur avant 'echantillon s'av'ere toutefois indispensable en EELS pour mesurer correctement le signal dans la région des très basses énergies. Les propriétés diélectriques des composés Ti2AlC et Ti2AlN sont remarquablement différentes suivant l'orientation cristallographique de la sollicitation. du faisceau électronique incident dans le plan de base ou le long de l'axe de c. Les propriétés diélectriques très différentes en fonction de l'orientation du cristal ont été mises en 'évidence et ont donc confirmé l'anisotropie montre par la théorie à l'origine de cette 'étude. L'étude d'autres composés en couches minces tel que Ti2GeC, Ti2SnC dont la synthèse a été réalisée nous a permis d'étudier l'influence des éléments A sur les propriétés diélectriques et optiques de ces matériaux. Un modèle phénoménologique semi-classique de Drude-Lorentz a été utilisé pour reproduire la fonction ". Dans ce modèle la réponse d'un métal à une excitation electromagnétique est décrite comme celle d'un gaz d'électrons libres et d'une somme d'oscillateurs représentant les transitions interbandes possibles. Après ajustement de ce modèle aux mesures expérimentales, il a été possible d'extraire la densité électronique et d'estimer un temps de relaxation des électrons libres. Ces mesures ont ensuite été utilisées pour déduire la conductivité statique qui a été comparée aux meures macroscopiques. Les résultats sont en bon accord avec les valeurs publiées et nous permettent de confirmer que la conductivité statique présente une forte anisotropie dans Ti2AlC et Ti2AlN. Enfin, une approche ab initio a été mise en œuvre afin de modéliser les constantes diélectriques complexes. Ces calculs basées sur la théorie de la fonctionnelle de la densité dépendant du temps (TDDFT) reproduisent l'anisotropie de la réponse diélectrique et montrent qu'elle est intimement liée aux champs locaux.

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Harman-Clarke, Adam. „Contraintes Topologiques et Ordre dans les Systèmes Modèle pour le Magnétisme Frustré“. Thesis, Lyon, École normale supérieure, 2011. http://www.theses.fr/2011ENSL0659.

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Dans cette thèse, l’étude de plusieurs modèles de systèmes magnétiques frustrés a été couverte. Leur racine commune est le modèle de la glace de spin, qui se transforme en modèle de la glace sur réseau kagome (kagome ice) et réseau en damier (square ice) à deux dimensions, et la chaîne d’Ising à une dimension. Ces modèles ont été particulièrement étudiés dans le contexte de transitions de phases avec un ordre magnétique induit par les contraintes du système : en effet, selon la perturbation envisagée, les contraintes topologiques sous-jacentes peuvent provoquer une transition de Kasteleyn dans le kagome ice, ou une transition de type vitreuse dans la square ice, due à l’émergence d’un ordre ferromagnétique dans une chaîne d’Ising induit seulement par des effets de taille fini. Dans tous les cas, une étude détaillée par simulations numériques de type Monte Carlo ont été comparées à des résultats théoriques pour déterminer les propriétés de ces transitions. Les contraintes topologiques du kagome ice ont requis le développement d’un algorithme de vers permettant aux simulations de ne pas quitter l’ensemble des états fondamentaux. Une revue poussée de la thermodynamique et de la réponse de la diffraction de neutrons sur kagome ice sous un champ magnétique planaire arbitraire, nous ont amené à une compréhension plus profonde de la transition de Kasteleyn, et à un modèle numérique capable de prédire les figures de diffraction de neutrons de matériau de kagome ice dans n’importe quelles conditions expérimentales. Sous certaines conditions, ce modèle a révélé des propriétés thermodynamiques quantifiées et devrait fournir un terreau fertile pour de futurs travaux sur les conséquences des contraintes et transitions de phases topologiques. Une étude combinée du square ice et de la chaîne d’Ising a mise en lumière l’apparition d’un ordre sur réseau potentiellement découplé de l’ordre ferromagnétique sous-jacent, et particulièrement pertinent pour les réseaux magnétiques artificiels obtenus par lithographie
In this thesis a series of model frustrated magnets have been investigated. Their common parent is the spin ice model, which is transformed into the kagome ice and square ice models in two-dimensions, and an Ising spin chain model in one-dimension. These models have been examined with particular interest in the spin ordering transitions induced by constraints on the system: a topological constraint leads, under appropriate conditions, to the Kasteleyn transition in kagome ice and a lattice freezing transition is observed in square ice which is due to a ferromagnetic ordering transition in an Ising chain induced solely by finite size effects. In all cases detailed Monte Carlo computational simulations have been carried out and compared with theoretical expressions to determine the characteristics of these transitions. In order to correctly simulate the kagome ice model a loop update algorithm has been developed which is compatible with the topological constraints in the system and permits the simulation to remain strictly on the groundstate manifold within the appropriate topological sector of the phase space. A thorough survey of the thermodynamic and neutron scattering response of the kagome ice model influenced by an arbitrary in-plane field has led to a deeper understanding of the Kasteleyn transition, and a computational model that can predict neutron scattering patterns for kagome ice materials under any experimental conditions. This model has also been shown to exhibit quantised thermodynamic properties under appropriate conditions and should provide a fertile testing ground for future work on the consequences of topological constraints and topological phase transitions. A combined investigation into the square ice and Ising chain models has revealed ordering behaviour within the lattice that may be decoupled from underlying ferro- magnetic ordering and is particularly relevant to magnetic nanoarrays

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Phuphachong, Thanyanan. „Magneto-spectroscopy of Dirac matter : graphene and topological insulators“. Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066170.

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Ce travail consiste en l'étude sous champ magnétique des propriétés électroniques des fermions de Dirac relativistes dans deux systèmes: graphène et isolants topologiques. Leur analogie avec la physique des hautes énergies et leurs applications potentielles ont suscité récemment de nombreux travaux. Les états électroniques sont donnés par un Hamiltonien de Dirac et la dispersion est analogue à celle des particules relativistes. La masse au repos est liée au gap du matériau avec une vitesse de Fermi remplaçant la vitesse de la lumière. Le graphène a été considéré comme un " système école " qui nous permet d'étudier le comportement relativiste des fermions de Dirac sans masse satisfaisant une dispersion linéaire. Quand un système de Dirac possède un gap non nul, nous avons des fermions de Dirac massifs. Les fermions de Dirac sans masse et massifs ont été étudiés dans le graphène épitaxié et les isolants topologiques cristallins Pb1-xSnxSe et Pb1-xSnxTe. Ces derniers systèmes sont une nouvelle classe de matériaux topologiques où les états de bulk sont isolants mais les états de surface sont conducteurs. Cet aspect particulier résulte de l'inversion des bandes de conduction et de valence du bulk ayant des parités différentes, conduisant à une transition de phase topologique. La magnéto-spectroscopie infrarouge est une technique idéale pour sonder ces matériaux de petit gap car elle fournit des informations quantitatives sur les paramètres du bulk via la quantification de Landau des états électroniques. En particulier, la transition de phase topologique est caractérisée par une mesure directe de l'indice topologique
This thesis reports on the study under magnetic field of the electronic properties of relativistic-like Dirac fermions in two Dirac systems: graphene and topological insulators. Their analogies with high-energy physics and their potential applications have attracted great attention for fundamental research in condensed matter physics. The carriers in these two materials obey a Dirac Hamiltonian and the energy dispersion is analogous to that of the relativistic particles. The particle rest mass is related to the band gap of the Dirac material, with the Fermi velocity replacing the speed of light. Graphene has been considered as a “role model”, among quantum solids, that allows us to study the relativistic behavior of massless Dirac fermions satisfying a linear dispersion. When a Dirac system possesses a nonzero gap, we have massive Dirac fermions. Massless and massive Dirac fermions were studied in high-mobility multilayer epitaxial graphene and in topological crystalline insulators Pb1-xSnxSe and Pb1-xSnxTe. The latter system is a new class of topological materials where the bulk states are insulating but the surface states are conducting. This particular aspect results from the inversion of the lowest conduction and highest valence bulk bands having different parities, leading to a topological phase transition. Infrared magneto-spectroscopy is an ideal technique to probe these zero-gap or narrow gap materials since it provides quantitative information about the bulk parameters via the Landau quantization of the electron states. In particular, the topological phase transition can be characterized by a direct measurement of the topological index

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Bacchin, Patrice. „Génie des interactions physico chimiques :Applications à la transformation de la matière molle“. Habilitation à diriger des recherches, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00143590.

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Les travaux présentés dans ce mémoire d'Habilitation à Diriger des Recherches se situent à la frontière entre la physique de la matière molle et le génie chimique et se nourrissent de la physique pour développer et donner des fondements scientifiques à de nouveaux concepts et outils pour l'ingénieur. Dans le cas de la filtration membranaire de colloïdes qui constitue la plus grand part de ces travaux, l'outil développé est le concept de flux critique qui a permis de définir des conditions opératoires de filtration critiques par rapport à la réversibilité du colmatage. La modélisation développée dans ces études a relié l'apparition de dépôts irréversibles sur les membranes aux phénomènes de transitions de phase dans les dispersions colloïdales contrôlés par la présence d'interactions physico-chimiques inter-particulaires. Les différentes études ont permis de développer à la fois des concepts expérimentaux et pratiques (avec la détermination de conditions critiques en filtration frontale et tangentielle et leur utilisation afin de conduire de façon optimale le procédé) et des concepts théoriques (modélisation des transitions de phase et simulation de l'impact des interactions sur le développement du colmatage dans le procédé). Les concepts théoriques développés, basés sur la description de l'effet des interactions sur l'accumulation de matière, ont permis d'unifier des modèles de description différents (loi de filtration sur gâteau, polarisation de concentration) à partir d'une approche unitaire. La prise en compte de la complexité générée par les interactions physico-chimiques dans le procédé de filtration simplifie au final la description du colmatage. De façon plus large, ces études et les perspectives qui y sont associées devraient contribuer à développer une branche du génie du procédé parallèle au génie de la réaction chimique : le génie des interactions physico-chimiques.

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Marchal, Luc. „Contribution à la théorie et au développement de la chromatographie de partage centrifuge : Etude de l'hydrodynamique des phases et du transfert de matière“. Nantes, 2001. http://www.theses.fr/2001NANT2049.

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Seghir, Sakina. „Extraction et transfert de cations métalliques par les réactions électrochimiques d'intercalation réversibles dans les phases de Chevrel : application à la valorisation-matière d'effluents“. Thesis, Metz, 2009. http://www.theses.fr/2009METZ047S/document.

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Le mémoire porte sur l’étude et la mise au point d’un nouveau procédé électrochimique pour la valorisation d’effluents minéraux liquides. Il se fonde sur une exploitation originale des réactions d’intercalation réversibles de cations dans les phases de Chevrel Mo6X8 (avec X = S, Se). Le développement initial du travail a été de vérifier le transfert électrochimique de cations d’une solution source vers un électrolyte de valorisation à travers une jonction électrochimique de transfert (JET). L’élaboration de disques (diamètre 25 mm, épaisseur de 2 à 4 mm) de matrice active de forte compacité (98%) en Mo6X8 est obtenue par pressage réactif à haute température. Sa mise en fonction aboutit à un mini pilote de laboratoire qui permet d’établir les performances et de situer les limites du processus sur les cations Co2+, Fe2+, Ni2+, Cd2+, Zn2+, Mn2+ ,Cu2+. Les expérimentations démontrent que le transfert résulte d’un simple processus galvanique entre deux électrodes auxiliaires situées dans chacun des compartiments. Les rendements faradiques sont de 100% jusqu’à une densité de courant de 1,6 mA cm-2. Pour établir une modélisation du transport des ions, les coefficients de diffusion des différents cations dans chacune des matrices polycristallines ont été mesurés par différentes techniques électrochimiques. Les mobilités de chacun des cations sont proches et les coefficients de diffusion de l’ordre de 10-9 cm2.s-1 sauf pour la matrice séléniée à travers laquelle ions de la triade Fe, Co, Ni ne sont pas transférables. Les propositions de modèle de mode de transfert conduisent à envisager, pour l’optimisation des vitesses, des conditionnements en stœchiométrie des JET et de recourir à des épaisseurs faibles pour les jonctions. Les études se sont portées sur les conditions de transferts sélectifs à partir de mélanges de cations dans la solution source. Des séparations remarquables comme Cd / Zn, Co/Ni avec Mo6S8, Zn / Ni, Cd / Ni, Zn / Mn avec Mo6Se8 ont été obtenues. Elles sont transférables directement pour le traitement d’effluents industriels. Les résultats présentés confirment la potentialité de ce nouveau mode de traitement et permet d’envisager un transfert de technologie au niveau de la valorisation de co-produits et rejets industriels
The aim of this work is the study of a new electrochemical process. The industrial activity generates large amounts of liquid waste containing heavy metals. Processes used for treating this kind of materials are precipitation, solvent extraction or ion exchange. The limits of such treatments are due to their selectivity towards cations mixtures. A new original electrochemical way is purposed as an alternative of these techniques. This work deals with the extraction and the selective transfer of metal ions contained in liquid effluents or in lixiviats of industrial processes. This technique is based on the reversible redox reactions of insertion and deinsertion of cations in mineral host lattice matrices. The mineral matrix consist in a ternary molybdenum chalcogenides MxMo6X8 (where M = ternary metal cation and X= S, Se) known as Chevrel. This disc is obtained by a technique of synthesis at high temperature. The electrochemical transfer junction ETJ consists of a Mo6S8 or Mo6Se8 disc compacted by hot pressing. This method consists with a synthesis by reactive hot pressing, from mixture of powder of composition adapted for the stoichiometry of desired material. We have obtained a disc (thickness = 4mm, diameter = 25mm) with a compactness rate about 98%. The electrochemical junction allowed a good mechanical behaviour. All experiments were then carried out in a laboratory cell which allow to establish the performances and to locate the limits of the process on the cations Co2+, Fe2+, Ni2+, Cd2+, Zn2+, Mn2+, Cu2+. These experiments show that the transfer results from a simple galvanic process between two auxiliary electrodes located in each compartment. The transfer faradic yields about 100% were achieved until a current density of 1.6 mA.cm-2. The results confirm the feasibility of a transfer process. The real operations of the selective transfer are shown with applications for remarkable separations as Co/Ni, Cd/Ni with Mo6S8 and Zn/Ni, Ni/Cd, Mn/Zn with Mo6Se8. The extraction of a solution of cation by an electrolytic process could open many ways of application in the mineral liquid waste management. This process is now being developed for investigations of real industrial liquid wastes. To establish an ion migration modeling, the diffusion coefficients of the various cations in each polycrystalline matrix were measured by various electrochemical techniques. Mobilities of each cation are close and the diffusion coefficients about 10-9 cm2.s-1 except for the selenious matrix through which ions Fe, Co, Ni are not transfer. The proposals of transfer mode for the optimal speeds result in considering, the conditionings in stoichiometry of the ETJ and to resort to low thicknesses for the junctions. The results presented confirm the potentiality of this new mode of treatment and allow considering a technology transfer for the valorization of industrial wastes

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Chandelier, Frédéric. „Quelques applications de la théorie des champs à la physique de la matière condensée : l'effet Hall quantique dans tous ses états“. Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00005442.

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Zheng, Xin. „Frittage de particules métalliques supportées : modélisation et analyse d'images“. Lyon 1, 1993. http://www.theses.fr/1993LYO10309.

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Cette thèse est une contribution à la modélisation de la croissance de particules sur un substrat, et à la méthodologie de l'analyse d'images pour étudier la morphologie des particules. Elle est motivée par le frittage des particules des catalyseurs métalliques supportés. D'une part, nous avons modélisé quatre aspects du frittage: (1) l'interaction diffusive entre particules voisines; (2) la discontinuité du taux de croissance des particules; (3) la compétition entre la diffusion superficielle et le transfert interfacial d'atomes; (4) la variation discontinue de la longueur capillaire avec la taille des particules. Les simulations indiquent que ces aspects peuvent conduire aux effets suivants: l'élargissement de la distribution de tailles des particules, l'apparition d'une distribution bimodale et la variation de l'exposant de la loi de puissance qui décrit la diminution de l'aire totale des surfaces des particules. D'autre part, une nouvelle méthode efficace a été établie pour identifier (extraire, puis séparer) par ordinateur les particules irrégulières (ou les objets similaires) à partir d'une image (de microscopie électronique) comportant un fond non uniforme et avec bruit, afin de caractériser quantitativement leur morphologie. L'extraction est fondée sur un principe de germination et croissance du fond, et la séparation est complétée par transformation et partage de l'image des particules déjà extraites.

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Tahimi, Abdeladhim. „Plasticité induite par transformations de phases dans les aciers : Expérience vs modélisations“. Phd thesis, INSA de Rouen, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00737534.

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Les différents travaux de recherche menés dans le cadre de la présente thèse, ont pour objectifs de :(i) comprendre les mécanismes et phénomènes prenant part dans la plasticité des aciers en présence d'une transformation de phases diffusive ou martensitique. (ii) développer des outils de prédiction de TRIP capables d'une part de reproduire correctement cette déformation macroscopique pour des cas de chargements complexes et d'autre part de nous offrir des enseignements sur les interactions élasto-visco-plastiques locales entre phase naissante et phase parente. Pour ce faire, de nouvelles campagnes d'essais TRIP à chargements uni- et bi-axiaux constants ou variables ont été menées sur l'acier 35NCD16 pour une transformation austénitemartensite et l'acier 100C6 pour une transformation austénite-perlite. En complément, des essais de traction-compression et relaxation ont été réalisés pour caractériser les propriétés élastoviscoplastique ssur chacune des 2 phases de l'acier 100C6...

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Painmanakul, Pisut. „Analyse locale du transfert de matière associé à la formation de bulles générées par différents types d'orifices dans différentes phases liquides Newtoniennes : étude expérimentale et modélisation“. Toulouse, INSA, 2005. http://www.theses.fr/2005ISAT0015.

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De multiples procédés de transfert de matière sont basés sur la dispersion de bulles de gaz dans une phase liquide (contacteurs à bulles). L'objectif général de l'étude est de comprendre les paramètres qui conditionnent le transfert de matière gaz-liquide et donc de maîtriser les performances en condition réelle des contacteurs à bulles. Des outils expérimentaux de caractérisation (analyse d'image) ont été proposés, dans un premier temps, afin d'appréhender l'influence des caractéristiques des membranes flexibles sur l'efficacité du transfert de matière et sur le coût énergétique. L'influence de la physico-chimie (tensio-actifs et vin) a été ensuite étudiée et démontrée sur les paramètres clés que sont le diamètre et la forme de bulles générées, la fréquence de formation, la vitesse d'ascension, le coefficient de traînée et donc l'aire interfaciale d'échange (a). Une nouvelle méthode expérimentale d'obtention du coefficient volumique de transfert de matière (kLa) a été proposée. Couplée à la détermination de l'aire interfaciale (a), elle permet de dissocier les termes kL et a du kLa et donc d'obtenir le coefficient de transfert de matière local côté liquide (kL). Un modèle de prédiction original du coefficient kL basé sur les propriétés physiques et physico-chimiques a été proposé pour comprendre enfin les phénomènes physiques régissant ce paramètre en milieu complexe
A large number of technical applications in water treatment, metallurgy, medicine, and a variety of chemical engineering processes are based on mass transfer unit operation involving a dispersion of the gas bubble into the liquid phase (gas bubble reactors). In this study, the objective is to understand the parameters which control the mass transfer efficiency and thus control the reactor performances used in the industrial operating condition. Firstly, by using the membrane gas sparger comparison techniques (image analysis), the influence of different membrane characteristics on the mass transfer efficiency and on the power consumption is observed. Then, the effect of physical chemistry (surfactant and wine) has been studied in term of the generated bubble sizes and forms, the bubble formation frequency, the terminal bubble rising velocity, the drag coefficient and thus the interfaciale area (a). Regarding to the study of mass transfer, the new experimental method for determining the local volumetric mass transfer coefficient (kLa) has been proposed. The liquid side mass transfer coefficient (kL) can be then deduced from the dissociation of kLa by a obtained experimentally. Finally, an original kL determination model based on the bubble physical properties and the physical chemistry of liquid phase has been proposed to provide a better understanding of this parameter

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Shevtsov, Oleksii. „Contribution à la théorie du transport quantique : isolants topologiques à base de graphène et phénomènes à fréquence finie“. Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00770160.

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Les évolutions rapides du marché des composants électroniques font apparaître de nombreux challenges pour la conception et la fabrication de ces derniers. Lorsque ces éléments deviennent plus petits, leur comportement se complexifie à mesure que de nouveaux phénomènes, liés aux effets d'interférence, entrent en jeu. Comprendre ces derniers nécessite le développement d'outils théoriques avancés. Dans ce contexte cette thèse est consacrée au transport électronique quantique dans des systèmes multi-terminaux. Dans la première partie on développe un formalisme général, utilisant les fonctions de Green de Keldysh, pour le transport électronique quantique dans des systèmes multi-terminaux en présence de perturbations oscillantes. Nous sommes capable d'exprimer toute obervable AC en termes de fonctions de Green à l'équilibre et des self-énergies des contacts. Ceci fait de notre formalisme un outil pratique pour toute une variété de perturbations à fréquence finie. Dans la seconde partie on présente l'idée d'induction d'un fort couplage spin-orbite dans le graphène en déposant à sa surface un certain type d'atomes lourds. Le graphène devient alors un isolant topologique. Nous avons ensuite étudié l'évolution de la phase topologique avec un champ magnétique externe. Une transition entre la phase de Hall quantique et la phase de Hall quantique de spin a été identifiée dans le même système en variant seulement la position du niveau de Fermi. Nous avons montré qu'une hétérojonction entre ces deux phases donnait lieu à un nouveau type d'état chiral à l'interface.

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Kuzhir, Pavel. „SUSPENSIONS MAGNETIQUES : LA RHEOLOGIE ET LA SEPARATION“. Habilitation à diriger des recherches, Université Nice Sophia Antipolis, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01073537.

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Dans ce manuscrit, j'ai brièvement décrit mes activités scientifiques depuis la soutenance de ma thèse de doctorat en physique en fin 2003. J'ai prêté une attention particulière aux recherches axées sur la rhéologie et la capture de particules des suspensions magnétiques. Une grande partie de mes recherches a été focalisée sur l'effet de la forme des particules magnétiques et de l'orientation du champ magnétique sur la contrainte seuil apparaissant dans les suspensions magnétiques suite à l'agrégation de ces particules induite par le champ appliqué. En comparant les microfibres magnétiques aux microsphères magnétiques, il a été montré que la contrainte seuil des suspensions de fibres était d'environ trois fois supérieure à celle des suspensions de sphères soumises aux mêmes conditions. Un tel effet de forme a été expliqué par (1) une perméabilité magnétique plus élevée des agrégats composés de fibres ; (2) une friction solide plus forte entre les fibres. En ce qui concerne l'effet d'orientation du champ, nous avons confirmé expérimentalement un comportement à seuil important dans le cas où le champ magnétique est orienté le long de l'écoulement ou de la vorticité. Un tel effet magnétorhéologique " longitudinal " a été expliqué par des fluctuations stochastiques des agrégats autour de leur orientation d'équilibre; ces fluctuations étant causées par des interactions magnétiques entre agrégats. Une autre partie des études a été focalisée sur la séparation magnétique des nanoparticules en vue de leur application dans la séparation de biomolécules ou l'extraction de micropolluants. On a notamment étudié l'effet de la séparation de phase sur la capture de nanoparticules par des collecteurs magnétiques (microsphères aimantées par un champ magnétique externe). Il a été montré que la séparation de phase augmente considérablement l'efficacité de capture et que ce processus est régi par trois nombres sans dimensions : la concentration en nanoparticules, le paramètre d'interaction dipolaire et le nombre de Mason qui représente le rapport des forces hydrodynamiques sur les forces magnétiques exercées sur les nanoparticules.

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Turpin, Thierry. „Etude des transferts de matière et des transformations de phases au cours de la cémentation en phase gazeuse à la pression atmosphérique d'aciers inoxydables fortement alliés“. Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2002. http://www.theses.fr/2002INPL046N.

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Flayac, Hugo. „Nouvelles tendances dans les condensats d'exciton-polaritons spineurs : défauts topologiques et structures de basse dimensionnalité“. Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00822148.

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Au long de ce manuscrit de thèse je présenterai des effets non linéaires émergents dans les condensats d'exciton-polaritons spineurs. Après un chapitre d'introduction amenant les notions de bases nécessaires, je me concentrerai dans une première partie sur les défauts topologiques quantifiés par des nombres demi-entiers et discuterai leur stabilité, accélération et nucléation en présence de champs magnétiques effectifs. Nous verrons que ces objets se comportent comme des charges magnétiques manipulables démontrant une analogie fascinante avec les monopoles de Dirac. De manière remarquable nous verrons également que ces objets peuvent être utilisés comme des signaux stables pour sonder la physique d'analogues acoustiques de trous noirs. Dans une seconde partie j'étudierai des structures de basse dimensions. Plus particulièrement, je décrirai la formation de solitons de bande interdite et les oscillations de Bloch des exciton-polaritons dans des microfils comportant des structures périodiques et d'autre part les oscillations Josephson à température ambiante dans des paires de micropilliers couplés.

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Briceño-Ahumada, Zenaida Cenorina. „Propriétés rhéologiques et moussantes des phases lamellaire et éponge du système dodécylsulfate de sodium-hexanol-saumure“. Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLS331.

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Dans cette thèse, on a étudié les propriétés rhéologiques et moussantes de phases de bicouches, de type lamellaire et éponge, en utilisant le système expérimental SDS/hexanol/saumure. On a également préparé des mousses avec ces deux phases de bicouches, dont on a étudié la stabilité et les mécanismes d’évolution dans le temps. En premier lieu, les propriétés rhéologiques de la phase éponge ont été examinées. Les échantillons ayant une fraction volumique de membrane phi ≥ 0.08 se comportent comme des fluides Newtoniens. Avec les moins concentrés, phi = 0.05 et 0.024, un changement de viscosité est observé à environ 1000 et 100 s⁻¹, respectivement. Ce changement pourrait être lié à une transition de la phase éponge vers une phase lamellaire induite par cisaillement. Les changements de viscosité qui suggèrent une transition éponge-lamellaire induite par l’écoulement ont été plus facilement détectés pour l'échantillon de fraction volumique phi = 0.024. Pour cet échantillon, il a été constaté qu’à des températures plus basses ou lors de l’ajout d’un polymère hydrosoluble (PEG), la variation de la viscosité liée à la transition de phase éponge-lamellaire se produit à des valeurs inférieures de la vitesse de cisaillement. L’étude des propriétés rhéologiques de la phase lamellaire a ensuite été menée. Les expériences ont révélé le comportement de gel faible des échantillons. A une fréquence de 10 rad/s et dans un intervalle de température compris entre 5 à 50 °C, il n’y a aucun changement perceptible des modules G’ et G’’, donc pas de transition de phase, sauf pour les échantillons les moins concentrés : dans ce cas, la température a un effet plus marqué, et la structure lamellaire évolue probablement. Lorsque le taux de cisaillement augmente, il a été observé que les échantillons avec phi ≥ 0.10 présentent une forte augmentation de la viscosité à partir d’une valeur seuil du taux de cisaillement. Cette observation, combinée avec des résultats de Rhéo-SAXS, a permis de conclure qu’il y a une transition vers une phase de vésicules (ou oignons) induite par l’écoulement. Les expériences de Rhéo-SAXS ont montré que, après l’arrêt du cisaillement, la phase de vésicules relaxe vers la phase lamellaire initiale au bout d’un temps typique d’une demi-heure. Enfin, des mousses ont été obtenues par incorporation de bulles d’air dans les phases lamellaire et éponge précédemment étudiées. Les mousses faites avec les phases lamellaires présentent une grande stabilité, probablement en raison de la viscosité élevée de ces gels. De plus, ces gels présentent des contraintes seuils d’écoulement faibles. Lorsque les bulles sont petites, la contrainte seuil est supérieure à la contrainte de pesanteur sur les bulles de la mousse (force d’Archimède). Mais ces bulles grossissent avec le temps (mûrissement dû aux différences de pression de Laplace entre bulles) et lorsque la contrainte de pesanteur dépasse la contrainte seuil du gel, le drainage de la mousse commence. On a constaté que la taille des bulles évoluait avec le temps en suivant une loi de puissance. Cependant, l’exposant (≈ 0.25) est plus petit que ceux trouvés pour le mûrissement d’Ostwald (0.333, valable pour des bulles isolées) ou le mûrissement des mousses (0.5). Le fait que l’exposant trouvé soit plus petit pourrait être lié à la réorientation des domaines lamellaires lors du mûrissement. Enfin, les mousses préparées avec des phases éponge présentent une faible stabilité probablement due aux passages internes entre bicouches qui forment la structure éponge, passages qui pourraient faciliter la coalescence des bulles. Deux scénarii ont été détectés lors de l’évolution de ces mousses: à basse fraction volumique de membrane, l’effondrement de la mousse commence pendant son drainage, alors que les mousses faites avec les échantillons les plus concentrés ont le temps de mûrir avant de s’effondrer
In this thesis a study of the rheological and foaming properties of the lamellar and sponge phases of the SDS/hexanol/brine system was performed. Shear rate and temperature sweeps were done to analyze the rheology of the lamellar and sponge phases, adding frequency sweeps for the lamellar phase samples. Also, foamability and foam stability tests of foams made with these two phases were done. Sponge phase samples with membrane volume fractions phi ≥ 0.08 showed a Newtonian behavior, whereas in the less concentrated ones, phi 0.05 and 0.024, a change in viscosity was seen at shear rate values near to 1000 and 100 s ⁻¹, respectively. This change can be linked to a shear induced transition sponge to lamellar phase. Results indicate that temperature and the addition of the hydrosoluble polymer PEG affect the shear rate value at which this transition occurs. Lamellar phase samples with phi ≥ 0.10 presented a sharp increase in viscosity at intermediate shear rate values. The standard rheology technique together with Rheo-SAXS experiments allowed us to infer that there is a shear induced phase transition to vesicle phase. Rheo-SAXS data confirmed that the average interlamellar vesicle phase decreases by the effect of shear rate, and, when shear is stopped, the vesicle structure is relaxed and goes back to the lamellar phase after certain time. Foams made with lamellar phase samples showed a high stability and it was found that the time evolution of the bubble diameter follows a power law equation with exponents smaller than those reported for coarsening and Ostwald ripening. The small values of these exponents seem to be related with orientation defects of the liquid crystalline phase. On the opposite, the foams made with the sponge phase samples presented poor stability, as a possible consequence of the passages that form their structure that could facilitate coalescence of bubbles

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Ribeiro, Bruno. „Morphology as a tracer of evolution in the early phases of galaxy assembly“. Thesis, Aix-Marseille, 2016. http://www.theses.fr/2016AIXM4744/document.

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Les propriétés globales des galaxies montrent une forte évolution du taux de formation stellaire et de la densité de masse stellaire à l'époque de l'assemblage des galaxies précédent le pic de formation stellaire dans l'univers, produite par plusieurs processus physiques concurrents (fusion, accrétion, rétroaction, environnement, ...). Les propriétés morphologiques des galaxies ont aussi fortement évolué à la même époque. Dans cette thèse, j'étudie comment l'évolution des propriétés morphologique est reliée aux propriétés spectrophotométriques des galaxies depuis z ~ 6. Les données spectroscopiques obtenues au sein du VIMOS Ultra Deep Survey (VUDS), un nouveau sondage spectroscopique unique de ~ 10000 galaxies entre redshift z~2 et z~6 qui fournissent un excellent moyen de sonder l'évolution galactique à travers cette époque cosmique. A partir des mes résultats, je conclus que les différentes propriétés morphologiques de galaxies à formation stellaire aux redshifts 2
The global properties of galaxies show a strong evolution of the star formation rate and stellar mass density at the epoch of galaxy assembly, driven by several competing physical processes (merging, accretion, feedback, environment,...). The morphological properties of galaxies are also strongly evolving over the same timescales. I investigate how the evolution of the morphological properties is connected to the spectrophotometric properties of galaxies since z~6. The spectroscopic data obtained within the VIMOS Ultra Deep Survey (VUDS), a new unique spectroscopic survey of ~10000 galaxies between redshifts z~2 and z~6 conducted at the ESO-VLT, combined with the available Hubble Space Telescope imaging surveys such as COSMOS or CANDELS provide a great way of probing galactic evolution across this cosmic epoch.From the results that I have obtained, I conclude that the different morphological properties of star-forming galaxies at 2

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Le, Treust Loïc. „Méthodes variationnelles et topologiques pour l'étude de modèles non liénaires issus de la mécanique relativiste“. Phd thesis, Université Paris Dauphine - Paris IX, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00908953.

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Cette thèse porte sur l'étude de modèles non linéaires issus de la mécanique quantique relativiste.Dans la première partie, nous démontrons à l'aide d'une méthode de tir l'existence d'une infinité de solutions d'équations de Dirac non linéaires provenant d'un modèle de hadrons et d'un modèle de la physique des noyaux.Dans la seconde partie, nous prouvons par des méthodes variationnelles l'existence d'un état fondamental et d'états excités pour deux modèles de la physique des hadrons. Par la suite, nous étudions la transition de phase reliant les deux modèles grâce à la Gamma-convergence.La dernière partie est consacrée à l'étude d'un autre modèle de hadrons dans lequel les fonctions d'onde des quarks sont parfaitement localisées. Nous énonçons quelques résultats préliminaires que nous avons obtenus.

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Dissertationen zum Thema „Phases topologiques de la matière“

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