Academic literature on the topic 'Orbital contribution'

Cette thèse présente une nouvelle méthodologie mixte quantique/classique, dans le but d'étudier un processus chimique dans une macromolécule biologique. La méthode LSCF (local self consistent field), a été développé afin de traiter un sous-système (site actif d'une protéine) à l'aide des méthodes de la chimie quantique, alors que le reste de la macromolécule est traite de façon classique. L'idée novatrice de cette méthode, est de ne pas isoler chimiquement le sous-système quantique du sous-système classique, afin de conserver une certaine continuité de la chaine polypeptidique en vue d'appliquer ultérieurement la mécanique moléculaire sur l'ensemble de la macromolécule. La méthode LSCF est ensuite testée sur un tetrapeptide gly-arg-glu-gly dans lequel le processus de transfert intramoléculaire de proton est étudié, puis sur une macromolécule biologique, la dihydrofolate réductase. Enfin le problème de la variation de PKA de l'histidine du lysosyme de phage t4 est abordé

Le contexte de ce travail est la mécanique spatiale. Plus précisément, on s'est intéressé, dans le cadre d'une collaboration avec le Centre National d'Etudes Spatiales, au problème du transfert orbital. Le modèle étudié est celui du contrôle en temps minimal d'un satellite que l'on souhaite insérer sur une orbite géostationnaire. Les contributions de cette thèse sont de trois ordres. Géométrique, tout d'abord, puisqu'on étudie la contrôlabilité du système ainsi que la géométrie des transferts (structure de la commande) à l'aide d'outils de contrôle géométrique. Sont ensuite présentées des méthodes de résolution spectrales et pseudo-spectrales utilisant les polynômes de Tchebycheff, puis des algorithmes basés sur un calcul adaptatif de discrétisation par ondelettes. Ces approches permettent de traiter numériquement le cas d'un satellite dont la poussée est forte à moyenne. Pour atteindre le domaine des poussées faibles, caractéristiques de la future propulsion électro-ionique, il faut finalement introduire de nouvelles techniques qui ont en commun d'être paramétriques (paramétrisation par la poussée ou par le critère). L'analyse des propriétés de ces méthodes se fait naturellement à l'aide de résultats de contrôle paramétrique.

Ce travail traite de certains aspects de la question de feedback dans les problèmes de contrôle optimal. Cette question concerne la dépendance de la commande optimale de l'état d'un système (en plus de se dépendance du temps). Après l'introduction du cadre général du travail, nous exposons la méthode dite des extrémales voisines qui consiste à calculer une trajectoire optimale nominale et à apporter la correction nécessaire à la commande lors de l'évolution réelle du système, cette correction étant proportionnelle à la différence constatée entre l'état réel et l'état nominal. Nous nous intéressons ensuite à l'approximation polynomiale de la commande optimale en tant que fonction de l'état et du temps. L'idée se base sur l'approximation successive par les solutions d'une suite d'équations aux dérivées partielles (EVP : équation de la variation de la performance). Des résultats d'existence et d'unicité de la solution de EVP et de la convergence du schéma d'approximation sont prouvées. Dans la dernière partie du travail, la propriété d'approximateurs universels des réseaux de neurones est rappelée et exploitée pour construire une approximation de la commande optimale. L'idée ici est de modéliser la commande par un réseau de neurones (qui est un modèle paramétrique non linéaire) et de chercher les meilleures valeurs pour les paramètres de ce dernier pour approcher le mieux possible une commande optimale. Ainsi transformé, le problème devient un problème de programmation mathématique que l'on résout par les méthodes classiques. Tout le long du travail, des exemples de problèmes significatifs sont traités pour montrer l'efficacité des démarches proposées et les résultats obtenus sont comparés avec ceux de la littérature. Une attention et un traitement particulier sont accordés à un problème de transfert orbital d'un satellite soumis par le Centre National d'Études Spatiales.

Nous avons considere le problème de la stabilisation orbitale d'une categorie de systèmes electromecaniques sous-actionnes avec un nombre de degres de liberte egal au nombre d'actionneurs moins un. Les conditions pour obtenir la convergence locale ont ete etablies grâce à un algorithme implicite. La methode de contrôle que nous avons proposee contraint le système à arriver sur une orbite perio-dique isolée en produisant un mouvement oscillatoire stable sur l'ensemble du pendule inversé et en faisant usage de l'interaction dynamique entre l'articulation passive et les articulations actives. Cependant, les cycles limite ne sont pas toujours valables du fait des contraintes imposées par la surface de la terre.

Il est bien connu dans la théorie de Maxwell que le rayonnement électromagnétique (EM) d'une onde porte à la fois du moment linéaire (énergie) et du moment angulaire. Ce dernier possède deux parties: le Moment Angulaire de Spin (ou SAM) qui est également connu sous le nom de la polarisation et le Moment Angulaire Orbital (ou OAM). Le SAM ne comprend que deux états (gauche et droite) et est utilisé en télécommunications pour doubler la capacité du canal. Par contre, le moment angulaire orbital (OAM) peut en théorie, avoir un nombre infini d'états appelés les modes OAM. Par conséquent, en radiofréquences, les premières applications de l'OAM ont été proposées dans le domaine des communications sans fil. Mais, tout d'abord, il est nécessaire de développer des antennes générant de telles ondes. L'objectif de cette thèse est de concevoir des antennes pour générer des ondes ayant un OAM. Le manuscrit se décompose en trois parties. Dans la première partie, un réseau d'antennes « patches » utilisant un déphaseur original est développé et testé. Ce réseau génère une onde ayant de l'OAM. Dans la deuxième partie, une cavité Fabry-Perot (FP) est utilisée pour apporter plus de directivité à ce réseau d'antennes. Enfin, la troisième partie consiste à générer des ondes guidées possédant du moment OAM. Ces ondes ont ensuite été utilisées pour exciter des antennes en cornet et rayonner des faisceaux directifs transportant du moment angulaire orbital<br>It is well known from Maxwell’s theory that electromagnetic (EM) radiation carries both linear momentum (energy) and angular momentum. The latter has two parts: Spin Angular Momentum (SAM) which corresponds to the polarization of an EM wave and Orbital Angular Momentum (OAM) which is associated with the spatial distribution of an EM wave. The SAM has only two states (left and right) and is used to double the channel capacity in telecommunications. On the other hand, the OAM can theoretically have an infinite number of states called the OAM modes. Therefore, the first applications of OAM have been proposed in wireless communications at radio frequencies. However, first of all, it is necessary to develop the antennas for generating such waves. The objective of this thesis is to design the antennas for the generation of radio waves bearing OAM. The manuscript contains three parts. In the first part, an antenna using 4 patches and an original phase shifter is developed and tested to generate an OAM wave. In the second part, a Fabry-Perot (FP) cavity is used to enhance the directivity of this antenna. The third part is to generate guided OAM waves. Some horn antennas are used to radiate these waves with good directivity

High-order Harmonic Generation (HHG) is an extreme nonlinear process that can be intuitively understood as the sequence of 3 steps: i) tunnel ionization of the target atom/molecule, creating an electronic wave packet (EWP) in the continuum, ii) acceleration of the EWP by the strong laser field and iii) recombination to the core with emission of an attosecond burst of XUV coherent light. HHG thus provides a tunable ultrashort tabletop source of XUV/Soft X-ray radiation on attosecond time scale for applications ('direct' scheme). At the same time, it encodes coherently in the XUV radiation the structure and dynamical charge rearrangement of the radiating atoms/molecules ('self-probing' scheme or High Harmonic Spectroscopy). This thesis is dedicated to both application schemes in attophysics based on advanced characterization and control of the attosecond emission. In the so-called 'self-probing' scheme, the last step of HHG, the electron-ion re-collision can be considered as a probe process and the emission may encode fruitful information on the recombining system, including molecular structure and dynamics. In the first part, we performed high harmonic spectroscopy of N₂O and CO₂ molecules that are (laser-)aligned with respect to the polarization of the driving laser. We implemented two methods based on optical and quantum interferometry respectively in order to characterize the amplitude and phase of the attosecond emission as a function of both photon energy and alignment angle. We discovered new effects in the high harmonic generation, which could not be explained by the structure of the highest occupied molecular orbital (HOMO). Instead, we found that during the interaction with the laser field, two electronic states are coherently excited in the molecular ion and form a hole wave packet moving on an attosecond timescale in the molecule after tunnel ionization. We focused on exploring this coherent electronic motion inside the molecule, and compared the measurements in N₂O and CO₂. The striking difference in the harmonic phase behavior led us to the development of a multi-channel model allowing the extraction of the relative weight and phase of the two channels involved in the emission. An unexpected pi/4 phase shift between the two channels is obtained. Moreover, we studied the attosecond profile of the pulses emitted by these two molecules, and we proposed a simple but flexible way for performing attosecond pulse shaping. In the second part, high harmonic spectroscopy was extended to other molecular systems, including some relatively complex molecules, e.g., SF₆ and small hydrocarbons (methane, ethane, ethylene, acetylene). It revealed many interesting results such as phase distortions not previously reported. For the 'direct' scheme, we photoionized rare gas atoms using well characterized attosecond pulses of XUV coherent radiation combined with an infrared (IR) laser "dressing" field with controlled time delay, stabilized down to about ± 60 as. We evidenced marked differences in the measured angular distributions of the photoelectrons, depending on the number of IR photons exchanged. Joined to a theoretical interpretation, these observations bring new insights into the dynamics of this class of multi-color photoionization processes that are a key step towards studying photoionization in the time domain, with attosecond time resolution.