Dissertations / Theses on the topic 'Matière condensée – Dynamique des fluides'
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Pivano-Danand, Adrien. "Etude de la dynamique des parois de domaines dans les nano-systèmes ferromagnétiques." Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2017. http://www.theses.fr/2017AIXM0254.
Full textAbstract:
L'étude de la dynamique des parois de domaines dans les nano-systèmes ferromagnétiques est cruciale pour le développement des dispositifs de stockage de l'information basés sur le déplacement et le contrôle des parois. Ces dispositifs ont plusieurs avantages : non-volatilité, rapidité d'exécution, haute densité de stockage, et faible consommation de l'énergie. En utilisant des méthodes micro-magnétiques et analytiques, nous avons constaté que l'interaction entre deux parois affectait les processus de dépiégeage sous champ magnétique, dans des nanofils en nickel à géométrie cylindrique et planaire. Nous avons mis en évidence des comportements non linéaires de la dynamique d'une paroi piégée, qui varient selon le matériau et le type de piège utilisé. Les diagrammes de phases représentant l'exposant de Lyapunov ont permis la distinction entre des zones chaotiques et périodiques, en fonction de la fréquence et de l'amplitude d'une excitation harmonique. Nous avons présenté des résultats sur la manipulation précise d'une paroi transverse sous impulsions de courant dans un nanofil planaire en nickel, structuré par une multitude de défauts artificiels. Nous avons montré que le positionnement exact de la paroi à température ambiante est possible uniquement pour des impulsions symétriques de très courte durée. Des effets inertiels pouvant s'opposer au couple de transfert de spin, ou au contraire l'amplifier ont été observés. Ces derniers résultats ouvrent une route vers le déplacement des parois dans les deux directions par des impulsions unipolaires de courantThe study of the domain wall dynamics in ferromagnetic nano-systems is crucial for the developement of data-storage devices based on control and displacement of the domain walls. These devices have several advantages : non-volatility, fast execution time, high density, and low power consumption. Using micromagnetics and analytical methods, we have shown that the interaction between two domain walls influences the depinning process under magnetic field, in cylindrical and planar shaped nickel nanowires. We highlighted the nonlinear behaviour of the dynamics of a pinned domain wall, which varies with the material properties and the type of the pinning sites. The Lyapunov phase diagrams display chaotic and periodic regions function of the amplitude and frequency of a harmonic excitation. We have also presented results about the precise manipulation of transverse domain walls by current pulses in a nickel planar nanowire with artificial defects. We have shown that exact positioning of the domain walls at room temperature is possible only for very short symmetric current pulses. We observed inertial effects which can oppose or amplify the spin transfert torque effect. These results open a route to domain wall displacement in both directions with unipolar current pulses
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Sultan, Ahmad. "Dynamique dans les fluides quantiques : Etude des excitations collectives dans un liquide de Fermi 2D." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00768021.
Full textAbstract:
L'4He et l'3He sont des systèmes modèles pour comprendre les propriétés quantiques de la matière fortement corrélée. C'est pour cette raison que plusieurs études ont été consacrées à la compréhension de leur dynamique. A basses températures où les effets quantiques jouent un rôle essentiel, les excitations élémentaires dans l'4He sont décrites par un mode collectif d'excitations: phonon-roton. Par contre pour un système d'3He la description est plus complexe, le spectre d'excitation a deux composantes: un mode collectif (zéro-son) et un continuum d'excitations incohérentes de type particule-trou. Les deux sont bien décrites par la théorie de Landau des liquides de Fermi qui trouve sa validité pour des petits vecteurs d'onde. Jusqu'à présent, on supposait que la dynamique dans les liquides de Fermi à vecteurs d'onde élevés était essentiellement incohérente. Cette thèse porte sur l'exploration, par diffusion inélastique de neutrons, des excitations collectives dans l'3He liquide 2D adsorbé sur un substrat de graphite. Un tel travail expérimental requiert trois ingrédients essentiels : un réfrigérateur à dilution afin de travailler à basses températures, un spectromètre temps de vol afin de mesurer le facteur de structure dynamique du système et un substrat solide (graphite exfolié ZYX) pour la préparation de films d'3He-2D par physisorption. Nos expériences sur ces films d'3He déposés en deuxième couche sur de l'4He solide adsorbé sur le graphite nous ont permis de faire les observations suivantes : à petit vecteur d'onde, le zéro-son est plus proche de la bande particule-trou que celui observé dans le cas de l'3He massif, tandis qu'à fort vecteur d'onde le mode collectif entre dans le continuum et réapparait de l'autre côté. Cette nouvelle branche, observée pour la première fois, est aujourd'hui décrite par la théorie dynamique à N-corps développée par nos collaborateurs de l'université Johannes Kepler de Linz, Autriche. Au cours de ce travail de thèse plusieurs techniques expérimentales ont été développées, en particulier, un réfrigérateur à dilution sans fluide cryogénique robuste adapté à des expériences de diffusion neutronique. Son optimisation a permis de réduire le temps de refroidissement de ce type de réfrigérateurs.
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Chevalier, Thibaud. "Écoulements de fluides à seuil en milieux confinés." Phd thesis, Université Paris-Est, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00903850.
Full textAbstract:
Afin de mieux comprendre les spécificités de l'écoulement des fluides en seuil en géométries confinées, nous avons opté pour une approche multi-échelle expérimentale et/ou numérique dans des milieux poreux complexes et modèles. Nous montrons qu'il est possible d'utiliser la RMN pour visualiser des écoulements de fluides à seuil en géométrie complexe. Dans un milieu poreux, il est également possible de mesurer la distribution statistique des vitesses, ceci sans problème de résolution spatiale, grâce à la méthodologie de réglage d'une expérience d'injection sous IRM que nous avons mise en place. A l'aide de ces techniques, nous montrons que l'écoulement d'un fluide à seuil dans un pore modèle (une expansion-contraction axisymétrique) se localise dans la partie centrale du pore, dans le prolongement du tube d'entrée, tandis que les régions extérieures restent dans le régime solide. Des simulations numériques confirment ces résultats et montrent que la localisation de l'écoulement provient du confinement engendré par la géométrie. A l'inverse, nous montrons que pour un fluide à seuil s'écoulant dans un milieu poreux réel (en trois dimensions), il n'existe pas de zones au repos. De plus, la distribution de vitesse est identique à celle d'un fluide newtonien. Une analyse de ces résultats nous permet de prédire la forme de la loi de Darcy pour les fluides à seuil et de comprendre l'origine physique des paramètres déterminés par des expériences d'injection " macroscopiques "
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Pottier, Basile. "Les fluctuations de surface pour mesurer les propriétés de systèmes complexes en l'absence de sollicitation." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00936208.
Full textAbstract:
La dynamique des fluctuations thermiques d'un milieu révèle les propriétés de ce milieu, sans qu'il soit nécessaire de le solliciter. Afin d'exploiter ce principe, nous avons mis au point une technique optique destinée à mesurer des fluctuations spontanées de hauteur de surfaces libres, basée sur la mesure de la déflexion d'un laser réfléchi à la surface. Nous montrons que l'on peut ainsi mesurer les fluctuations de surface de milieux très variés, allant des liquides peu visqueux aux solides viscoélastiques. Les propriétés viscoélastiques du milieu sondé peuvent être déterminées à partir du spectre expérimental des fluctuations. On compare les valeurs obtenues avec des mesures rhéométriques conventionnelles, la technique s'avère être un moyen fiable pour caractériser les propriétés rhéologiques dans une gamme de fréquences allant de 0,1 Hz à quelques dizaines de kHz. Par ailleurs, on s'intéresse à l'influence du confinement sur les fluctuations de surface d'un liquide newtonien. On étudie l'effet du confinement en utilisant des substrats de différentes natures : solide plan, solide en relief et liquide. On montre que les fluctuations de surface dépendent fortement du substrat utilisé. On étudie en particulier le cas où le film liquide est déposé sur une surface solide plane. En créant un effet Marangoni induit par un gradient de température à la surface libre du liquide, on parvient à contrôler l'épaisseur du film sondé. On mesure ainsi les fluctuations de surface de films dont l'épaisseur varie entre 30 nanomètres et quelques micromètres. Les spectres mesurés sont sensibles à la condition hydrodynamique à l'interface liquide-solide et permettent d'évaluer une éventuelle longueur de glissement.
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Pivano-Danand, Adrien. "Etude de la dynamique des parois de domaines dans les nano-systèmes ferromagnétiques." Thesis, Aix-Marseille, 2017. http://www.theses.fr/2017AIXM0254/document.
Full textAbstract:
L'étude de la dynamique des parois de domaines dans les nano-systèmes ferromagnétiques est cruciale pour le développement des dispositifs de stockage de l'information basés sur le déplacement et le contrôle des parois. Ces dispositifs ont plusieurs avantages : non-volatilité, rapidité d'exécution, haute densité de stockage, et faible consommation de l'énergie. En utilisant des méthodes micro-magnétiques et analytiques, nous avons constaté que l'interaction entre deux parois affectait les processus de dépiégeage sous champ magnétique, dans des nanofils en nickel à géométrie cylindrique et planaire. Nous avons mis en évidence des comportements non linéaires de la dynamique d'une paroi piégée, qui varient selon le matériau et le type de piège utilisé. Les diagrammes de phases représentant l'exposant de Lyapunov ont permis la distinction entre des zones chaotiques et périodiques, en fonction de la fréquence et de l'amplitude d'une excitation harmonique. Nous avons présenté des résultats sur la manipulation précise d'une paroi transverse sous impulsions de courant dans un nanofil planaire en nickel, structuré par une multitude de défauts artificiels. Nous avons montré que le positionnement exact de la paroi à température ambiante est possible uniquement pour des impulsions symétriques de très courte durée. Des effets inertiels pouvant s'opposer au couple de transfert de spin, ou au contraire l'amplifier ont été observés. Ces derniers résultats ouvrent une route vers le déplacement des parois dans les deux directions par des impulsions unipolaires de courantThe study of the domain wall dynamics in ferromagnetic nano-systems is crucial for the developement of data-storage devices based on control and displacement of the domain walls. These devices have several advantages : non-volatility, fast execution time, high density, and low power consumption. Using micromagnetics and analytical methods, we have shown that the interaction between two domain walls influences the depinning process under magnetic field, in cylindrical and planar shaped nickel nanowires. We highlighted the nonlinear behaviour of the dynamics of a pinned domain wall, which varies with the material properties and the type of the pinning sites. The Lyapunov phase diagrams display chaotic and periodic regions function of the amplitude and frequency of a harmonic excitation. We have also presented results about the precise manipulation of transverse domain walls by current pulses in a nickel planar nanowire with artificial defects. We have shown that exact positioning of the domain walls at room temperature is possible only for very short symmetric current pulses. We observed inertial effects which can oppose or amplify the spin transfert torque effect. These results open a route to domain wall displacement in both directions with unipolar current pulses
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Adrados, Claire. "Polaritons en microcavité semi-conductrice : dynamique de fluide quantique, effets de spin et mesures de bruit en régime d'oscillation paramétrique." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00789192.
Full textAbstract:
Ce travail est consacré à l'étude des propriétés des polaritons, particules mi-lumière mi-matière, en microcavité semi-conductrice. Leur caractère bosonique autorise l'accès à des régimes de cohérence macroscopique tels la condensation de Bose-Einstein et la superfl uidité que nous avons démontrée expérimentalement. Nous avons également développé une technique permettant de modifier optiquement l'environnement polaritonique par création de défauts arti ficiels, ce qui facilite l'obtention de comportements particuliers du fluide polaritonique comme la turbulence. Les fortes interactions dépendantes du spin entre ces particules, alliées à des vitesses de propagation très élevées du fait de leur composante photonique, nous ont permis de réaliser un interrupteur performant contrôlé optiquement, codé en polarisation et en intensité. Nous avons également réussi à manipuler la distribution spatiale en spin d'un faisceau de polaritons, et notamment à confi ner des états de spin pur sur des zones de quelques microns. Le phénomène de bistabilité présent dans le système nous a amené à reconsidérer le signe de la constante d'interaction entre polaritons de spin opposés. En fin, en régime d'oscillation paramétrique par mélange à quatre ondes, nous avons poursuivi l'étude de génération de photons jumeaux grâce à des mesures de corrélations et des analyses en bruit de la distribution modale transverse, dans diff érents types de cavités planaires puis dans des micropiliers (0D).
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Beaumont, Julien. "Ecoulements de fluides viscoélastiques en géométries confinées : application à la récupération assistée des hydrocarbures." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00998545.
Full textAbstract:
L'écoulement des fluides complexes à l'échelle micrométrique est une problématique qui intéresse notamment la récupération assistée du pétrole. Ici, les fluides sont des solutions de polymères et de tensioactifs capables de s'auto-assembler en micelles géantes. Nous étudions ces écoulements au sein d'outils microfluidiques fabriqués en résine SU-8 selon un protocole développé pendant cette thèse. Nous avons réalisé des expériences de drainage d'huile en milieux poreux et montré que la rhéofluidification et le glissement promeuvent le phénomène de digitation pendant l'invasion. Nos expériences montrent que ces solutions peuvent être élastiquement turbulentes à de faibles nombre de Reynolds. Ces instabilités de vitesse ont des conséquences sur la rhéologie locale du fluide dans un simple canal droit et sont une source de dissipation additionnelle dans des géométries plus complexes.
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Noblin, Xavier. "Plantes, gouttes, jets, grains: Quelques problèmes aux interfaces liquides ou élastiques." Habilitation à diriger des recherches, Université Nice Sophia Antipolis, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00856507.
Full textAbstract:
Dans ce manuscrit, je présente différents problèmes faisant intervenir des interfaces déformables. Ces interfaces peuvent être liquides (gouttes, jets, bulles) mais aussi solides (membrane, contact entre grains élastiques). Je présente d'abord le cadre des problèmes abordés depuis la fin de ma thèse, puis je me concentrerai sur quelques exemples. Je décris d'abord les expériences de mouillage réalisées au LPMC, certaines dans la continuité de mon travail de thèse. Il s'agit de la dynamique de gouttes et de jets sur des surfaces hydrophobes. Je montre par exemple que des vibrations couplées peuvent conduire à un déplacement net d'une goutte déposée sur une surface à vitesse contrôlée. Je montre ensuite comment contrôler le rebond d'un jet sur une surface suffisamment hydrophobe. Dans une deuxième partie, j'aborde des problèmes de biophysique végétale que j'ai d'abord étudiés en Post-doc à Harvard University, département OEB, puis au Laboratoire de Physique de la Matière Condensée à Nice. Il s'agit de phénomènes de transport d'eau dans des feuilles artificielles et de mouvement rapides chez les plantes qui font de nouveaux intervenir le mouillage de gouttes, mais aussi des bulles de cavitation et des objets élastiques. J'aborde finalement les travaux réalisés sur la propagation d'ondes dans des milieux granulaires par photoélasticité, objet de la thèse de Guillaume Huillard. Enfin je présente les perspectives de ces différents travaux.
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Arvengas, Arnaud. "Cavitation acoustique dans l'eau et quelques liquides organiques : densité et limite de rupture." Phd thesis, Université Paris-Diderot - Paris VII, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00710980.
Full textAbstract:
Cette thèse porte sur l'étude expérimentale de la cavitation acoustique dans l'eau et quelques autres liquides. Le 1er chapitre est consacré à une présentation des transitions de phase du premier ordre dans le régime métastable. Le 2e chapitre présente la théorie de nucléation classique, ainsi que le théorème de nucléation d'Oxtoby qui nous permet d'évaluer le volume de la bulle critique dans nos expériences. Puis un bilan expérimental de quelques méthodes pour étudier la cavitation est dressé. Nous présentons les singularités de l'eau par rapport aux autres liquides et montrons en quoi une étude de la limite de cavitation permettrait de les comprendre. Dans le 3e, nous présentons notre dispositif acoustique ainsi que la méthode de pression statique qui permet de déterminer la pression de cavitation. Nous présentons en détail l'hydrophone à fibre optique construit pour cette thèse sur le modèle de celui d'Eisenmenger, qui permet de mesurer la densité au seuil de cavitation. Les résultats et leur analyse sont présentés, pour l'eau, dans le 4e, pour le D2O, l'éthanol, l'heptane et le DMSO, dans le 5e chapitre. De l'étude de l'eau, il ressort que l'on est très loin de la théorie, et d'un type d'expérience. En revanche une modification par un facteur constant en température, de la tension de surface de l'eau permet de prédire nos résultats en pression, mais pas les volumes critiques de nucléation. Par ailleurs, l'étude dans les autres liquides montre que nous pouvons, par notre méthode, arriver à des résultats proches de la théorie, d'autant plus que la tension de surface du liquide étudié est faible.
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Guéniat, Florimond. "Détection de structures cohérentes dans des écoulements fluides et interfaces homme-machine pour l'exploration et la visualisation interactive de données scientifiques." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00947413.
Full textAbstract:
Depuis l'identification par Brown \& Roshko, en 1974, de structures jouant un rôle majeur dans le mélange d'un écoulement turbulent, la recherche de structures cohérentes a été un des principaux axes d'étude en mécanique des fluides.Les travaux présentés dans ce manuscrit s'inscrivent dans cette voie.La première partie du manuscrit traite ainsi de l'identification de structures cohérentes. Elle se compose de trois chapitres abordant deux techniques d'identification. La Décomposition en mode dynamique (DMD), ainsi que des variantes généralisant son champ applicatif est présenté dans le premier chapitre. Cette méthode propose une représentation par modes spatiaux et temporels d'un ensemble de données. Une méthode pour la sélection de composantes particulièrement représentatives de la dynamique, i.e. présentant de bonnes qualités d'observabilité, se basant sur cette décomposition est également décrite dans ce chapitre.Le deuxième chapitre traite de la détection de structures cohérentes lagrangienne, par suivi de particules. Ces structures permettent d'identifier les frontières matérielles et apportent des éclaircissements sur les mécanismes du mélange au sein de l'écoulement considéré.Ces méthodes sont appliquées, dans le chapitre trois, au cas d'un écoulement incompressible affleurant une cavité ouverte.La seconde partie du manuscrit traite des questions de représentation et discrimination de données scientifiques.Une réponse à la question de la représentation de structures cohérentes a été la mise en place d'outils permettant la visualisation interactive de jeux de données scientifiques, qui dont la présentation fait l'objet du chapitre quatre. En particulier, l'utilisation d'objets tangibles, représentant les données dans le monde réel, permet une exploration plus efficace des ensembles de volumétriques de données scientifiques. La question d'une perception et discrimination efficace de données représentées, e.g. la différentiation entre deux valeurs proches, est abordée dans le cinquième chapitre.
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Desgranges, Lionel. "Evolution structurale et dynamique du proton dans l'hydroxyde de calcium Ca(oh)#2 : Lionel Desgranges." Dijon, 1992. http://www.theses.fr/1992DIJOS041.
Full textAbstract:
L’ étude s'est focalisée sur la caractérisation précise de la position et de la dynamique du proton dans l'hydroxyde de calcium en fonction de la température. Une étude structurale par diffraction des neutrons sur monocristal a montre l'existence probable de trois sites désordonnés pour l'atome d'hydrogène. Ce résultat permet de donner une nouvelle interprétation des résultats de spectroscopie, infrarouge et Raman, et une nouvelle description de phénomènes préréactionnels précédant la déshydratation. L'évolution en fonction de la température a été caractérisée a l'aide de plusieurs méthodes expérimentales: dilatation thermique par diffraction très précise des rayons X, chaleur spécifique par calorimétrie adiabatique, constante diélectrique par mesure d'impédance et analyse de distribution de charge, dynamique du proton par résonance magnétique nucléaire. Une anomalie a été mise en évidence entre 200 et 300 k et a été interprétée en termes de phénomène active. L'existence simultanée d'un désordre structural et d'un phénomène active a permis d'envisager l'hypothèse d'une transition vitreuse
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Tammar, El Mostapha. "Contribution à l'étude du facteur de structure dynamique des liquides simples." Metz, 2000. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/2000/Tammar.El_Moustafa.SMZ0012.pdf.
Full textAbstract:
Le modèle viscoélastique est introduit pour calculer la structure dynamique des liquides simples. Les systèmes étudiés sont l'argon et les métaux alcalins pour des états allant du point de fusion jusqu'au voisinage du point critique. L'interaction dans les gaz rares est décrite par trois potentiels analytiques de complexité croissante. Pour les alcalins, la théorie des pseudopotentiels est utilisée. L'accent est mis sur l'étude du potentiel de Fiolhais, développé pour les solides et appliqué ici à la description des liquides. La structure statique et les grandeurs thermodynamiques en sont d'abord déduites par la méthode des équations intégrales. Puis, le facteur de structure dynamique est déterminé par le modèle viscoélastique. Les résultats obtenus pour l'argon avec les trois potentiels utilisés sont en bon accord avec les résultats expérimentaux, lorsqu'ils existent. L'étude des métaux alcalins, et plus particulièrement du lithium, du rubidium et du cesium, met en évidence la bonne aptitude du modèle viscoélastique pour prédire le facteur de structure dynamique dans la majorité du domaine de l'espace et des états étudiés. Parallèlement, la transférabilité de l'état solide à l'état liquide du potentiel de Fiolhais est avérée pour ces éléments
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Vuatelet, Vincent. "Localisation dynamique à N-corps d'un gaz de Tonks-Girardeau." Electronic Thesis or Diss., Université de Lille (2022-....), 2022. http://www.theses.fr/2022ULILR033.
Full textAbstract:
Le Kicked Rotor, paradigme du chaos quantique, est l'analogue dans l'espace des impulsions d'un système d'Anderson désordonné, de part le fait qu'on y retrouve le phénomène de localisation dites dynamique. Nous étudions l'effet des interactions sur la localisation dynamique dans un gaz de Bose en interaction forte, appelé gaz de Tonks-Girardeau. En exploitant cette limite et la correspondance de Bose-Fermi, nous étudions la physique d'un gaz de Tonks-Girardeau soumis à des kicks au travers de la matrice réduite à un corps du système. Nous trouvons une similitude du système avec un gaz de Bose à température finie, nous caractérisons les observables du système, notamment son énergie, sa distribution en impulsion, ainsi que la cohérence spatiale. Nous relions la température effective émergente aux caractéristiques de localisation du système, alors dans une phase localisée dynamiquement à N-corps. Nous présentons également une caractérisations de la version quasi-périodique du Kicked Rotor, analogue d'un système d'Anderson tridimensionnel, marqué par une transition de phase entre un régime localisé et diffusif. Nous analysons enfin la distribution en impulsion au seuil critique, et caractérisons le pic central, et le comportement à petites et grandes impulsions, dotés de trois comportements différentsThe Kicked Rotor, paradigm of quantum chaos, is the analog in momentum space of a disordered Anderson system, due to the fact that the system displays the phenomenon of so-called dynamic localization. We study the effect of interactions on dynamical localization in a strongly interacting Bose gas, called the Tonks-Girardeau gas. Exploiting this limit and the Bose-Fermi mapping, we study the physics of a Tonks-Girardeau gas kicked through the reduce one-body density matrix of the system. We find similarity of the system with a Bose gas at finite temperature, we characterize the observables of the system, in particular its energy, its momentum distribution, and the correlations. We relate the emerging effective temperature to the localization characteristics of the system, being in a dynamically localized N-body phase. We also present a characterization of the quasi-periodic version of the Kicked Rotor, analog of a three-dimensional Anderson system, marked by a phase transition between a localized and diffusive regime. We finally analyze the momentum distribution at the critical threshold, and characterize its behavior in its center, at small and large momenta, marked by three different scalings
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Tchofo, Dinda Patrice. "Étude d'un réseau bidimensionnel à maille hexagonale à deux sites dans un substrat double-quadratique : diagramme de phase, structure et dynamique des parois, effets de taille finie." Dijon, 1991. http://www.theses.fr/1991DIJOS061.
Full textAbstract:
Nous étudions un modèle de réseau hexagonal à deux sites dans un potentiel de substrat double quadratique (DQ) par site. Nous déterminons un diagramme de phase détaillée du modèle dans la limite d'un réseau infini. Ce diagramme comporte des phases ayant des structures uni- et bi-dimensionnelles, et présente un comportement réentrant dans certaines régions de l'espace des paramètres. Ensuite nous déterminons et analysons le diagramme de phase pour des bandes de réseau de différentes tailles. Cette analyse fait apparaitre des effets de tailles typiques sur le diagramme de phase et suggère l'existence d'une modification intermédiaire de l'iodate de lithium durant la transition alpha-gamma dans ce matériau. Nous présentons un formalisme simple pour décrire les interfaces de type parois de domaines, dans lequel les positions atomiques sont exprimées explicitement en fonction de la répartition spatiale des parois au sein du réseau. Cette formulation est spécialement intéressante pour l'étude de la dynamique des parois dans un formalisme de variables collectives. La dynamique d'un système à une paroi (kink) est étudiée dans ce formalisme de variables collectives. Cette étude montre que les effets de discrétisation sur un kink DQ se manifestent parfois de façon étonnamment différente par rapport au comportement des autres systèmes qui supportent une structure de kink discret: il n'y a pas d'état lie associe au mouvement du centre de masse de kink dans le système DQ discret.
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Latour, Benoit. "Contribution à l'étude du transport d'énergie dans la matière condensée : phonons, électrons et photons." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015SACLC014/document.
Full textAbstract:
Nous avons étudié durant cette thèse les transferts de chaleur mettant en jeu différents types de porteur d'énergie - phonons, électrons et photons - dans des matériaux nanostructurés. A ces échelles, les lois régissant les phénomènes physiques sont différentes des lois macroscopiques. Il est donc nécessaire de développer de nouveaux outils pour étudier ces nouveaux mécanismes. Dans une première partie, nous nous sommes intéressés aux propriétés ondulatoires des phonons thermiques. Nous avons ainsi développé une théorie pour quantifier leur cohérence temporelle et spatiale. Dans une seconde partie, nous nous sommes tournés vers la thermo-plasmonique, c'est-à-dire vers le chauffage par absorption de lumière d'un métal et la redistribution de l'énergie au réseau cristallin par interactions électron/phonon. Dans une dernière partie, nous avons porté notre étude sur la possibilité d'incluer les effets quantiques dans la Dynamique Moléculaire, ouvrant ainsi l'accès aux propriétés thermiques de nanomatériaux aux basses températuresEnergy transport at the nanoscale involves different types of carriers - phonon, electron and photon. Their spatial confinement in nanostructured materials implies the invalidation of the macroscopic laws of heat transfer. Therefore, new mechanisms arise and lead to novel thermal properties. This manuscript is devoted to the study of phonon transport in nanomaterials as well as the dissipation processes involving photon/electron and electron/phonon interactions. It is divided in three independent parts. We have first investigated the wave properties of thermal phonons. We have developed a theory to quantitatively assess the coherence of these carriers. Then, we have adressed the coupling between plasmonics and phonon transport in metallic materials. The objective is to quantify how the heat generated by the absorption of an electromagnetic energy will impact the surrounding medium. In the last part, we have included the Bose-Einstein quantum statistics in Molecular Dynamics simulations in order to compute thermal properties of nanomaterials at low temperatures
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Souilem, Inès. "Élaboration de miniémulsions dans un nouveau mélangeur à écoulement élongationnel : influence des paramètres du procédé et de la formulation." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00864095.
Full textAbstract:
Les mini ou nanoémulsions sont des systèmes fréquemment rencontrés dans différents domaines : cosmétique, pharmaceutique, biomédical... Plusieurs procédés permettent la préparation de nanoémulsions. Cependant, ils présentent tous des limitations en termes de taille des gouttelettes, d'énergie de mélange, de rapport de viscosité entre les phases dispersées et continues, de gamme de pression à appliquer... Ce travail s'intéresse au développement d'un nouveau dispositif basé sur un écoulement élongationnel pour l'élaboration de miniémulsions de monomères. La démarche a consisté d'abord à étudier l'influence des paramètres liés au procédé proprement dit puis à la formulation du système sur la taille des gouttelettes. Cette étude a permis de comprendre les mécanismes mis en jeu lors de la fragmentation des gouttes. Une analyse dimensionnelle a ensuite été développée afin de corréler les tailles obtenues aux paramètres étudiés, par l'utilisation des nombres adimensionnels appropriés. Finalement, des expériences de synthèse en miniémulsion ont été conduites pour tenter de combiner dans le même dispositif les fonctions d'émulsificateur et de réacteur de polymérisation, dans une perspective d'intensification du procédé.
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Zidane, Ali. "Risk of subsidence and aquifer contamination due to evaporite dissolution : modelization of flow and mass transport in porous and free flow domains." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00867207.
Full textAbstract:
The groundwater flow in aquifers contain evaporite rocks can cause problems such as geo-mechanical subsidence or collapse. In this work, we focus on the development of numerical models to simulate the flow in porous and non-porous domains in order to study the dissolution phenomenon and fractures evolution over time. The first part of this thesis is devoted to developing new solutions for the validation of numerical models to simulate density driven flow in porous media. The new procedure consist of solving simultaneously the flow and the transport equations using the Levenberg-Marquardt algorithm. The use of this technique allowed us to develop, for the first time, semi-analytical solutions of saltwater intrusion in the case of small diffusion and in the case of a large density contrast. In the second part of this work, we studied the flow in evaporitic rocks. A numerical code was developed to solve the nonlinear system using advanced numerical methods. To validate this new model, we have developed a semi-analytical solution for the density Stokes flow. The third part of this work is devoted to transport with dissolution of rock salt. As a first step, we studied the influence of various parameters on the dissolution of salt in Adlertunnel located at a depth of 160 m in the region of Basel in Switzerland. In a second step, we are interested in the simulation of the fracture's evolution as a result of the dissolution. The numerical model takes into account the Stokes flow and mass transport effects and dissolution of the fracture walls.
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Chrust, Marcin. "Etude numérique de la chute libre d'objets axisymétriques dans un fluide newtonien." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00749659.
Full textAbstract:
La mémoire présente une étude numérique des trajectoires non-verticales d'objets en chute ou en ascension libre dans un fluide newtonien initialement au repos. Une méthode numérique originale combinant une discrétisation spatiale spectrale et la décomposition du domaine a été implémentée à cet effet. Le code obtenu a été exploité pour apporter de nouvelles connaissances sur des objets fixes et objets libres. Pour les objet fixes, ellipsoïdes et cylindres, l'étude très complète des divers états de la transition a permis d'établir un lien entre le scénario de transition de la sphère et du disque infiniment mince. La simulation numérique d'objets libres a apporté des résultats très complets sur la chute de disques minces et de cylindres de faible épaisseur. Plusieurs questions soulevées dans les travaux précédents ont trouvés des réponses claires. Une étude paramétrique exhaustive, jamais abordée précédemment, portant sur des ellipsoïdes est décrite dans le dernier chapitre du mémoire.
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Elias, Florence. "Ferrofluides et mousses liquides : structure, élasticité et dynamique." Habilitation à diriger des recherches, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00921801.
Full textAbstract:
Ce manuscrit est consacré à l'étude de la morphologie et des propriétés physiques de deux fluides complexes : les ferrofluides et les mousses liquides. Dans un premier temps, nous abordons la structuration dans un système formé d'un ferrofluide et l'influence d'un champ magnétique sur le motif adopté. Ensuite, nous étudions les propriétés de mousses liquides magnétiques, en particulier la façon dont elles peuvent être pilotées par un champ magnétique. Puis nous considérons des expériences permettant d'étudier localement la rhéologie de fluides complexes. Enfin, nous étudions la mécanique des mousses liquide à l'échelle de le bulle : vibration d'un film de savon et élasticité d'une jonction entre films de savon.
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Pergolizzi, Benjamin. "Étude de la dynamique des particules inertielles dans des écoulements aléatoires." Nice, 2012. http://www.theses.fr/2012NICE4101.
Full textAbstract:
Cette thèse porte sur la dynamique de particules inertielles dans des écoulements instationnaires. Qu'il s'agisse de gouttelettes d'eau dans les nuages chauds ou de poussière dans les disques circumstellaires, de telles impuretés se découplent de la dynamique de l'écoulement et se répartissent de façon hétérogène. La modélisation des interactions microphysiques entre particules nécessite alors de comprendre et de quantifier ce phénomène de concentration préférentielle. L'apparition de telles hétérogénéités s'explique par la présence simultanée de deux mécanismes. D'une part, l'inertie des particules les conduit par effet centrifuge à se détacher des tourbillons de l’écoulement pour se concentrer dans les zones d'étirement. D'autre part, la dynamique des particules étant dissipative, celles-ci se concentrent aux temps longs sur un attracteur fractal. Ces effets sont généralement étudiés de façon séparée en considérant soit des écoulements stationnaires, soit des écoulements sans corrélation temporelle et donc dépourvus de structures. J'introduis dans cette thèse un modèle d'écoulement aléatoire ayant un temps de corrélation fini (mesuré par un nombre de Kubo) et qui couvre ces deux cas. Cette approche me permet d'identifier et d'étudier de façon analytique différents régimes de la dynamique des particules en fonction de ce paramètre ainsi que du nombre de Stokes mesurant l'inertie des particules. La richesse de ce modèle permet de mettre en évidence la complexité de l'interférence entre les deux mécanismes conduisant à des concentrations préférentiellesThis thesis deals with the dynamics of inertial particles in non-stationary flows. Whether there are droplets in warm clouds or dust grains in circumstellar disks, such impurities decouple from the flow dynamics and distribute in a heterogeneous manner. Modeling the microphysical interactions between particles thus requires understanding and quantifying this phenomenon of preferential concentration. The origin of such heterogeneities is explained by the simultaneous presence of two mechanisms. On the one hand particles inertia make them detach by centrifugal effect from the flow vortices and concentrate in straining regions. On the other hand, as the particle dynamics is dissipative, they concentrate at long times on a fractal attractor. Such effects are generally studied separately by considering either stationary flows or flows without temporal correlation and thus where structures are absent. In this thesis, I introduce a random flow model having a finite correlation time (measured by a Kubo number) that encompasses these two cases. This approach allows me to identify and study analytically various regimes of the particle dynamics as a function of this parameter and of the Stokes number that measures particle inertia. The richness of this model gives evidence of how complex is the interference between the two mechanisms leading to preferential concentration
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Pakhomov, Alexey. "Structure de domaines et processus de fatigue dans les couches minces ferroélectriques." Amiens, 2013. http://www.theses.fr/2013AMIE0113.
Full textAbstract:
Le travail de thèse traite de la dynamique de la structure de domaine et des processus de fatigue des films ferroélectriques minces. Il est montré que la fréquence d'oscillation est inversement proportionnelle à l'épaisseur du film, ceci conduit à la possibilité de modes de sub-terahertz avec une fréquence de résonance ~ ω0/2π ~10¹¹ Hz dans la gamme de la réponse dynamique du film avec une épaisseur de 10-15 nm. La constante diélectrique totale de l'hétérostructure : ferroélectrique-paraélectriques a été calculée. Sa valeur dépend du rapport de l'épaisseur des couches et des valeurs des constantes diélectriques des couches ferroélectriques et paraélectriques. Les parois de domaines chargées "tête à tête" et "queue à queue" ont été étudiées. La présence de ces parois est énergétiquement défavorable dans des conditions normales en raison de leur haute énergie électrostatique. Mais la formation de ces parois est possible en cas d'écrantage efficace de la charge liée à un mur par les électrons libres. L'étude des courants communation a révélé que l'on pouvait réduire la mobilité des parois de domaines avec la diminution de l'épaisseur du film ferroélectrique. Cet effet est dû à la forte concentration de défauts dans les zones de surface. Pour un film d'épaisseur donnée, la mobilité de la paroi de domaine ne varie pas quand le nombre de cycles de commutation augmente. Ceci indique une absence de corrélation entre les processus de fatigue et la cinétique des parois de domaines. Il a été observé une diminution de la polarisation commutée au cours de la fatigue. Ce phénomène s'explique par l'ancrage des germes de polarisation opposée provoqué par des défauts chargés. Cet ancrage augmente avec le nombre de cycles de commutation de la polarisation des films ferroélectriques, étant donnée l'accumulation des défauts chargés à proximité de la surface du film. Pour les films minces et les films granulaires le processus de fatigue est plus important. La dépendance expérimentale du processus de fatigue est expliquée dans le cadre du mouvement directionnel de dislocation à la surface du film soumis à un champ électrique alternatif, ce qui conduit au blocage du processus de germination de domaines de polarisation opposée. Il existe une composante constante de la force, l'entraînement des dislocations dans le même sens lors de la commutation périodique de l'échantillon ferroélectrique. L'augmentation du champ interne dans le processus de fatigue est associée à la présence de déformation provoquée par de telles dislocations diminue avec la distance à l'interface ferroélectrique-substrat. Ainsi la création d'un gradient de contrainte conduit à la formation d'un champ de déplacement interne dû à l'effet flexoélectriqueThe thesis considers the dynamics of domain structure and fatigue processes of thin ferroelectric films. It is shown that inverse dependence of domain walls oscillation frequency on the film thickness leads to the possibility of observation sub-teragertz mode with a resonant frequency ~ ω0/2π ~10¹¹ Hz in dynamic response range of the film with thickness ~10 nm. The total dielectric constant of the heterostructure: ferroelectric-paraelectric was calculated. Its value depends on the ratio of the thickness of ferroelectric and paraelectric layers and values of their dielectric constants. Were considered "head to head" and "tail to tail" charged domain walls. The presence of these walls is energetically unfavorable under normal conditions due to their high electrostatic energy. But it's possible in case of effective screening of the bound charge in a wall. Investigations of switching currents revealed reducing the mobility of domain walls with decreasing thickness of the ferroelectric film. This effect is due to the high concentration of defects in the surface regions. For a constant film thickness mobility of the domain wall in the high field is kept constant with an increase in the number of switching cycles. It indicates on a lack of correlation with the kinetics of the processes of fatigue domain boundaries. It was observed a decrease in the switching volume during fatigue. This phenomenon is explained by the fixation of switching reverse domain nucleation by charged defects. The degree of this securing increases with the number of switching cycles of the polarization of ferroelectric films, since the accumulation of the charged defects near the surface of the film. For thinner films and for films with smaller crystallites fatigue processes more active. The experimental dependence of fatigue processes are explained in the framework of the directional movement of dislocations to the film surface in an alternating electric field, which leads to fixation of surface nucleation of reversed domains. There is a constant component of the force, driving the dislocations in the same direction during the periodic switching of the ferroelectric sample. Increase of the internal field in the process of fatigue is associated with the presence of misfit dislocations in the contact area of the ferroelectric film and the substrate. Deformation caused by such dislocations decrease with distance from the contact area. Thus creating a strain gradient which leads to the formation of internal displacement field due to the flexoelectric effect
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Balestro, Franck. "Dynamique quantique d'un SQUID-DC." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00004224.
Full textAbstract:
Une étude théorique que nous avons menée prédit qu'un SQUID-DC, ayant un facteur de qualité égal à 100 dans son régime d'effet tunnel macroscopique, permet une mesure quantique en un coup l'état de charge d'un qubit avec une erreur de l'ordre de 2%. Ce travail de thèse s'inscrit donc dans l'étude et le développement expérimental d'un système de mesure quantIque d'un SQUID. Nous avons étudié la dynamique d'échappement de l'état de tension nulle d'un SQUID-DC inductif en fonction du flux et de la température. Nous avons mis en évidence le régime d'effet tunnel macroscopique et d'activation thermique, dans le cadre de l'échappement d'une particule fictive métastable d'un potentiel bi-dimensionnel. Le temps de vie de l'état de tension nulle d'un SQUID dans son régime d'activation thermique a été mesuré dans la gamme des nano-secondes grâce à une technique d'impulsions en flux. L'utilisation d'impulsions micro-ondes a également permis de mesurer la fréquence plasma d'un SQUID par une technique d'activation résonante, et de mesurer un facteur de qualité de l'ordre de 100.
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Lefebvre, Gautier. "Incorporation de liquide dans un milieu granulaire : mécanismes du mélange." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01061870.
Full textAbstract:
Les milieux granulaires, secs et humides, sont omniprésents dans la nature et également dans l'industrie. Néanmoins, à ce jour la façon dont est obtenue un mélange de liquide avec un matériau granulaire est mal connue. En particulier, on ignore les mécanismes permettant de réaliser le mélange, et la physique qui les gouverne. Comment un système hétérogène avec des zones riches en liquide et d'autres sèches, aux propriétés très différentes, va-t-il évoluer ? Ce travail commence par l'étude du mécanisme d'érosion d'un milieu granulaire humide et cohésif par un écoulement sec. Une première partie traite de la dynamique de ce processus dans une géométrie de tambour tournant. Nous avons pu observer que les propriétés des liquides impliqués ont une influence particulière sur la dynamique de rupture des ponts capillaires. Par ailleurs, les fluctuations de contrainte de l'écoulement se sont révélées cruciales dans ce phénomène. La mise en œuvre de l'érosion granulaire dans une géométrie de canal incliné a permis d'observer un phénomène d'instabilité basé sur le couplage entre l'érosion et la forme de l'interface. Nous avons déterminé les conditions d'existence de cette instabilité, et détaillé la morphologie des structures créées. Enfin nous avons étudié le mécanisme d'accrétion, qui participe au transport du liquide par la création de nouveaux ponts capillaire permettant l'agglomération de grains.
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Djafer-Cherif, Ilyas. "Descriptions continues et stochastiques de la matière active." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLS216/document.
Full textAbstract:
Le but de cette thèse est d'étudier des moodèles simples d'agents "auto-propulsés": capables de générer du mouvement en consommant de l'énergie provenant de leur environnement, sans forçage externe. Deux modèles de ce type ont été étudiés lors de cette thèse:-Dans un premier temps un modèle de type "Vicsek" a été étudié, c'est à dire que les particules représentées par un couple (position,vitesse) ont une évolution régie par des règles simples d'alignement et d'auto-propulsion à vitesse constante. Ici, l'alignement est nématique: les particlules s'alignent selon leur grand axe, au contraire d'un alignement polaire il se fait indiféremment tête à queue ou tête à tête. Par rapport aux précédents modèles de ce type la première nouveauté est l'introduction d'une pseudo répulsion (dans l'esprit Vicsek, modélisée par un terme de type couple) donnant une extension spatiale à ces particules. La seconde nouveauté est la présence d'un "taux de retournement" qui rend compte du temps de persistence de la direction de l'auto-propulsion. Dans cette partie nous décrivons divers diagrammes de phases de ce nouveau modèle qui montrent de nouvelles phases non répertoriées précédemment: les arches mais aussi des bandes "smectiques", quelques propriétés de ces structures ont été mesurées. Des équations hydrodynamiques obtenues via la méthode "Boltzmann-Ginzburg-Landau" ayant par ailleurs été dérivées nous effectuons une comparaison: la plupart des phases ainsi que certaines de leurs propriétés sont retrouvés dans le modèle hydrodynamique.-Dans un second temps, nous étudions la bactérie Neisseria Meningitidis qui présente la particularité de générer des "pili", filaments de plusieurs micromètres de long. En dépolymérisant ces structures, à vitesse constantes (~1 µm/s), elle est capable de en générer des forces gigantesques pour le vivant (~100 pN). Cette bactérie a tendance à former des aggrégats sphériques, présentant toutes les propriétés d'un liquide, pour coloniser l'organisme de l'hôte.Des mesures de viscosité et de tension de surface de ces aggrégats ont montré le rôle crucial du nombre de pili. Fort de ces constats nous avons bati un modèle microscopique dont la particularité est l'introduction de potentiels stochastiquement attractifs, c'est à dire que les particles transitent entre un état attractif et un état diffusif. Cette partie retranscrit l'évolution du modèle au cours du temps. Nous avons pu reproduire certaines propriétés des aggrégats, nous avons notamment mis en évidence une variation de la diffusion entre le centre et le bord des aggrégats qui recoupe les données expérimentalesThis thesis purpose is to study simple "self-propelled" agents models: they are able to generate motion by consumming energy comming from their environment, without external forcing. Two models of that kind have been studied:-In the first part a Vicsek-style model has been studied, that is we particles are modeled by a couple (position,velocity) which evolution is dictated by simple rules of alignment and self-propulsion at constant speed. Here the alignment is nematic particles align along their long axis and alignment is not polar, contrarily to a polar alignment particles don't discriminate between head and tail . Compared to previous models of this type, the first novelty is the introduction of a pseudo-repulsion (in the Vicsek-spirit, modelized by a torque-like term) providing spatial extension to these particles. The second addition is a flipping rate which renders the persistence time of the direction of self-propulsion. In this part we describe several phase diagrams of this new model which show new phases not previously classified: arches but also "smectic" bands, some propreties of these structures have been measured. Hydrodynamic equations from the "Boltzmann-Ginzburg-Landau" method have been also developped, comparisons are performed: the hydrodynamic model recovers most phases and some of their propreties.-In the second part we study Neisseria Meningitidis, a bacteria which particularity is to generate pili: filamentous structures several micrometers long. By depolymerizing these structures at constant speed (~1µm/s), it is able to generate gigantic forces for the living word (~ 100pN). This bacteria has a tendancy to form spherical aggregates, showing all propreties of a liquid, in order to colonize the host organism. Viscosity and surface tension measure of these aggregates have shown the crucial role of the pili number. Using these data we've built a microscopic model which particularity is the presence of a stochastically attractive potential, that is to say that particles are transiting between an attractive state and a diffusive one. This part relates the model evolution in time. We've ben able to reproduce some aggregate propreties, in particular we've highlighted a variation of the diffusion between aggregate center and edges which fits experimental data
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Celino, Massimo. "Atomic scale modelling of disordered systems : the Si and SiSe2 case." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2002. http://www.theses.fr/2002STR13192.
Full textAbstract:
A température ambiante, les matériaux peuvent exister non seulement sous forme liquide ou cristalline, mais aussi adopter une structure amorphe. Les matériaux amorphes sont caractérisés par des propriétés physiques et chimiques d'un grand intérêt à la fois fondamental et technologique. Dans ce contexte, l'établissement d'une liaison entre la structure d'un réseau désordonné à l'échelle de l'atome et ses propriétés macroscopiques et thermodynamiques est une étape indispensable à franchir. A cet égard, parmi les approches théoriques, la méthode de la dynamique moléculaire est l'une des plus satisfaisante et prometteuse. Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés aux systèmes désordonnés Si (le silicium) et SiSe2 (le diséléniure de silicium). Nous avons étudié l'amorphe Si dans un intervalle de valeurs allant de la température ambiante jusqu'au delà du point de fusion propre à l'amorphe. Nous avons développé une approche qui combine la méthode dite du `Monte Carlo inverse' (Reverse MonteCarlo) avec la dynamique moléculaire dans le cadre de la liaison forte (Tight-Binding) à température et à pression constante. La deuxième partie de cette thèse est consacrée à l'étude du liquide et de l'amorphe SiSe2. Ces réseaux désordonnés font partie d'une classe de systèmes binaires de composition AX2 (A=Si, Ge, X=Se, O, S). La structure de ces composés est caractérisée par un ordre structural (ordre a moyenne portée) impliquant des distances plus élevées que les distances entre plus proches voisins. La structure atomique des systèmes AX2 peut différer d'un cas à l'autre, par la présence de défauts homopolaires et d'écarts à la coordinence 4 relative aux liaisons entre les atomes A et les atomes X. Un traitement simplifié des interactions entre les atomes n'est pas approprié dans le cas du SiSe2, nous avons eu recours à la dynamique moléculaire ab-initioAt room temperature, materials can exists not only in the liquid or in the crystalline phase but also in the amorphous phase. The amorphous materials are characterized by physical and chemical properties that are of great interest from both fundamental and industrial point of view. In this framework several theoretical approaches have been developed but none of them is able to link the intrinsic disordered atomic structure with the macroscopic properties. Among the others the Molecular Dynamics approach is able to tackle this problem. In this thesis the Molecular Dynamics approach has been used to study the structural properties of two amorphous materials: silicon and silicon diselenide (SiSe2). Amorphous silicon has been studied from room temperature till the melting and above. We have developed an approach that combines the Reverse MonteCarlo method and the Molecular Dynamics technique based on the Tight-Binding theory. In the second part of the thesis we have studied the liquid and the amorphous SiSe2. SiSe2 is representative of a class of amorphous binary, semiconducting chalcogenides of technological interest. It belongs to a class of binary systems AX2 (A=Si, Ge, X=Se, O, S) whose structure is characterized by an intermediate range order. This feature is characterized by the presence of a first sharp diffraction peak (FSDP) in the total neutron structure factor. The atomic structure is characterized by the presence of tetrahedral structures centred on silicon atoms. However it is not possible to exclude the presence of a percentage of defects. Classical Molecular Dynamics is not enough accurate to describe the detailed balance between ionic and covalent bonding. For this reason we have resorted to first-principle calculation for the study of the structural features that at the atomistic level determine the presence of intermediate range order
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Fajraoui, Noura. "Analyse de sensibilité globale et polynômes de chaos pour l'estimation des paramètres : application aux transferts en milieu poreux." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01019528.
Full textAbstract:
La gestion des transferts des contaminants en milieu poreux représentent une préoccupation croissante et revêtent un intérêt particulier pour le contrôle de la pollution dans les milieux souterrains et la gestion de la ressource en eau souterraine, ou plus généralement la protection de l'environnement. Les phénomènes d'écoulement et de transport de polluants sont décrits par des lois physiques traduites sous forme d'équations algébro-différentielles qui dépendent d'un grand nombre de paramètres d'entrée. Pour la plupart, ces paramètres sont mal connus et souvent ne sont pas directement mesurables et/ou leur mesure peut être entachée d'incertitude. Ces travaux de thèse concernent l'étude de l'analyse de sensibilité globale et l'estimation des paramètres pour des problèmes d'écoulement et de transport en milieux poreux. Pour mener à bien ces travaux, la décomposition en polynômes de chaos est utilisée pour quantifier l'influence des paramètres sur la sortie des modèles numériques utilisés. Cet outil permet non seulement de calculer les indices de sensibilité de Sobol mais représente également un modèle de substitution (ou métamodèle) beaucoup plus rapide à exécuter. Cette dernière caractéristique est alors exploitée pour l'inversion des modèles à partir des données observées. Pour le problème inverse, nous privilégions l'approche Bayésienne qui offre un cadre rigoureux pour l'estimation des paramètres. Dans un second temps, nous avons développé une stratégie efficace permettant de construire des polynômes de chaos creux, où seuls les coefficients dont la contribution sur la variance du modèle est significative, sont retenus. Cette stratégie a donné des résultats très encourageants pour deux problèmes de transport réactif. La dernière partie de ce travail est consacrée au problème inverse lorsque les entrées du modèle sont des champs stochastiques gaussiens spatialement distribués. La particularité d'un tel problème est qu'il est mal posé car un champ stochastique est défini par une infinité de coefficients. La décomposition de Karhunen-Loève permet de réduire la dimension du problème et également de le régulariser. Toutefois, les résultats de l'inversion par cette méthode fournit des résultats sensibles au choix à priori de la fonction de covariance du champ. Un algorithme de réduction de la dimension basé sur un critère de sélection (critère de Schwartz) est proposé afin de rendre le problème moins sensible à ce choix.
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Roche, Benoît. "Transport électronique à travers deux dopants, en régime statique et dynamique dans des transistors silicium." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00947330.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés à l'étude à basse température de dispositifs en silicium de taille nanométrique. Dans ces dispositifs, il est possible de faire passer le courant électrique à travers un nombre réduit de dopants. Nous avons étudié plus spécifiquement le cas de deux dopants en séries, dont les potentiels électrostatiques sont contrôlés indépendamment par deux tensions de grille. En régime de transport électronique statique, il est possible d'effectuer une spectroscopie des niveaux électronique des dopants. On mesure la séparation des deux premiers états de dopants phosphore, qui est proche de 10 meV, alors qu'elle est de 11,7 meV pour des dopants dilués dans un cristal massif. Cette différence s'explique par la proximité des dopants avec une interface avec de l'oxyde de silicium. En régime dynamique, lorsque les niveaux des dopants sont modulés par un signal périodique, on observe qu'un courant est généré par le dispositif. L'évolution du courant en fonction des tensions de grille est simulée en prenant en compte les couplages tunnels du système. À haute fréquence, lorsque l'on observe la quantification d'énergie électromagnétique échangée avec le système, on reproduit le courant mesuré en fonction de l'amplitude du signal appliqué sur les grilles. Cette mesure permet de mettre en évidence la cohérence d'un électron partagé sur deux dopants.
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Bouachir, Mohamed. "Etude par diffusion de la lumière Rayleigh et Raman de la structure et de la dynamique moléculaire du sulfure d'hydrogène à l'état liquide." Bordeaux 1, 1985. http://www.theses.fr/1985BOR10556.
Full textAbstract:
La structure et la dynamique du sulfure d'hydrogene (h2s et d2s) a l'etat liquide ont ete etudiees par diffusion de la lumiere. Les profils de diffusion rayleigh depolarisee ont une triple origine: orientationnelle entre 0 et 30 cm-1, induite par effet dipole-dipole induit entre 30 et 150 cm-1 et induite par interactions dipole-quadripole au-dela de 200 cm-1. La comparaison de ces profils avec ceux de l'eau liquide montre l'absence dans le sulfure d'hydrogene liquide, d'un systeme structural de liaisons hydrogene ayant une duree de vie suffisante pour etre detecte par diffusion rayleigh. Les mouvements de reorientation dans le liquide sont etudies a partir du profil raman associe a la vibration nu2 (deformation de l'angle h-s-h). La forme du tenseur de polarisabilite derive, determine par la simulation du profil de rotation-vibration de l'etat gazeux, montre que ce profil est commande par les trois reorientations moleculaires. Les grandeurs caracteristiques de cette dynamique montrent qu'a l'etat liquide h2s se reoriente de facon quasi-libre. Ceci est confirme par l'application du modele j qui conduit a des temps entre les collisions tau j grands devant le temps de rotation libre et compatibles avec les temps macroscopiques d'enskog
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Sousa, Meneses Domingos De. "Désordre et dynamique dans le système de cristaux mixtes [Rbx(NH₄)1-X]₂SO₄." Orléans, 1996. http://www.theses.fr/1996ORLE2030.
Full textAbstract:
Les verres orientationnels sont des cristaux mixtes faiblement désordonnés intermédiaires entre les verres de spins et les verres structuraux et sont considérés à ce titre comme des systèmes modèles de désordre. A cause de la similarité entre leur comportement dynamique et celui des verres structuraux, leur étude peut être une étape déterminante vers la compréhension de la transition vitreuse. C'est dans le cadre de la recherche de tels composés que se situe l'étude du système de cristaux mixtes [Rbx(NH₄)1-X]₂SO₄. Une étude préalable du sulfate d'ammonium a été rendue nécessaire par la situation controversée de la transition de phase para-ferroélectrique de ce cristal. L’analyse de la réponse infrarouge des modes internes aux tétraèdres sulfate et ammonium a permis de mettre en évidence le rôle déterminant de l'ammonium à la transition. Le mécanisme microscopique est lié à la mise en ordre de l'entité (NH₄⁺)1-SO₄²--(NH₄⁺)II imposée par celle de l'ammonium de type i, le paramètre d'ordre de la transition étant constitué par la différence de probabilité d'occupation des deux positions possibles. Ce mécanisme en accord avec les données bibliographiques existantes est confirmé par une modélisation du changement de phase dans le cadre de la théorie de landau. L'évolution atypique de la polarisation spontanée est due à deux contributions antagonistes: une composante due à la distorsion des tétraèdres et une autre composante due au réseau. Pour des concentrations supérieures à 60% en rubidium, la transition de phase para-ferroélectrique disparait, cédant la place à un nouveau type de comportement dynamique. L’analyse des données diélectriques obtenues pour un cristal contenant 70% de rubidium montre une dépendance en température de type Vogel Fulcher pour la distribution de relaxations décrivant le système. La réponse infrarouge présente une anomalie autour de 160 k témoignant de mouvements de type coopératif engendrés par la présence de corrélations statiques sous-jacentes entre moments dipolaires. Ces résultats caractéristiques d'un comportement de type vitreux montrent que ce système est un nouvel exemple de verre de dipôles électriques. Les valeurs de paramètres comme la valeur moyenne de la hauteur des barrières d'énergie ou la température de Vogel Fulcher, semblables à celles obtenues pour d'autres verres de dipôles électriques, suggèrent un comportement universel et montrent l'importance d'une classification des composes connus actuellement.
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Touzis, Emeline. "Contribution à la formulation de produits solides : dispositif expérimental de suivi de la porosité, tortuosité et perméabilité au cours de la libération d'un soluté." Saint-Etienne, EMSE, 2005. http://www.theses.fr/2005EMSE0032.
Full textAbstract:
L'objectif de l'étude est de mettre en place un dispositif expérimental et une méthode non destructive basée sur une expérience de déplacement de gaz pour accéder simultanément aux propriétés de structure et de transport d'un assemblage granulaire non dense. Les mesures sont réalisées sur des empilements de particules sphériques monotailles de différentes granulométries, ainsi que sur des particules non sphériques afin de comprendre les effets de taille et de forme des particules sur la porosité, la tortuosité et la perméabilité. L'objectif ultime est d'utiliser ce même dispositif pour la mesure de ces propriétés évolutives au cours d'un processus de lixiviation de billes de verre, préalablement enrobées par un polymère. Ainsi, l'expérience de déplacement de gaz permet la caractérisation de l'assemblage granulaire et l'utilisation d'un liquide permet l'altération du milieu. L'accès aux propriétés évolutives est rendu possible par l'alternance entre les alimentations gazeuse et liquideThis study describes a non destructive experimental method based on following a gas displacement to give the simultaneous measurement of granular and transport properties in a loose random packing subject to dissolution of one component. Measurements are made on packing of monosized spheres for different sizes of particles and of monosized nonspherical particles in order to understand the influence of particles size and shape on porosity, tortuosity and permeability. These experiments are followed by similar measurements during a leaching process of a glass bead packing, which have been previously coated with a polymer in a fluidised bed apparatus. Thus, the gas displacement experiment allows characterising the granular packing and the use of a liquid allows the alteration of the media. The alternation of gas and liquid flows through the granular packing give an information on how the structure properties are modified during the leaching process
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Aguilar, Corona Alicia. "Agitation des particules dans un lit fluidisé liquide : étude expérimentale." Toulouse, INPT, 2008. http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00001206/.
Full textAbstract:
Dans ce travail, les trajectoires 3-D de particules marquées dans un lit fluidisé liquide ont été mesurées par vidéo dans un milieu d’indices optiques ajustés, dans une plage étendue de concentration. Les paramètres de l’écoulement étudié correspondent à des nombres de Reynolds particulaire élevés (O(10)Besides its interest as an industrial application in various processes, liquid fluidization builds up an interesting test case regarding the validation of two-phase flow modelling. The lack of reliable and detailed experimental data about particle agitation in this type of flow is one important motivation to this study. In this work, the random motion of mono-dispersed particles in a liquid fluidized bed has been measured and processed from video recordings, using a refractive index matching method. 3-D trajectories of coloured particles have been collected in a wide range of solid fraction, and statistical quantities have been derived in the range of high particle Reynolds number (O(10)
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Elmi, Robleh Hassan. "Modélisation numérique des écoulements pulmonaires." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00766647.
Full textAbstract:
L'étude engagée dans cette thèse consiste à mettre en place une modélisation numérique fiable et complète du transport et du dépôt des particules dans un écoulement pulmonaire en se basant sur l'utilisation du code de calcul commercial CFD-ACE. Ce code intègre un solveur fluide qui résout les équations de Navier-Stokes incompressibles dans une formulation volumes finis. Le logiciel CFD-GEOM a été utilisé pour créer les surfaces en 3D de la géométrie générique du modèle de Weibel et ainsi générer le maillage non-structuré tétraèdrique en volumes finis. Dans le cadre de ce travail, il est supposé que le flux d'air est laminaire, stationnaire (ou instationnaire uniquement dans les modèles bronchiques) et incompressible ; les particules de diamètre 5μm sont sphériques et sans interaction. Le pourcentage global et local du dépôt des particules dans les poumons peut s'exprimer comme une efficacité de dépôt et se définit par le rapport entre le nombre de particules déposées dans une région donnée et le nombre total de particules admises initialement à l'entrée de la conduite. L'efficacité de dépôt dépend fortement du nombre de Stokes d'entrée, des conditions d'admission en termes de profil de vitesse du fluide (nombre de Reynolds d'entrée), de la distribution et des caractéristiques des particules. Nous avons donc modélisé avec succès les écoulements ainsi que le transport et le dépôt de particules dans des configurations simples (modèles de Weibel) et des configurations réalistes (poumons de rat et du lapin) et ce que l'on en peut dire c'est que la simulation, bien que coûteuse (surtout pour le dépôt des particules), ne présente pas de difficultés insurmontables. Par contre l'obtention d'une géométrie réaliste et la génération du maillage associé reste une étape délicate.
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Cruz, Carolina Abs Da. "Prédiction de la conductance thermique d'interface silicium métal : utilisation de la dynamique moléculaire." Phd thesis, INSA de Lyon, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00716440.
Full textAbstract:
L'intérêt pour les propriétés thermiques de matériaux nanostructurés est croissant. Ces matériaux sont conçus pour être inclus dans les dispositifs micro-électroniques et les systèmes micro électromécaniques (MEMS) dont le comportement et la fiabilité dépendent fortement de l'évacuation de la chaleur générée. Les matériaux multicouches diélectrique/métal sont de bons candidats pour la conversion thermoélectrique et leur utilisation est envisagée pour diminuer les températures maximales dans les systèmes microélectroniques. La diminution de l'épaisseur des couches permet de diminuer la conductivité thermique, conduisant à un plus grand facteur de mérite de conversion thermoélectrique. Cette diminution est due à la diminution de la conductivité thermique intrinsèque de chaque couche lorsque leur épaisseur décroit jusqu'à des dimensions du même ordre de grandeur que le libre parcours moyen des porteurs de chaleur et à l'influence croissante de la conductance d'interface. La prédiction de la conductivité thermique de tels systèmes passe donc par une simulation fiable du transfert de chaleur aux interfaces. La dynamique moléculaire (DM) est un outil particulièrement bien adapté à ce type d'études. Cependant les résultats des simulations dépendent fortement des potentiels interatomiques utilisés. La comparaison des propriétés prédites à l'aide des différents potentiels interatomiques avec les valeurs expérimentales permet de valider les potentiels pour prédire les propriétés concernées. Dans le premier chapitre, les fonctions mathématiques et les paramètres utilisés dans les potentiels interatomiques sont explicités. Dans le deuxième chapitre, l'objectif est de proposer une méthodologie pour sélectionner les potentiels les plus appropriés pour les études de transfert de chaleur. Cette méthodologie est illustrée pour le Si qui est le semi-conducteur le plus utilisé au sein de dispositifs microélectroniques et MEMS ainsi que pour l'Au, l'Ag et le Cu qui sont les métaux les plus souvent considérés. La conductivité thermique du Si massif est calculée, en utilisant la dynamique moléculaire hors d'équilibre (DMNE) avec trois potentiels parmi les cinq évalués précédemment pour valider cette évaluation. Le système diélectrique/métal qui a été le plus étudié avec la dynamique moléculaire mais également de manière expérimentale jusqu'à présent est certainement le système Si/Au. Les films de Cu et Ag sur des substrats de Si orienté sont les principales combinaisons dans les circuits intégrés de grande échelle. Une paramétrisation du potentiel de type MEAM est développée pour calculer les interactions Si/Au, Si/Ag et Si/Cu dans la troisième partie de ce travail. Les potentiels croisés sont utilisés pour prédire la conductance d'interface et développer les courbes de densité d'états pour les interfaces Si/Au Si/Ag et Si/Cu.
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Cao, Chonglong. "Modélisation de la dynamique de spin d'un atome magnétique individuel dans une boîte quantique." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00680070.
Full textAbstract:
Nous avons étudié la dynamique de spin d'un atome de Mn inséré dans une boite quantique CdTe. Nos résultats montrent que la relaxation de spin du Mn est plus rapide lorsque la boite quantique contient un exciton. Ceci peut permettre une orientation optique du spin du Mn. Le mélange de bande de valence est le paramètre essentiel permettant la relaxation rapide du spin du Mn dans le champ d'échange de l'exciton. Ce mélange de bande de valence est controlé par la forme et les contraintes dans la boite quantique. L'influence de ces paramètres sur la dynamique du pompage optique a été analysée en détail. Nos simulations du pompage optique sont en bon accord avec les expériences. La dynamique cohérente d'un Mn individuel a aussi été étudiée. L'influence sur le pompage optique de la dynamique cohérente du spin électronique et nucléaire est discutée. Nous avons montré que le couplage entre spin électronique et nucléaire peut être contrôlé optiquement permettant une manipulation du spin du Mn. Nous avons finalement montré que la combinaison d'une excitation résonante optique et micro-onde peut être utilisée pour détecter optiquement la résonance magnétique d'un Mn dans une boite quantique CdTe.
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Jouvie, Camille. "Estimation de la fonction d'entrée en tomographie par émission de positons dynamique : application au fluorodesoxyglucose." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00966453.
Full textAbstract:
La tomographie par émission de positons (TEP) est une méthode d'imagerie fonctionnelle, utilisée en particulier lors du développement de nouveaux médicaments et pour imager les tumeurs. En TEP, l'estimation de la concentration plasmatique artérielle d'activité du traceur non métabolisé (nommée " fonction d'entrée ") est nécessaire pour l'extraction des paramètres pharmacocinétiques. Ceux-ci permettent de quantifier le comportement du traceur dans les tissus, ou plus précisément le traitement du traceur par les tissus. Cette thèse constitue une contribution à l'étude de la fonction d'entrée, par l'élaboration d'une méthode d'estimation de la fonction d'entrée peu invasive à partir des images TEP et de prélèvements veineux. L'exemple du traceur FDG (analogue du glucose) dans le cerveau humain a été choisi. La méthode proposée repose sur la modélisation compartimentale de l'organisme : elle déconvolue le modèle à trois compartiments utilisé pour le FDG. L'originalité de la méthode repose sur trois points : l'utilisation d'un grand nombre de régions d'intérêt ; l'utilisation d'un grand nombre de jeux de trois régions d'intérêt différentes; une estimation itérative. Pour la validation de la méthode, un soin particulier a été porté à la simulation d'images TEP (simulation d'acquisition, reconstruction, corrections) de plus en plus réalistes, depuis une image simple simulée avec un simulateur analytique jusqu'à une image la plus proche possible de la réalité, simulée avec simulateur Monte-Carlo. Une chaîne de pré-traitement (segmentation des IRM associés, recalage entre images TEP et IRM et correction de l'effet de volume partiel par une variante de la méthode de Rousset) a ensuite été appliquée à ces images afin d'extraire les cinétiques des régions d'intérêt, données d'entrée de la méthode d'estimation de la fonction d'entrée. L'évaluation de la méthode sur différentes données, simulées et réelles, est présentée, ainsi que l'étude de la sensibilité de la méthode à différents facteurs tels que les erreurs de segmentation, de recalage, de mesure de l'activité des prélèvements sanguins.
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Kwasniewski, Pawel. "Etude en rayons X cohérents de la dynamique de suspensions concentrées de sphères dures." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00771674.
Full textAbstract:
Les suspensions colloïdales de particules sphériques présentant des interactions de type sphères dures font partie des systèmes les plus simples et les plus largement étudiés en Matière Molle. Elles peuvent être considérées comme systèmes modèles pour tester des théories plus générales, par exemple en ce qui concerne la cristallisation [1] ou la transition vitreuse [2]. Malgré de nombreux résultats théoriques et expérientaux dans ce domaine, le comportement dynamique des suspensions de sphères dures n'a pas été complètement élucidé.La spectroscopie à corrélation de photons X (XPCS) est une technique de diffusion cohérente équivalente à la Diffusion Quasi-Elastique de la Lumière [3], qui est un des principaux outils d'investigation de la dynamique colloïdale [4]. Comparée à la luière visible, l'utilisation de rayons X procure des rensignements sur les transferts de moment de plus haute énergie, et évite les diffusions multiples - phénomène qui complique sensiblement les études en DQEL pour les échantillons concentrés. De plus, l'utilisation du détecteur 2D compteur de photons (MAXIPIX) disponible sur la ligne ID10 (ESRF) donne des renseignements sur l'évolution de la dynamique de l'échantillon au cours de l'exposition, via les fonctions de corrélation à deux temps.Dans ce travail, nous avons étudié une suspension de spheres colloïdales de PMMA (poly(méthylmétacrylate)) stériquement stabilisées. La distribution en taille des particules et leur concentration ont été obtenues par diffusion de rayons X aux petits angles (SAXS). Les expériences de XPCS effectuées aux plus grandes fractions volumiques en particules (>0.5) mettent en évidence à la fois des temps de diffusion courts et des temps longs autour des pics de Bragg. Une comparaison avec une précédente étude [5] montre, pour une petite gamme de fractions volumiques, une modification drastique de la loi d'échelle entre les temps de relaxation courts et les temps longs qui avait été initialement proposée par Segrè et Pusey [6]. L'analyse des fonctions de corrélation à deux temps révèle un comportement dynamique complexe des échantillons légèrement au-dessus de la transition vitreuse, alors qu'on n'observe aucun signe de modifications structurales via diffusion statique. Utiliser la XPCS sur des suspensions en écoulement dans des canaux cylindriques avait fait ses preuves pour renseigner à la fois sur les propriétés dynamiques et d'écoulement de suspensions diluées [7]. Ici, nous discutons les potentialités et les limites de cette méthode, en étudiant l'interaction entre les propriétés rhéologiques et dynamiques dans ces systèmes complexes modèles que sont les verres colloïdaux.[1] P. N. Pusey and W. van Megen. In: Nature 320.6060 (Mar. 1986), pp. 340-342 [2] P. N. Pusey and W. van Megen. In: Phys. Rev. Lett. 59 (18 1987), pp. 2083-2086.[3] V. A. Martinez et al. In: The Journal of Chemical Physics 134.5, 054505 (2011), p. 054505.[4] B. J. Berne and R. Pecora. Dynamic Light Scattering with application to chemistry, biology and physics. Dover Publications, New York, 2000. [5] D. Orsi et al. "Dynamics in dense hard-sphere colloidal suspensions". In: Phys. Rev. E 85 (1 2012), p. 011402. doi: 10.1103/PhysRevE.85.011402. url: http://link.aps.org/doi/1 0.1103/PhysRevE.85.011402. [6] P. N. Segrè and P. N. Pusey. In: Phys. Rev. Lett. 77.4 (1996), pp. 771-774.[7] A. Fluerasu et al. In: New Journal of Physics 12.3 (2010)
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Ayed, Hamdi. "Analyse expérimentale et modélisation du transfert de matière et du mélange dans une couche cisaillée à bulles." Toulouse, INPT, 2007. https://hal.science/tel-04595430.
Full textAbstract:
Ce travail vise à l'amélioration des modèles eulériens à deux fluides pour l'hydrodynamique et le transfert de masse en écoulement turbulent à bulles. Nous étudions des zones de mélange oxygène-eau pour des taux de vide 2In this work we develop a Eulerian two-fluids model for hydrodynamics and mass transfer in turbulent bubbly flows. We study oxygen-water mixing layers for void fractions 2
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Khalil, Khaled. "Rhéologie et mouillage de solutions diluées à concentrées de polyisobutylène de haut poids moléculaire." Tours, 1995. http://www.theses.fr/1995TOUR4016.
Full textAbstract:
Ce travail concerne l'étude des propriétés rhéologiques et de mouillage de solutions de polyisobutylène (PIB) (0. 03% a 8. 5% en poids) de haut poids moléculaire dans des solvants tels que la décaline. En ce qui concerne les propriétés rhéologiques de telles solutions en cisaillement, des facteurs liés au mode de préparation de la solution sont mis en évidence. Par ailleurs, une caractérisation rhéologique en régime permanent, dynamique et transitoire est réalisée. Les règles de correspondance classiques entre les résultats obtenus par les trois régimes sont testées. Nous proposons deux relations empiriques permettant de prévoir la variation de la première différence des contraintes normales en fonction de la vitesse de cisaillement à partir de la courbe d'écoulement et des grandeurs rhéologiques obtenues en régime dynamique. L'écoulement des solutions de PIB et d'un fluide standard S1, en régime permanent, présente des instabilités qui apparaissent à une vitesse de cisaillement critique qui est propre à chaque solution et indépendante de la géométrie du système de mesure. Nous présentons aussi une étude des propriétés de mouillage d'une lame de platine par de telles solutions et par des fluides newtoniens de même viscosité et de même tension superficielle, la lame étant positionnée verticalement par rapport au fluide. Nous étudions, en statique, la dynamique d'établissement du ménisque sur la lame. Des courbes maîtresses de la force superficielle en fonction du temps sont construites. En mouillage dynamique, nous présentons l'étude de la cinétique du cycle d'immersion/émersion de la lame dans des fluides visqueux ainsi que l'évolution de l'angle de contact dynamique en fonction du nombre capillaire. Une différence se manifeste systématiquement entre le comportement des solutions de polymères et celui d'un solvant
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Busch, Xavier. "Effets dispersifs et dissipatifs en théorie quantique des champs en espace-temps courbe pour modéliser des systèmes de matière condensée." Thesis, Paris 11, 2014. http://www.theses.fr/2014PA112205/document.
Full textAbstract:
Les deux principales prédictions de la théorie quantique des champs en espace-temps courbe, à savoir la radiation de Hawking et la production de paires de particules ayant lieu dans un espace-temps non stationnaire, n'ont jamais été testé expérimentalement et impliquent toutes deux des processus à ultra haute énergie. En conséquence, de telles prédictions doivent être considérées prudemment. En utilisant l'analogie avec des systèmes de matière condensée mise en avant par Unruh, leur analogue pourrait être testé en laboratoire. Par ailleurs, dispersion et dissipation sont toujours présentes dans de tels systèmes, ce qui régularise la théorie à courte distances. Lors d'expériences destinées à tester les prédictions citées ci-dessus, le bruit thermique modifiera le résultat. En effet, il existe une compétition entre l'émission stimulée dudit bruit thermique et l'émission spontanée issue du vide quantique. Afin de mesurer la radiation de Hawking analogue et de l'analogue des productions de paires (souvent appelé effet Casimir dynamique), il est alors nécessaire de calculer les conséquence de la dispersion et de la dissipation, ainsi que d'identifier des observables permettant de certifier que l'amission spontanée a eu lieu. Dans cette thèse, nous analyserons d'abord les effets de la dispersion et de la dissipation à la fois sur la radiation de Hawking et sur la production de paires de particules. Afin d'obtenir des résultats explicites, nous travaillerons avec l'espace-temps de de Sitter. Les symétries de la théorie nous permettront d'obtenir des résultats exacts. Ceux-ci seront alors appliqués aux trous noirs grâce aux ressemblances entre la région proche du trou noir et l'espace de de Sitter. Afin d’introduire de la dissipation, nous considérerons un modèle exactement soluble permettant de modéliser n'importe quel taux de dissipation. Dans un tel modèle, le champ est couplé de manière linéaire à un environnement contenant un ensemble dense de degrés de liberté. Dans un tel contexte, nous étudierons l'intrication des particules produites. Ensuite, nous considérerons des systèmes de matière condensée spécifiques, à savoir les condensats de Bose et les polaritons. Nous analyserons les effets de la dissipation sur l'intrication de l’effet Casimir dynamique. Enfin, nous étudieront de manière générique l'intrication de la radiation de Hawking en présence de dispersion pour des systèmes analoguesThe two main predictions of quantum field theory in curved space-time, namely Hawking radiation and cosmological pair production, have not been directly tested and involve ultra high energy configurations. As a consequence, they should be considered with caution. Using the analogy with condensed matter systems put forward by Unruh, their analogue versions could be tested in the lab. Moreover, the high energy behavior of these systems is known and involved dispersion and dissipation, which regulate the theory at short distances. When considering experiments which aim to test the above predictions, the thermal noise will contaminate the outcome. Indeed, there will be a competition between the stimulated emission from thermal noise and the spontaneous emission out of vacuum. In order to measure the quantum analogue Hawking radiation, or the analogue pair production also called dynamical Casimir effect, one should thus compute the consequences of ultraviolet dispersion and dissipation, and identify observables able to establish that the spontaneous emission took place. In this thesis, we first analyze the effects of dispersion and dissipation on both Hawking radiation and pair particle production. To get explicit results, we work in the context of de Sitter space. Using the extended symmetries of the theory in such a background, exact results are obtained. These are then transposed to the context of black holes using the correspondence between de Sitter space and the black hole near horizon region. To introduce dissipation, we consider an exactly solvable model producing any decay rate. In such a model, the field is linearly coupled to an environment containing a dense set of degrees of freedom. We also study the quantum entanglement of the particles so produced. In a second part, we consider explicit condensed matter systems, namely Bose Einstein condensates and exciton-polariton systems. We analyze the effects of dissipation on entanglement produced by the dynamical Casimir effect. As a final step, we study the entanglement of Hawking radiation in the presence of dispersion for a generic analogue system
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Brandstetter-Kunc, Adam. "Decay of plasmonic excitations in one dimensional assemblies of metallic nanoparticules." Thesis, Strasbourg, 2016. http://www.theses.fr/2016STRAE042/document.
Full textAbstract:
Nous avons étudié la dynamique des électrons dans des réseaux de nanoparticules métalliques. Nous avons d'abord considéré le réseau le plus simple, c'est-à-dire le dimère de nanoparticules. Nous avons trouvé des fréquences propres du dimère hétérogène et ensuite nous avons appliqué l'approche du système quantique ouvert pour décrire les processus d’amortissement présents dans le système. Nous avons étudié deux processus d’amortissement qui dépendent de la taille des nanoparticules constituant le dimère: l'amortissement de Landau avec une proportionnalité inverse à la taille du système, et l’amortissement radiatif, proportionnel au volume du système. En utilisant les résultats de l'étude des dimères, nous avons étendu notre approche du système quantique ouvert pour étudier des chaînes de nanoparticules unidimensionnelles. Nous avons dérivé une équation maîtresse qui a été utilisée pour étudier la propagation des plasmons le long de la chaîne. Nous avons constaté que la propagation du plasmon est limitée que par les sources non radiatives d'amortissement. Enfin, nous avons dérivé l'expression analytique de la longueur de propagation d'un plasmon dans une chaîne de nanoparticulesWe studied the electron dynamics in metallic nanoparticle arrays. We first considered the simplestarray i.e. a nanoparticle dimer. We found the eigenfrequencies of the heterogeneous dimer andthen we applied the open quantum system approach to describe the decay processes present inthe system. We investigated two decay processes which depend on the size of the nanoparticlesbuilding up the dimer : the Landau damping, inversly proportional to the system-size, and radiationdamping, proportional to the volume of the system. Using the results of the dimer study weextended our open quantum system approach to study one-dimensional nanoparticle chains. Wederived a master equation and used it to investigate the propagation of plasmons along the chain.We found that the propagation of the plasmon is limited by the non-radiative sources of damping.Finally we derived an analytical expression for the propagation length of a plasmon in ananoparticle chain
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Leroy, Frédéric. "Dynamique hors-équilibre : Quelques exemples en physique des surfaces." Habilitation à diriger des recherches, Aix-Marseille Université, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00958344.
Full textAbstract:
Dans ce mémoire sont abordées quelques études sur la dynamique hors-équilibre des surfaces cristallines. L'accent est porté sur le démouillage de films minces monocristallins et sur les instabilités morphologiques induites par électromigration. Sur le plan instrumental, la Microscopie à Electrons Lents et la Diffusion Centrale des Rayons X en Incidence Rasante nous ont permis d'accéder à la dynamique des phénomènes in situ et en temps réel. Nous montrons que le démouillage à l'état solide des films minces de Silicium et de Germanium sur Silice conduit à des instabilités dendritiques du front de démouillage pilotées par le gain d'énergie de surface/interface et cinétiquement contrôlées par la diffusion de surface des adatomes. Le rôle central du facettage sur les instabilités morphologiques du front de démouillage est étudié en détails, en particulier certaines orientations cristallines limitent la vitesse de recul du front de démouillage et favorisent le développement de fronts droits stables. Les instabilités morphologiques induites par électromigration sur les faces vicinales de Silicium sont un moyen d'étudier les interactions élastiques entre marches atomiques. Nous montrons que ces interactions favorisent le développement successif d'une onde de densité de marches puis d'un facettage périodique de la surface aux temps longs. Enfin est abordée l'étude de la croissance auto-organisée de nanostructures de Pd sur une surface oxydée de Ni3Al et nous terminons par quelques perspectives concernant l'étude de la dynamique de la ligne triple solide-solide-vapeur ainsi que sur la technique de Microscopie à Electrons Lents.
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Bianchini, Laurence. "Dynamique hyperfréquence d'aimantation induite par transfert de spin." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00846804.
Full textAbstract:
Des dispositifs magnétorésistifs sont actuellement utilisés comme têtes de lecture dans les disques durs. Le contexte de la miniaturisation des capteurs magnétiques pour accommoder l'augmentation de la densité de stockage implique une augmentation du bruit magnétique d'origine thermique. L'utilisation d'une oscillation entretenue par le courant permettrait l'augmentation combinée de la sensibilité magnétique ainsi que de sa vitesse de lecture. L'étude présentée a pour but de clarifier les divers comportements des oscillations de l'aimantation induites par le transfert de spin, dans la gamme de la dizaine de gigahertz, dans des jonctions tunnel magnétiques à barrière de MgO. Nous présentons, dans une première partie, une étude détaillée des modes d'oscillations entretenues dans les différentes couches magnétiques du système. L'identification des modes permet ainsi de " lire " des données codées par domaines magnétiques d'après la mesure de la fréquence de l'oscillateur. Dans la seconde partie de cette thèse, nous présentons des mesures temporelles d ces oscillations. Nous analysons le bruit d'amplitude et de phase d'une oscillation entretenue et nous présentons une première mesure expérimentale du coefficient de nonlinéarité de la fréquence. Les temps caractéristiques extraits sont significatifs de l'agilité du dispositif et la nonlinéarité, spécifique aux oscillateurs à transfert de spin, induit un élargissement inhomogène de la raie spectrale.
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Ozenne, Valery. "Etude de la dynamique conformationnelle des protéines intrinsèquement désordonnées par résonance magnétique nucléaire." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00870515.
Full textAbstract:
Près de 40% des protéines présentes dans les cellules sont prédites partiellement ou complètement désordonnées. Ces protéines dépourvues de structure tridimensionnelle à l'état natif sont impliquées dans de nombreux mécanismes biologiques, la flexibilité jouant un rôle moteur dans les mécanismes de reconnaissance moléculaire. La prise en considération de l'existence de flexibilité au sein des protéines et des interactions protéines-protéines a nécessité le renouvellement de nos connaissances, de notre appréhension des fonctions biologiques ainsi que des approches pour étudier et interpréter ces phénomènes. La méthode retenue pour étudier ces transitions conformationnelles est la spectroscopie par résonance magnétique nucléaire. Elle dispose d'une sensibilité unique, d'une résolution à l'échelle atomique et permet par diverses expériences d'accéder à l'ensemble des échelles de temps définissant les mouvements de ces protéines. Nous combinons ces mesures expérimentales à un modèle statistique représentant l'ensemble du paysage énergétique des protéines désordonnées : la description par ensemble explicite de structures. Ce modèle est une représentation discrète des différents états échantillonnés par ces protéines. Il permet, combinant les déplacements chimiques, les couplages dipolaires et la relaxation paramagnétique, de développer une description moléculaire de l'état déplié en caractérisant à la fois l'information locale et l'information à longue portée présente dans les protéines intrinsèquement désordonnées.
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Sanchez, Célia. "Hydrodynamique et transfert de matière gaz-liquide dans un nouveau contacteur à haute énergie : application à la désodorisation de l'air en assainissement." Rennes 1, 2006. http://www.theses.fr/2006REN1S159.
Full textAbstract:
Afin de réduire l'emprise au sol et la taille des bâtiments alloués au traitement des effluents odorants sur les stations d'épuration des eaux usées, un nouveau procédé a été développé. Ce contacteur gaz-liquide à haute énergie, le CoReC, est original dans le sens où il permet de travailler à co-courant et à vitesses de gaz très élevées. Tout d'abord, l'hydrodynamique et le transfert de matière ont été caractérisés en déterminant l'influence de paramètres géométriques (sens d'écoulement) et opératoires (vitesse des fluides) sur la perte de charge, l'aire interfaciale, et les coefficients volumiques de transfert de matière côté gazeux et liquide. L'étape suivante a permis de démontrer les performances du CoReC pour l'élimination de composés odorants (hydrogène sulfuré, méthylmercaptan et ammoniac). L'analyse des résultats a conduit à la conception d'une unité semi-industrielle ayant permis d'effectuer des essais sur un effluent gazeux réel, issu d'une station d'épuration.
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Abbas, Micheline. "Auto-diffusion de particules dans un écoulement cisaillé : des interactions hydrodynamiques aux effets collisionnels." Toulouse, INPT, 2008. http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00000622/.
Full textAbstract:
Ce travail aborde, à l'aide de simulations Lagrangiennes, la description du comportement rhéophysique d'une suspension de particules solides sphériques en écoulement cisaillé. Les effets de l’inertie du fluide, de l'agitation Brownienne et de la gravité sont négligés. Les suspensions étudiées sont classées en deux grandes familles, en fonction de l'inertie de la phase dispersée caractérisée par le nombre de Stokes. A très petit nombre de Stokes, les suspensions sont de type liquide-solide où le fluide est très visqueux. Le modèle de simulation "Force Coupling Method" est utilisée pour simuler les interactions hydrodynamiques qui contrôlent la dynamique de ces suspensions. Cette méthode se base sur un développement multipolaire de la perturbation de vitesse induite par la présence des particules dans le fluide porteur. L'évolution de quantités macroscopiques en fonction de la fraction volumique du solide [φ=1-20%] est analysée dans des suspensions monodisperses. Les résultats (fluctuations de vitesse, auto-diffusion, auto-corrélation des vitesses et distribution spatiale de paires de particules…) confortent les tendances observées dans plusieurs études de la littérature. Nous montrons que l’agitation des particules induit un comportement diffusif dont l’intensité est une fonction croissante de la concentration. Le niveau d’agitation mais aussi le temps de diffusion augmentent lorsque les interactions multi-corps contrôlent la dynamique de la suspension. Les effets de lubrification associés à des particules proches du contact sont résolus précisément. Ceci permet d'utiliser la FCM pour simuler des suspensions de concentration plus élevée (allant jusqu'à 35%), et de quantifier leur viscosité effective. Le modèle de simulation est étendu aux cas de suspensions bidisperses. L'impact de la variation du rapport de taille ou de concentration sur les statistiques (des deux espèces) est examiné pour une fraction volumique constante de la phase dispersée. Pour un rapport de concentration fixe, nous avons trouvé qu'un rapport de taille croissant entraîne une augmentation (resp. Diminution) du niveau de fluctuation des petites (resp. Grosses) particules. Quand le rapport de taille et la concentration totale sont fixes, l'augmentation du nombre de grosses particules entraîne l'augmentation du taux de fluctuation et de la diffusion des deux espèces. Les suspensions caractérisées par un nombre de Stokes modéré ou grand sont en général de type gaz-solide. Un modèle de simulation basé sur l’intégration des trajectoires de particules assimilées à des sphères dures est utilisé pour simuler la dynamique de la suspension. Le mouvement des particules est uniquement contrôlé par les collisions et par la force de traînée sur une particule isolée. Les simulations montrent que les propriétés de la suspension dépendent fortement de l'inertie des particules et de la concentration. La variation du nombre de Stokes de 1 à 10 induit une augmentation de l'agitation des particules de trois ordres de grandeur, et une évolution de la distribution de vitesse d'une forme très piquée (proche d’un Dirac) à une forme Maxwellienne. Les résultats numériques sont confrontés aux prédictions de deux modèles issus de la théorie cinétique des milieux granulaires adaptés aux nombres de Stokes modérés: la fonction Dirac (resp. Maxwellienne déviée) est utilisée pour décrire les suspensions faiblement (resp. Fortement) agitées. Une nouvelle théorie pour déterminer les coefficients du tenseur d'auto-diffusion Lagrangienne est développée et validée avec les résultats des simulations. Les coefficients de diffusion et la viscosité de la phase solide sont également confrontés aux modèles théoriques utilisés pour la prédiction d’écoulements complexes. L'effet de l'inélasticité sur les quantités statistiques est également discuté. La conclusion de ce document fait la synthèse de tous ces résultats en proposant une approche unifiée de l’évolution de la viscosité effective du mélange fluide/particules. Une modification de la méthode FCM est proposée pour modéliser simultanément l'inertie des particules et les interactions hydrodynamiquesLagrangian simulations are used to study the rheophysics of sheared suspensions of spherical particles. The effects of the fluid inertia, the Brownian diffusion and the gravity are neglected. Depending on the particle inertia characterized by the Stokes number, the suspensions are divided into two major classes. The limit of vanishingly small Stokes numbers corresponds to solid particles suspended in a very viscous fluid. The "Force Coupling Method" is used to model the direct hydrodynamic interactions controlling the dynamics of these monodisperse suspensions. This method is based on a finite multipole expansion of the velocity field perturbation induced by each particle. The motion of all the suspension particles is simultaneously coupled through the direct solution of the Stokes equations written for the carrying fluid flow. The macroscopic evolution is studied while the solid volume fraction is increased from low to moderately concentrated [φ=1-20%]. The results (velocity fluctuation, self-diffusion, velocity auto-correlation and spatial distribution of pairs. . . ) are in agreement with several former studies of the literature. We showed that the particle agitation is enhanced by increasing the concentration and leads to a diffusive behavior of the suspension. The agitation level and the characteristic diffusion time are increasing as many-body hydrodynamic interactions control the suspension dynamics. The accuracy of the method is improved by calculating the exact lubrication forces for particle pairs near contact. Hence, this allows to simulate larger suspension concentrations (up to 35%), and to quantify the effective viscosity in this regime. The model is extended to the bidisperse suspension configurations. The dependence of the statistical quantities (of both species) on the size ratio and concentration ratio is discussed for a fixed total volume fraction. For a constant concentration ratio, we obtained that an increase of the size ratio enhances (resp. Reduces) the fluctuation level of the small (resp. Large) particles. The increase large particle number induces a significant enhancement of the fluctuations and self-diffusion of both species. The suspensions characterized by moderate to high Stokes numbers are generally of gas-solid type. A hard-sphere collision model coupled with the particle Lagrangian tracking is used to simulate the suspension dynamics. The particle motion is controlled by only the drag force and particle collisions. The simulations show that the suspension properties depend strongly on the particle inertia and concentration. Increasing the Stokes number from 1 to 10 induces an enhancement of the suspension agitation by three orders of magnitude, and an evolution of the velocity distribution function from a highly peaked (close to the Dirac delta function) to a Maxwellian shape. The numerical results are compared to the predictions of two theoretical models based on the kinetic theory of granular flows adapted to moderate inertia regimes. The velocity distribution used for weakly (resp. Highly) agitated suspensions is the Dirac delta (resp. Deviated Maxwellian) function. A new prediction of the Lagrangian self-diffusion tensor is proposed and validated by the simulations results. The diffusion coefficients and solid phase viscosity are compared to the classical models used in engineering applications. The inelasticity effect on the statistical quantities is discussed as well. The conclusion of the manuscript proposes a unified approach of all the results related to the evolution of the effective viscosity in the bulk. A modification of the Force Coupling Method is proposed to properly simulate the particle inertia and hydrodynamic effects
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Kaufmann, André. "Vers la simulation des grandes échelles en formulation Euler-Euler des écoulements réactifs diphasiques." Toulouse, INPT, 2004. http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00000131/.
Full textAbstract:
De nombreuses applications industrielles mettent en jeu des écoulements gaz-particules. La conception de ces applications nécessite la connaissance du comportement de la phase dispersée. Ce comportement a été principalement étudié grâce à des expériences ou plus récemment des simulations stationnaires statistiques. La simulation instationnaire simultanée de la phase porteuse et de la phase dispersée est souvent faite en utilisant le suivi Lagrangien des particules. Cette approche est cependant coûteuse numériquement dans les géométries industrielles avec des nombres de particules réalistes. Dans ce travail une méthode eulérienne instationnaire est proposée. Des tests numériques utilisant cette méthode et la comparaisons avec des simulations identiques utilisant un suivi lagrangien des particules montrent les possibilités et limites de la méthode.
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Gallat, Francois-xavier. "Dynamique des protéines et de la couche d'hydratation étudiée par diffusion de neutrons et méthodes biophysiques complémentaires." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00758647.
Full textAbstract:
Ce travail de cette thèse porte sur la dynamique des protéines, accompagnées de leur eau d'hydratation, une couche de solvant autour des protéines vitale pour leur fonction biologique. Chacune de ces deux composantes s'accompagne d'une dynamique qui lui est propre et dont la réunion reforme le paysage énergétique du système biologiquement actif. La mise en application conjointe de la deutération sélective, de la diffusion incohérente de neutrons ainsi que la spectroscopie terahertz a permis d'explorer de manière indépendante la dynamique des protéines et de celles des couches d'hydratation. L'influence de l'état de repliement de la protéine sur sa dynamique a été étudié par diffusion élastique de neutrons. Les protéines globulaires se sont montrées moins dynamiques que ses analogues intrinsèquement désordonnées. Eux même semblent être plus rigides que les protéines dépliées non physiologiques. L'état d'oligomérisation et les conséquences sur la dynamique de ces protéines ont été développés. Les agrégats d'une protéine globulaire se sont avérés être plus flexibles que la forme soluble. A l'inverse, les agrégats d'une protéine désordonnée voient leur dynamique moyenne baisser par rapport à la forme soluble. Ces observations témoignent de la grande diversité de dynamiques à travers le protéome. Les expériences de diffusion incohérente de neutrons sur les couches d'hydratation des protéines globulaires et désordonnées ont permis d'obtenir des informations sur la nature des mouvements de l'eau autour des protéines. Les mesures ont mis en évidence la présence de mouvements translationnels concomitants à l'apparition de la transition dynamique dans les couches d'hydratations, vers 220 K. Les mesures ont de même montré un couplage plus fort entre une protéine désordonnée et son eau d'hydratation que celui entre une protéine globulaire et son eau d'hydratation. La nature de la couche d'hydratation et son influence sur sa dynamique ont été explorés, avec l'utilisation de polymères qui miment le comportement de l'eau et agissent comme source de flexibilité pour la protéine. Pour terminer, la dynamique des groupements méthyles, impliqués dans les modifications dynamiques observées à 150 et 220 K, a été étudiée.
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Bergeard, Nicolas. "Matériaux magnétiques pour l'étude de la dynamique de l'aimantation." Phd thesis, Paris 11, 2010. http://www.theses.fr/2010PA112271.
Full textAbstract:
Les alliages entre terres rares et métaux de transition CoGd possèdent des propriétés magnétiques uniques, qui en font des systèmes intéressants pour l'étude de la dynamique ultrarapide de l'aimantation ainsi que pour tester les mécanismes du transfert de spin. Pour expliquer la grande diversité des propriétés magnétiques observées dans ces alliages, une caractérisation fine des propriétés structurales est indispensable. Pour cela, j'ai développé une chambre de dépôt en ultra vide pour produire des couches minces d'alliage par coévaporation. Par absorption (EXAFS) et spectroscopie de photoélectrons (XPS), j'ai pu montrer la nature amorphe des alliages et la ségrégation d'une monocouche de gadolinium en surface. Par effet Kerr magnéto-optique et dichroïsme magnétique en absorption (XMCD), j'ai montré que les films présentent une anisotropie uni axiale dans le plan et, avec la composition ad-hoc, une paroi de compensation. J'ai étudié l'évolution thermique de l'aimantation des sous réseaux de Co et Gd, reproduite par des simulations issues d'un modèle de champ moyen. Les films ultra minces Pt/Co(5Å)/Pt présentent une anisotropie perpendiculaire au plan de la couche. Lorsque cette anisotropie et l'anisotropie dipolaire, qui ramène l'aimantation dans le plan de la couche, sont du même ordre de grandeur, une transition de réorientation de spin (SRT) se produit, associée au passage de l'aimantation hors du plan vers le plan. Dans Pt/Co(5Å)/Pt, j'ai étudié ce mécanisme de réorientation de l'aimantation ainsi que le régime de fluctuations lentes associé, lorsque l'anisotropie est pilotée finement par irradiation ioniqueRare earth transition metal alloys display unusual magnetic properties, which make them interesting systems to study ultrafast magnetization dynamic and to test mechanisms underlying spin torque. Diversity of magnetic properties observed in such alloys is bound to the lack of fine knowledge about their structural properties. I developed an ultra high vacuum chamber for deposition of thin alloys layers. Using absorption (EXAFS) and photoelectron spectroscopy (XPS), I put in evidence the amorphous structure of the alloys and the presence of a monolayer of Gd segregated at the surface. Using magneto-optical Kerr effect (MOKE) and magnetic dichroism (XMCD), I showed the uniaxial in-plane anisotropy of the films, exhibiting a compensation wall at the ad-hoc composition. I investigated the thermal evolution of the magnetization of the Co and Gd sub lattices, accounted by simulations performed from a mean field model. Ultrathin Pt/Co(5Å)/Pt films display an easy axis for magnetization anisotropy perpendicular to layer surface. When this anisotropy and the dipolar one, which drives the magnetization towards the plane, are of the same order of magnitude, a transition from perpendicular to planar anisotropy, so called spin reorientation transition (SRT), occurs. During my PhD, I studied the mechanism underlying such reorientation of magnetization and the slow fluctuations regime associated, whereas the anisotropy is finely tuned by ion irradiation
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Volpe, Raffaele. "Analyse expérimentale et numérique du comportement de véhicules terrestres en présence d'un vent latéral instationnaire." Phd thesis, Université de Bourgogne, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00907635.
Full textAbstract:
L'aérodynamique latérale des véhicules automobiles suscite de nos jours de plus en plus d'intérêt de la part des constructeurs. L'automobiliste est en effet soumis quotidiennement à de forts courants d'air latéraux, que ce soit lors du dépassement d'un autre véhicule, ou alorsen passant dans un couloir de vent du à la topographie du terrain (passage devant un espace entre deux immeubles par exemple). Les efforts aérodynamiques mis en jeu dans ces situations peuvent provoquer des mouvements non désirés du véhicule, pouvant avoir des conséquences dramatiques si le conducteur se laisse surprendre. Des études expérimentales reproduisant les effets d'un dérapage dynamique ont mis en évidence des phénomènes transitoires importants mettant à défaut les modèles stationnaires généralement pratiqués par les constructeurs pour qualifier le comportement de leurs véhicules en présence de dérapage. Les mécanismes responsables de ces phénomènes transitoires sont encore mal connus de la communauté scientifique. Ce travail propose d'approfondir ce sujet au travers de l'étude de l'aérodynamique d'un véhicule terrestre fixe soumis à un vent longitudinal et à une rafale de vent latéral. Le but principal est d'identifier les structures tourbillonnaires au moyen de mesures PIV et de calculs numériques des champs de vitesse autour d'une maquette automobile et de les corréler aux efforts aérodynamiques. Un accord entre l'ISAT, composante de l'Université de Bourgogne, et l'Institut Supérieurde l'Aéronautique et de l'Espace (ISAE) de Toulouse a permis de mener l'étude avec les ressources de cet établissement. Le moyen d'essai principal, créé par l'ISAE, est le banc" rafale latérale ", constitué d'une soufflerie principale et d'une soufflerie secondaire, dont la sortie à volet déferlants (" Mexican Wave ") est inspirée de l'approche proposée par Ryan et Dominy (2000). L'analyse expérimentale a été effectuée à l'aide de la PIV résolue en temps et stéréoscopique, et d'une balance dard instationnaire à cinq composantes. Un banc" numérique " identique a été constitué à l'aide du logiciel FLUENT©, pour des calculs 3D. De plus, un modèle 2D annexe, basé sur la méthode " meshless ", a été développé pour de futures investigations, en raison de sa robustesse pour des problèmes à fortes discontinuités et sa bonne adaptabilité aux problèmes avec frontières mobiles.Une première phase de ce travail a consisté en la mise au point des bancs expérimental et numérique, avec génération d'un champ de dérapage homogène, de 21° dans la zone de mesure. L'évolution du dérapage en chaque point respecte bien la forme d'un créneau imposé par la rafale. Pour l'analyse des efforts, deux géométries de maquette ont été étudiées, à savoir un corps de Windsor à culot droit générant, pour un écoulement longitudinal, des structures de sillage bidimensionnelles, et son homologue à culot incliné de 25°, générant des tourbillons " cigare ". Des pics d'efforts ont été observés à l'arrivée de la rafale, tout comme la littérature le prédit. Pour ce qui est du coefficient du moment de lacet, les sursauts sont de 29 % et 19 % respectivement pour la maquette à culot droit et celle à culot incliné, par rapport aux valeurs stationnaires. Concernant le coefficient de force de dérive, ils sont de 10 % et 14 %, respectivement. Lors de nos essais, ces efforts se sont établis après 5.5 longueurs de maquette. Afin d'expliquer la différence de comportement entre les deux maquettes en termes d'efforts, l'évolution temporelle des tourbillons nommés, dans ce mémoire, ΓA, ΓB, ΓC et Γ1 à été discutée. Il en est ressorti une forte corrélation entre la circulation du tourbillon ΓA, le plusénergétique, naissant à l'avant du flanc sous le vent de la maquette, et les efforts latéraux, de sorte que ce tourbillon serait le meilleur témoin des phénomènes instationnaires mis en jeu dans l'étude de l'effet du vent latéral. [...]
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Möller, Gunnar. "Espaces dynamiques réduits en physique de la matière condensée :Systèmes à effet Hall bicouches, réduction dimensionnelle et systèmes de spins magnétiques." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00121765.
Full textAbstract:
Pour la description des propriétés de basse température des systèmes en physique de la matière condensée, il est souvent utile de travailler avec un espace dynamique réduit. Cette philosophie s'applique aux systèmes bicouches à effet Hall quantique comme aux systèmes d'anyons et aux systèmes magnétiques frustrés qui représentent les exemples discutés dans cette thèse. On introduit une classe générale d'états appariés de fermions composites. Ces fonctions d'onde sont exploitées pour analyser l'état fondamental des systèmes bicouches à effet Hall au facteur de remplissage total un. A partir d'une étude de Monte Carlo variationnel nous concluons que la transition de phase compressible à incompressible observée dans ce système est du deuxième ordre. Nous étudions également la question de l'existence d'un état apparié à demi-remplissage dans les simples couches. Ensuite nous considérons des schémas de réduction dimensionnelle de systèmes bidimensionnels sur la sphère vers des systèmes unidimensionnels sur le cercle. Un tel mapping est établi pour des systèmes libres et un candidat pour un système d'anyons généralisé est proposé. Finalement, nous analysons les systèmes de spins magnétiques sur réseaux bidimensionnels et discutons si un état de glace de spins peut exister en présence d'interactions dipolaires à longue portée.