Dissertations / Theses 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
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.

Nous présentons ici l'étude d'un problème de mécanique spatiale, le transfert en temps minimal vers une orbite géostationnaire. Plus précisément, nous nous intéressons à un cas particulier : le transfert mono-entrée. Reprenant les méthodes et les résultats des études précédentes, le transfert mono-entrée optimal est calculé et montre des performances excellentes compte tenu des contraintes supplémentaires introduites sur la direction de la poussée. Le contrôle optimal étant discontinu, nous introduisons deux approximations lisses. Nous considérons tout d'abord une approximation Riemanienne avec la moyennation du transfert en minimum d'énergie avec relaxation de la contrainte sur le contrôle : l'étude de la métrique Riemannienne associée montre que, dans des coordonnées adaptées, les trajectoires optimales sont des droites. Nous relions ensuite le transfert mono-entrée à des transferts bi-entrée contraints mais lisses et utilisons les conditions lisses du deuxième ordre sur ces approximations : cette procédure nous permet notamment de valider l'efficacité de la méthode de tir simple sur le transfert mono-entrée.

Etude structurale par spectrometrie raman de resonance des etats monocationique et triplet de quelques amines aromatiques, composes modeles de photochimie. Analyse des spectres de plusieurs especes structuralement proches. On montre que les etats ionises et triplet des benzenes substitues par des groupes mesomeres donneurs ont plusieurs points communs qui resultent d'interactions orbitalaires analogues entre le cycle benzenique et le substituant

Le contexte de ce travail est la mecanique spatiale. Plus precisement, on s'est interesse, dans le cadre d'une collaboration avec le Centre National d'Etudes Spatiales, au probleme du transfert orbital. Le modele etudie est celui du controle en temps minimal d'un satellite que l'on souhaite inserer sur une orbite geostationnaire. Les contributions de cette these sont de trois ordres. Geometrique, tout d'abord, puisqu'on etudie la controlabilite du systeme ainsi que la geometrie des transferts (structure de la commande) a l'aide d'outils de controle geometrique. Sont ensuite presentees des methodes de resolution spectrales et pseudo-spectrales utilisant les polynomes de Tchebycheff, puis des algorithmes bases sur un calcul adaptatif de discretisation par ondelettes. Ces approches permettent de traiter numeriquement le cas d'un satellite dont la poussee est forte a moyenne. Pour atteindre le domaine des poussees faibles, caracteristiques de la future propulsion electro-ionique, il faut finalement introduire de nouvelles techniques qui ont en commum d'etre parametriques (parametrisation par la poussee ou par le critere). L'analyse des proprietes de ces methodes se fait naturellement a l'aide de resultats de controle parametrique.

Un important faisceau d’éléments issus des neurosciences cliniques et fondamentales converge pour attribuer au cortex préfrontal médian (CPFM) et orbital (COF) un rôle central dans le pilotage de la plupart des fonctions cognitives liées à la cognition sociale et émotionnelle (Carrington & Bailey, 2008 ; Rolls & Grabenhorst, 2008 ; van Overalle, 2009) : théorie de l’esprit, empathie, reconnaissance émotionnelle, apprentissage associatif, renversement, etc. Le CPFM et le COF sont des régions systématiquement et précocement atteintes dans la dégénérescence frontotemporale (DFT) (Boccardi et al. , 2005 ; Perry et al. , 2006), maladie neurodégénérative caractérisée en grande partie par une apathie, une désinhibition, un émoussement affectif et une perte des convenances sociales (Piguet et al. , 2011). Cette atteinte semble en outre spécifique par rapport aux autres maladies neurodégénératives telles que la maladie d’Alzheimer (Tranfaglia et al. , 2009). Si la DFT n’est pas une maladie du complexe CPFM/OFC « pure », au sens où l’atrophie touche également les aires dorso-latérales frontales, insulaires et temporo polaires au cours de son évolution, nous pensons cependant qu’elle peut constituer un excellent modèle d’étude du CPFM/COF (Lu & Cummings, 2006) et qu’elle peut être un bon medium pour développer des outils cliniques d’évaluation de ces deux régions (Zald & Andreotti, 2010), ou bien pour démontrer l’implication de ces régions dans des paradigmes de neuropsychologie expérimentale. Dans le cadre de cette thèse, nous avons souhaité développer une batterie de tests neuropsychologiques destinée à évaluer les fonctions sous-tendues pour une large part par le CPFM et le COF. Pensant que la DFT constitue un excellent modèle d’étude des troubles du CPFM et du COF, le développement de cette batterie et la validation de l’hypothèse concernant ses bases anatomique s’est fait à travers l’étude de cette maladie, et comparativement aux diagnostics différentiels de la DFT
Clinical and neuroimaging studies have highlighted the importance of medial prefrontal (mPFC) and orbitofrontal (OFC) cortices in social cognition and emotional processing (Carrington & Bailey, 2008; Rolls & Grabenhorst, 2008; van Overalle, 2009). These data led many authors to suggest that mPFC and OFC provide many of the neural bases of theory of mind, empathy, emotional recognition, reversal-learning, etc. Also, mPFC and OFC are two brain areas that are early impaired in behavioural variant of frontotemporal dementia (bvFTD) (Boccardi et al. , 2005; Perry et al. , 2006), a neurodegenerative disease characterized by apathy, desinhibition, emotional blunting and loss of social conveniences (Piguet et al. , 2011). These dysfunctions seem to be specific to bvFTD regarding other neurodegenerative pattern as in Alzheimer Disease (Tranfaglia et al. , 2009). Thus, if bvFTD cannot be considered as a pure mPFC/COF disease, since the atrophy also progress in dorsolateral PFC, insular and polar temporal cortices, we argue that it can provide a good insight in mPFC/OFC functioning and that it can be a good model of mPFC/OFC impairment (Lu & Cummings, 2006). BvFTD can be a good medium to develop clinical tools assessing these two PFC areas (Zald & Andreotti, 2010) or to demonstrate their implication in experimental neuropsychology paradigms. Through this thesis, our aim was to conceive a cognitive battery in order to assess cognitive functions related to mPFC and OFC. The development of this battery and the investigation of its neural correlates were done through bvFTD and comparatively to its differential diagnoses, on the premise that this disease provides good insight to mPFC and OFC dysfunctions

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

Rendre autonome un satellite géostationnaire nécessite, par rapport à un satellite de concept classique, l'apport d'un certain nombre de modifications fonctions de l'utilisateur et de la nature de la mission. Les bénéfices attendus d'une telle opération sont une réduction de la charge de travail dans les centres de contrôle, l'amélioration des performances en vol, aussi bien que l'indépendance du satellite vis-à-vis du sol. Ce rapport présente les résultats d'une étude de faisabilité et de validation d'un système de navigation autonome et de restitution d'attitude trois axes en orbite géostationnaire. Dans la première partie, une synthèse des techniques de détection et d'identification d'anomalies, et de traitement des biais par la méthode de Friedland est présentée. Le système de navigation autonome, utilisant les mesures de senseurs terrestre, solaire et stellaire, est décrit dans la seconde partie. Enfin, l'utilisation du senseur stellaire afin de réaliser une restitution d'attitude trois axes, fait l'objet de la troisième partie

Aquesta tesi doctoral està emmarcada en el camp de l'astrodinàmica. Presenta solucions a problemes identificats en el disseny de missions que utilitzen òrbites entorn dels punts de libració, fent servir la teoria de sistemes dinàmics.
El problema restringit de tres cossos és un model per estudiar el moviment d'un cos de massa infinitessimal sota l'atracció gravitatòria de dos cossos molt massius. Els cinc punts d'equilibri d'aquest model, en especial L1 i L2, han estat motiu de nombrosos estudis per aplicacions pràctiques en les últimes dècades (SOHO, Genesis...).
Genèricament, qualsevol missió en òrbita al voltant del punt L2 del sistema Terra-Sol es veu afectat per ocultacions degudes a l'ombra de la Terra. Si l'òrbita és al voltant de L1, els eclipsis són deguts a la forta influència electromagnètica del Sol. D'entre els diferents tipus d'òrbites de libració, les òrbites de Lissajous resulten de la combinació de dues oscil.lacions perpendiculars. El seu principal avantatge és que les amplituds de les oscil.lacions poden ser escollides independentment i això les fa adapatables als requeriments de cada missió. La necessitat d'estratègies per evitar eclipsis en òrbites de Lissajous entorn dels punts L1 i L2 motivaren la primera part de la tesi. En aquesta part es presenta una eina per la planificació de maniobres en òrbites de Lissajous que no només serveix per solucionar el problema d'evitar els eclipsis, sinó també per trobar trajectòries de transferència entre òrbites d'amplituds diferents i planificar rendez-vous.
Per altra banda, existeixen canals de baix cost que uneixen els punts L1 i L2 d'un sistema donat i representen una manera natural de transferir d'una regió de libració a l'altra. Gràcies al seu caràcter hiperbòlic, una òrbita de libració té uns objectes invariants associats: les varietats estable i inestable. Si tenim present que la varietat estable està formada per trajectòries que tendeixen cap a l'òrbita a la qual estan associades quan el temps avança, i que la varietat inestable fa el mateix però enrera en el temps, una intersecció entre una varietat estable i una d'inestable proporciona un camí asimptòtic entre les òrbites corresponents. Un mètode per trobar connexions d'aquest tipus entre òrbites planes entorn de L1 i L2 es presenta a la segona part de la tesi, i s'hi inclouen els resultats d'aplicar aquest mètode als casos dels problemes restringits Sol Terra i Terra-Lluna.
La idea d'intersecar varietats hiperbòliques es pot aplicar també en la cerca de camins de baix cost entre les regions de libració del sistema Sol-Terra i Terra-Lluna. Si existissin camins naturals de les òrbites de libració solars cap a les lunars, s'obtindria una manera barata d'anar a la Lluna fent servir varietats invariants, cosa que no es pot fer de manera directa. I a l'inversa, un camí de les regions de libració lunars cap a les solars permetria, per exemple, que una estació fos col.locada en òrbita entorn del punt L2 lunar i servís com a base per donar servei a les missions que operen en òrbites de libració del sistema Sol-Terra. A la tercera part de la tesi es presenten mètodes per trobar trajectòries de baix cost que uneixen la regió L2 del sistema Terra-Lluna amb la regió L2 del sistema Sol-Terra, primer per òrbites planes i més endavant per òrbites de Lissajous, fent servir dos problemes de tres cossos acoblats. Un cop trobades les trajectòries en aquest model simplificat, convé refinar-les per fer-les més realistes. Una metodologia per obtenir trajectòries en efemèrides reals JPL a partir de les trobades entre òrbites de Lissajous en el model acoblat es presenta a la part final de la tesi. Aquestes trajectòries necessiten una maniobra en el punt d'acoblament, que és reduïda en el procés de refinat, arribant a obtenir trajectòries de cost zero quan això és possible.
This PhD. thesis lies within the field of astrodynamics. It provides solutions to problems which have been identified in mission design near libration points, by using dynamical systems theory.
The restricted three body problem is a well known model to study the motion of an infinitesimal mass under the gravitational attraction of two massive bodies. Its five equilibrium points, specially L1 and L2, have been the object of several studies aimed at practical applications in the last decades (SOHO, Genesis...).
In general, any mission in orbit around L2 of the Sun-Earth system is affected by occultations due to the shadow of the Earth. When the orbit is around L1, the eclipses are caused by the strong electromagnetic influence of the Sun. Among all different types of libration orbits, Lissajous type ones are the combination of two perpendicular oscillations. Its main advantage is that the amplitudes of the oscillations can be chosen independently and this fact makes Lissajous orbits more adaptable to the requirements of each particular mission than other kinds of libration motions. The need for eclipse avoidance strategies in Lissajous orbits around L1 and L2 motivated the first part of the thesis. It is in this part where a tool for planning maneuvers in Lissajous orbits is presented, which not only solves the eclipse avoidance problem, but can also be used for transferring between orbits having different amplitudes and for planning rendez-vous strategies.
On the other hand, there exist low cost channels joining the L1 and L2 points of a given sistem, which represent a natural way of transferring from one libration region to the other one. Furthermore, there exist hyperbolic invariant objects, called stable and unstable manifolds, which are associated with libration orbits due to their hyperbolic character. If we bear in mind that the stable manifold of a libration orbit consists of trajectories which tend to the orbit as time goes by, and that the unstable manifold does so but backwards in time, any intersection between a stable and an unstable manifold will provide an asymptotic path between the corresponding libration orbits. A methodology for finding such asymptotic connecting paths between planar orbits around L1 and L2 is presented in the second part of the dissertation, including results for the particular cases of the Sun-Earth and Earth-Moon problems.
Moreover, the idea of intersecting hyperbolic manifolds can be applied in the search for low cost paths joining the libration regions of different problems, such as the Sun-Earth and the Earth-Moon ones. If natural paths from the solar libration regions to the lunar ones was found, it would provide a cheap way of transferring to the Moon from the vicinity of the Earth, which is not possible in a direct way using invariant manifolds. And the other way round, paths from the lunar libration regions to the solar ones would allow for the placement of a station in orbit around the lunar L2, providing services to solar libration missions, for instance. In the third part of the thesis, a methodology for finding low cost trajectories joining the lunar L2 region and the solar L2 region is presented. This methodology was developed in a first step for planar orbits and in a further step for Lissajous type orbits, using in both cases two coupled restricted three body problems to model the Sun-Earth-Moon spacecraft four body problem. Once trajectories have been found in this simplified model, it is convenient to refine them to more realistic models. A methodology for obtaining JPL real ephemeris trajectories from the initial ones found in the coupled models is presented in the last part of the dissertation. These trajectories need a maneuver at the coupling point, which can be reduced in the refinement process until low cost connecting trajectories in real ephemeris are obtained (even zero cost, when possible).

Une des questions fondamentales qui emergent de l'etude des noyaux loin de la stabilite concerne la persistance du caractere magique de certaines configurations de protons et de neutrons. A la suite de mesures realisees autour du nombre magique n = 28 pour des noyaux riches en neutrons, il apparait que cette fermeture de couche semble particulierement affaiblie. Dans ce contexte, une experience de mesures de masses par temps de vol de noyaux autour de n = 28 (z <20) aupres du spectrometre speg au ganil a apporte des elements decisifs pour la comprehension de ce phenomene. A l'issue de cette experience, une trentaine de masses a pu etre obtenue dans la zone d'interet dont 8 masses jamais mesurees auparavant. L'analyse des masses montre clairement l'existence d'une pseudo-fermeture de couche a n = 26. La comparaison de ces resultats avec des calculs de champ moyen relativiste et de modele en couches permet d'attribuer la disparition de la fermeture de couche n = 28 a la deformation et aux fortes coexistences de formes predites dans cette region. La mise en evidence d'un etat isomerique dans le 43s et son interpretation par un calcul de modele en couches confirment l'analyse issue des masses et constitue la premiere preuve experimentale d'une coexistence de formes autour de n = 28. Parallelement, une estimation de l'evolution du couplage spin-orbite loin de la stabilite, partiellement responsable de la sequence des nombres magiques, a montre que, bien que non negligeable, elle ne suffisait pas a expliquer la disparition de la fermeture de couche. A travers cette etude, il est apparu extremement difficile de decoupler les contributions de la deformation et du couplage spin-orbite dans des experiences de spectroscopie. Une etude de prospective a donc ete entreprise sur l'utilisation d'une cible de protons et de deutons polarises afin de mesurer directement l'evolution du potentiel spin-orbite en fonction de l'isospin a partir de reactions de diffusion elastique.

Nature and its variety of motion forms have inspired new robot designs with inherentunderactuated dynamics. The fundamental characteristic of these controlled mechanicalsystems, called underactuated, is to have the number of actuators less than the number ofdegrees of freedom. The absence of full actuation brings challenges to planning feasibletrajectories and designing controllers. This is in contrast to classical fully-actuated robots.A particular problem that arises upon study of such systems is that of generating periodicmotions, which can be seen in various natural actions such as walking, running,hopping, dribbling a ball, etc. It is assumed that dynamics can be modeled by a classicalset of second-order nonlinear differential equations with impulse effects describing possibleinstantaneous impacts, such as the collision of the foot with the ground at heel strikein a walking gait. Hence, we arrive at creating periodic solutions in underactuated Euler-Lagrange systems with or without impulse effects. However, in the qualitative theory ofnonlinear dynamical systems, the problem of verifying existence of periodic trajectoriesis a rather nontrivial subject.The aim of this work is to propose systematic procedures to plan such motions and ananalytical technique to design orbitally stabilizing feedback controllers. We analyze andexemplify both cases, when the robotmodel is described just by continuous dynamics, andwhen continuous dynamics is interrupted from time to time by state-dependent updates.For trajectory planning, systems with one or two passive links are considered, forwhich conditions are derived to achieve periodicmotions by encoding synchronizedmovementsof all the degrees of freedom. For controller design we use an explicit form tolinearize dynamics transverse to the motion. This computation is valid for an arbitrarydegree of under-actuation. The linear system obtained, called transverse linearization, isused to analyze local properties in a vicinity of the motion, and also to design feedbackcontrollers. The theoretical background of these methods is presented, and developedin detail for some particular examples. They include the generation of oscillations forinverted pendulums, the analysis of human movements by captured motion data, and asystematic gait synthesis approach for a three-link biped walker with one actuator.

Les carbures et oxydes des métaux de transition sont d'une importance capitale dans le domaine industriel voir catalytique. Le carbure de tungstène WC a été identifié comme un bon substituant des métaux nobles tel que le platine dans le domaine catalytique. Le but de ce travail de thèse est d'appliquer des méthodes de chimie quantique les plus poussées pour déterminer la structure électronique, la stabilité et la nature de liaison chimique des diatomiques WC et WC2+. Notre recherche préliminaire est motivée par les données spectroscopiques disponibles sur W, W+, W2+, WC et WC2+. La méthodologie adoptée, CASSCF/MRCI/MRCI+Q/aug-cc-pV5Z(-PP) implémentée dans le code MOLPRO, consiste à réaliser des calculs quantique tenant en compte des effets de corrélation et relativistes avec un traitement spécifique du couplage spin−orbite pour la recherche des courbes d'énergie potentielle de l'état fondamental et des états excités de plus basses énergies de WCn+ (n=0-2) tout en utilisant une base suffisamment étendue. Les résultats de ce travail sont en bon accord avec ceux disponibles dans la littérature. En outre, dans ce travail nous avons confirmé pour la première fois que le carbure diatomique dicationique WC2+ est thermodynamiquement stable
Metal carbides and oxides are more interesting in catalytic and industrial domains. Tungsten carbide WC has been detected as serious substituent of platinum Pt catalytic. The ultimate goal of this thesis is theoretical studies of electronic structure, stability and the bound nature on WC, WO and its cations. Our preliminary research were motiving by the available spectroscopic data on W, W+, W2+, WC et WC2+. We used the methodology (CASSCF/MRCI/MRCI+Q/aug-cc-pV5Z(-PP)) implemented on MOLPRO package to perform quantum calculations with high accuracy taking into account the correlation and relativistic effects with a specific treatment of spin orbit coupling for some low lying excited electronic states of WCn+, (n=0, 1 et 2). Our results are shown in good agreement with those available in the literature. Furthermore, in this work for the first time we demonstrated that a carbide dication (WC2+) is thermodynamically stable

This thesis analyses the effect spin-orbit coupling has on the dispersion of Langmuir waves in magnetized plasmas, using recently developed kinetic theories of plasmas including quantummechanical and relativistic effects. Two new wave modes appearclose to the resonance  = ( g/2 − 1) , where  is the cyclotron frequency and g is the electron gyromagnetic ratio. Forconsidered long wave lengths the deviation from this resonanceis very small. The wave modes are also very weakly damped.

La transformada de Abel es una técnica de inversión usada frecuentemente en radio ocultaciones (RO) que, en el contexto ionosférico, permite deducir densidades electrónicas a partir de datos de STEC (Slant Total Electron Content) derivados a partir de observaciones de la fase portadora. Esta técnica está basada en medidas precisas en doble frecuencia de fase portadora ( banda L) de un receptor GPS a bordo de un satélite de órbita baja (Low Earth Orbit -LEO-) rastreando un satélite GPS detrás del limbo de la tierra. Al combinar tales medidas con la información de posiciones y velocidades de los satélites GPS y LEO, es posible deducir el cambio en el camino de la señal debido a la presencia de la atmósfera y, consecuentemene, convertirlo en ángulos de curvatura (bending angles). A partir de ellos, información sobre el índice de refracción vertical puede ser obtenida a través de técnicas de inversión, y transformarlo en perfiles verticales de densidad electrónica y/o perfiles de atmósfera neutra. Una de las hipótesis básicas de la inversión clásica es suponer que el campo de densidades electrónicas tiene simetría esférica en la vecindad de una ocultación. Sin embargo, a la práctica, la huella de una ocultación generalmente cubre regiones de miles de km que puede presentar variabilidad ionosférica importante; por lo cuál, la hipótesis de simetría esférica no puede ser garantizada. De hecho, las inhomogeneidades de la densidad electrónica en la dirección veritcal para una ocultación dada son una de las principales causas de error cuando se usa la inversión de Abel inversion. Para corregir el error debido a la hipótesis de simetría esférica, se introduce el concepto de separabilidad. Ello implica que la densidad electrónica puede ser expresada como una combinación de datos de Vertical Total Electron Content (VTEC) derivados externamente, los cuales asumen la dependencia horizontal de la densidad, y una función de forma, que a su vez asume la dependencia en altura que es común a todas las observaciones para una ocultación dada. Nótese que el espesor de capa permanece constante cerca de la región de la ocultación debido a la hipótesis de separabilidad en vez de la densidad, como ocurriría en el caso de usar simetría esférica. Esta técnica fue aplicada exitosamente a la combinación lineal de fases de GPS L1 y L2, , LI= L1-2, la cuál proporcionar un observable libre de geometría que depende sólo del retraso ionosférico, la ambigüedad de fase, biases instrumentales y wind-up. Los resultados presentaban una mejora del 40% en RMS al comparar frecuencias del pico de la capa F2 con datos de ionosonda respecto la inversión clásica de Abel. Sin embargo, la potencial influencia de la diferencia de caminos ópticos entre L1 y L2 fue despreciada. Esta tesis doctoral muestra que ello no es un problema para la inversión a alturas ionosféricas. Una alternativa para la inversión de perfiles que evita esta desventaja es usar la curvatura de la señal como dato principal. La implementación de la separabilidad para ángulos de curvatura no es inmediata y ha sido uno de los objetivos de esta tesis. En este sentido, el principio de la separabilidad ha sido aplicado a los ángulos de curvatura de L1 en vez de la la combinación LI como en trabajos anteriores. Además, trabajando con ángulos de curvatura, la separabilidad puede ser también trasladada a la obtención de perfiles troposféricos. Varias aproximaciones para obtener la contribución de las partes altas de la ionosfera han sido también estudiadas, aparte del hecho de simplemente prescindir de esta contribución. Se ha usado un modelo climatológico, una extrapolación exponencial y el hecho de considerar las implicaciones de usar separabilidad. También se ha propuesto una manera para obtener funciones de mapeo (mapping functions) deducidas a partir de perfiles RO. Sin embargo, trabajando sólo con datos derivados únicamente de RO, se está sistematicamente despreciando la contribución de la protonosfera al TEC. Con la propuesta inicial de función de mapeo sólo la contribución ionosférica es tenida en cuenta. La solución ideal para aplicaciones de datos de tierra GNSS sería usar un modelo de dos capas, una para modelar la ionosfera y otra para la protonosfera, o alternativamente, si se quisiera alta resolución tomográfica, combinar observaciones RO y con elevación positiva de LEOs con datos de tierra. Se ha probado que modelando con dos capas, los resultados que se habían obtenido con el análisis de datos RO han podido ser validados. La conclusión más importante es que la proporción entre la contribución ionosférica y protonosférica es el parámetro que explica la localización de las alturas efectivas.
La transformada d’Abel és una tècnica emprada freqüentment en radio ocultacions (RO) que, en el context ionosfèric, permet deduir densitats electròniques a partir de dades de STEC (Slant Total Electron Content) derivats a partir d’observacions de la fase portadora. Aquesta tècnica està basada en mesures precises en doble freqüència de fase portadora (banda L) d’un receptor GPS a bord d’un satèl·lit d’òrbita baixa (Low Earth Orbit-LEO-) rastrejant un satèl·lit GPS darrere del limb de la terra. En combinar les dites mesures amb la informació de posicions i velocitats dels satèl·lits GPS i LEO, és possible deduir el canvi en el camí del senyal degut a la presència de l’atmosfera i, conseqüentment, convertir-lo en angles de curvatura (bending angles). A partir d’ells, informació sobre l’índex de refracció vertical pot ser obtinguda mitjançant tècniques d’inversió i transformar-lo en perfils verticals de densitat electrònica i/o perfils d’atmosfera neutra. Una de les hipòtesis bàsiques de la inversió clàssica és suposar que el camp de densitats electròniques té simetria esfèrica en el veïnatge d’una ocultació. Tanmateix, a la pràctica, la petjada d’una ocultació generalment cobreix regions de milers de quilòmetres que pot presentar variabilitat ionosfèrica important; per la qual cosa, la hipòtesi de simetria esfèrica no pot ser garantida. De fet, les inhomogeneitats de la densitat electrònica en la direcció vertical per a una ocultació donada són una de les principals causes d’error quan es fa servir la inversió d’Abel. Per a corregir l’error a causa de la hipòtesi de simetria esfèrica, s’introdueix el concepte de separabilitat. Això implica que la densitat electrònica pot ser expressada com una combinació de dades de Vertical Total Electron Content (VTEC) derivats externament, els quals assumeixen la dependència horitzontal de la densitat, i una funció de forma, la qual alhora assumeix la dependència en altura que és comuna a totes les observacions per a una ocultació donada. Cal notar que l’espessor de capa roman constant a prop de la regió de l’ocultació a causa de la hipòtesi de separabilitat en comptes de la densitat, tal i com succeiria en el cas de fer servir simetria esfèrica. Aquesta tècnica fou aplicada amb èxit a la combinació lineal de fases de GPS L1 i L2, LI=L1-2, la qual proporciona un observable lliure de geometria que depèn només del retard ionosfèric, l’ambigüitat de fase, biases instrumentals i wind-up. Els resultats presenten una millora del 40% en RMS en comparar freqüències del pic de la capa F2 amb dades de ionosonda respecte la inversió clàssica d’Abel. No obstant, la potencial influència de la diferència de camins òptics entre L1 i L2 fou menyspreada. Aquesta tesi doctoral mostra que això no és pas un problema per a la inversió a altures ionosfèriques. Una alternativa per a la inversió de perfils que evita aquesta desavantatge és emprar la curvatura del senyal com a dada principal. La implementació de la separabilitat per a angles de curvatura no és immediata i ha estat un dels objectius d’aquesta tesi. En aquest sentit, el principi de la separabilitat ha esta aplicat als angles de curvatura de L1 en comptes de la combinació LI com en treballs anterior. A més, treballant amb angles de curvatura, la separabilitat pot ser també traslladada a l’obtenció de perfils troposfèrics. Varies aproximacions per a obtenir la contribució de les parts altes de la ionosfera han estat també estudiades, apart del fet de prescindir simplement d’aquesta contribució. S’ha fet servir un model climatològic, una extrapolació exponencial i el fet de considera les implicacions d’usar separabilitat. També s’ha proposat una manera pera obtenir funcions de mapeo (mapping functions) deduïdes a partir de perfils RO. Tanmateix, treballant només amb dades derivades únicament de RO, s’està menyspreant sistemàticament la contribució de la protonosfera al TEC. Amb la proposta inicial de funció de mapeo només tenim en compte la contribució ionosfèrica. La solució ideal per a aplicacions de dades de terra GNSS seria fer servir un model de dues capes, una per a modelar la ionosfera i una altra per la protonosfera, o alternativament, si es volgués alta resolució tomogràfica, combinar observacions RO i amb elevació positiva de LEOs amb dades de terra. S’ha provat que modelant amb dues capes, els resultats obtinguts amb l’anàlisi de dades RO han pogut estar validats. La conclusió més important és que la proporció entre la contribució ionosfèrica i protonosfèrica és el paràmetre que explica la localització de les altures efectives.
The Abel transform is a frequently used radio occultation (RO) inversion technique which, in the ionospheric context, allows retrieving electron densities as a function of height from STEC (Slant Total Electron Content) measurements derived from carrier phase observations. The GPS RO technique is based on precise carrier dual-frequency phase measurements (L-band) of a GPS receiver onboard a Low Earth Orbit satellite (LEO) tracking a rising or setting GPS satellite behind the limb of the earth. When combining such measurements with the information from the positions and velocities of GPS and LEO satellites, it is possible to derive the phase path change due to the atmosphere during an occultation event which subsequently can be converted into bending angles. From these, information about the vertical refraction index can be obtained by means of inversion techniques, which can then be converted into ionospheric vertical electron density profiles and/or neutral atmospheric profiles. One of the basic assumptions in the classical approach is to assume the spherical symmetry of the electron density field in the vicinity of an occultation. However, in practice, the footprint of an occultation generally covers wide regions of thousands of kilometres in length that may show significant ionospheric variability; therefore this hypothesis cannot be guaranteed. Indeed, inhomogeneous electron density in the horizontal direction for a given occultation is believed to be one of the main sources of error when using the Abel inversion. In order to correct the error due to the spherical symmetry assumption, the separability concept is introduced and applied. This implies that the electron density can be expressed by a combination of externally derived Vertical Total Electron Content (VTEC) data, which assumes the horizontal dependency, and a shape function, which in turn assumes the height dependency that is common to all the observations for a given occultation. Note that the slab thickness remains constant near the occultation due to the separability hypothesis instead of the density as is the case of the spherical symmetry. This technique was successfully applied to the linear combination of the GPS carrier phases L1 and L2, , LI= L1-2 which is a geometric free observable that depends only on the ionospheric delay, phase ambiguity, instrumental bias and wind-up. The result was an improvement of about 40% in RMS when comparing frequencies of the F2 layer peak with ionosonde data and the classical Abel inversion. The main advantage of such developed technique is its simple computation. Nevertheless, the potential influence of the different signal paths between L1 and L2 was neglected. Regarding this aspect, this Ph.D. dissertation shows that is not a problem for inversion at ionospheric heights. An alternative to inverting the profile, which overcomes this disadvantage, is to use the bending angle of the signal as the main input data. The implementation of separability when using the bending angle is not immediate and was, actually, one of the goals of this thesis. In this sense, the separability approach has been applied to measured L1 bending angle, instead of LI combination as reported in previous work. Additionally, this approach could also be translated to tropospheric profile retrievals. Several approaches to account for the upper ionospheric contribution have been also tackled, apart from the fact of neglecting such contribution: a climatological model, an exponential extrapolation and condisering the nature of the separability concept. it has been proposed a way to obtain mapping functions derived from RO profiles. Such mapping functions can be easily derived from usual ionospheric parameters. For the contribution of this part of the ionosphere, it has been shown that it is capable to account for the total electron content (TEC). However, by working solely with RO derived data, we are systematically neglecting the contribution of the protonosphere to the total electron content. With the initial proposed mapping function based on the analysis of effective heights derived from RO, only the ionospheric contribution is accounted for. The ideal solution for ground-based GNSS data applications would be to use a two-layer model, one to model the ionosphere and another one for the protonosphere, or alternatively, if we are looking for high tomographic resolution, to combine RO and topside LEO observations with ground data. It has been shown that by modelling in such way, the results that were obtained with RO data analysis can be validated. The most important conclusion is that the ratio between ionospheric and protonospheric contribution is the driver for the location of the effective heights.

Au travers d'une sélection d'articles, ce document propose de suivre le parcours de l'auteur dans le vaste et riche domaine du chaos ondulatoire. L'accent est en particulier mis sur les activités expérimentales dont il a été l'initiateur, et qu'il anime actuellement. Le lecteur parcourra ainsi plusieurs ordres de grandeur de longueurs d'onde : de quelques centaines de nanomètres à la dizaine de centimètres, et croisera des objets aussi simple, en apparence, qu'une boîte en cuivre, ou de plus haute technologie, comme une fibre optique amplificatrice à double cœur ! Il verra des comportements universels à l'œuvre, mais aussi des attitudes violemment atypiques, comme font montre les \emph{scars} et les \emph{modes localisés}. Et, si l'objectif du document est atteint, il sortira de sa lecture convaincu que les travaux menés par l'auteur concourent efficacement à un seul et même objectif : comprendre les mécanismes de propagation des ondes dans les milieux complexes.

Th.--Sci.--Clermont-Ferrand 2, 1985. N°: 355.
Extr. en partie de International journal of quantum chemistry. 15, 1979, 15-35 ; 18, 1980, 1057-1069 ; de Lecture notes in physics. 95, 1979, 199-203 ; de Molecular crystals and liquid crystals. 77, 1981, 333-340.

Ce travail est consacré à l'étude de systèmes mécaniques, classiques ou quantiques, admettant le groupe su(1,1) comme groupe d'invariance. Les principaux thèmes abordés ont été les suivants: * la notion de contraction des représentations a été revisitée en utilisant les calculs symboliques. ** la correction metaplectique dans la quantification des systèmes de masse non nulle sur l'espace-temps anti-de Sitter en dimension 1+1 a permis de construire un modèle pour l'oscillateur harmonique relativiste. Outre une construction rigoureuse et explicite ce modèle présente l'avantage d'une très riche structure analytique fournissant en particulier un calcul symbolique efficace pour traiter la théorie des perturbations. *** il est montré que l'interprétation physique des orbites nilpotentes de so(1,2) conduit à mettre en exergue la notion d'invariance par dilatations. Cette invariance convenablement exploitée, fournit une quantification de cette orbite par une méthode proche de la méthode des orbites et cette quantification est bien celle imposée par l'interprétation physique (quantification sur espace-temps courbe). Ceci conduit au résultat inattendu que la représentation qui doit être associée aux orbites nilpotentes de so(1,2) est une extension indécomposable du premier terme (et non la limite) de la série discrète des représentations. De plus l'étude de la contraction de so(1,2) vers le groupe de Poincaré et de la quantification du groupe conforme confirme ce résultat

Dans les Antilles françaises, une proportion anormalement élevée de parkinsonismes atypiques sporadiques - des tauopathies - est observée. Un lien avec la consommation de plantes de la famille des Annonaceae, en particulier Annona muricata L. (corossol) a été démontré. Les acétogénines d'Annonaceae, des inhibiteurs puissants du complexe I de la chaine respiratoire mitochondriale, sont considérées comme des toxines candidates. L'annonacine, une acétogénine représentative, majoritaire dans A. muricata, est neurotoxique in vitro et in vivo. L'Agence Française de Sécurité Sanitaire des Aliments a exprimé ses doutes quant à ce problème de santé publique. Elle insiste sur l'importance d'évaluer l'exposition des consommateurs d'Annonaceae aux acétogénines, et de déterminer les paramètres pharmacocinétiques de ces molécules. Au cours de cette thèse, nous avons cherché à répondre à ces interrogations, avec l'annonacine pour modèle. Après l'analyse structurale d'acétogénines étalons, une méthode de déréplication puissante et innovante a été mise au point par CLHP-ESI-LTQ-Orbitrap® avec infusion post-colonne de lithium. Les profils complets des acétogénines d'extraits bruts issus d'un nectar d'A. muricata et d'un alcool d'Annona cherimolia Mill. (annone, chérimole) ont été élucidés, mettant en évidence une composition plus complexe et plus variée que celle envisagée dans la littérature. A. cherimolia n'avait pas été identifiée comme une source d'exposition jusqu'à maintenant. Des données quantitatives ont été obtenues par CLHP-DAD-MS, à partir d'une quinzaine d'échantillons de produits commerciaux, confirmant une exposition humaine importante à ces molécules par voie alimentaire, via des produits d'origines géographiques, de statuts et de modes d'obtention variés. Des travaux préliminaires d'étude du passage de l'annonacine à travers des membranes biologiques ont été amorcés (modèles de barrières intestinale - Caco-2 - et hémato-encéphalique - hCMEC/D3). Une étude de métabolisation de phase I de l'annonacine sur microsomes de foie de Rat a permis d'identifier 25 métabolites mono-hydroxylés par CLHP-ESI-LTQ-Orbitrap®. Seuls trois d'entre eux sont observés avec des microsomes humains. Ces métabolites ont été obtenus par hémisynthèse (bioconversion, catalyse par porphyrines) et leur structure a été déterminée. Les résultats montrent que cette étape de métabolisation n'est pas cruciale dans le devenir de l'annonacine, et ne peut expliquer de susceptibilité différentielle aux acétogénines. Après la présentation de rappels concernant les Annonaceae, les parkinsonismes et leurs formes atypiques guadeloupéennes et tropicales, puis d'aspects méthodologiques en spectrométrie de masse, nos travaux de phytochimie analytique, d'analyse métabolique, d'hémisynthèse et de détermination structurale sont présentés, et discutés en regard d'un problème de santé publique potentiellement large et préoccupant.

Cette thèse porte sur le développement d'une loi de guidage autonome par platitude pour les véhicules de rentrée atmosphérique. La problématique associée au développement d'une loi de guidage autonome porte sur l'organisation globale, l'intégration et la gestion de l'information pertinente jusqu'à la maîtrise du système spatial durant la phase de rentrée. La loi de guidage autonome proposée dans ce mémoire s'appuie sur le concept de platitude, afin d'effectuer un traitement des informations à bord, dans le but double d'attribuer un niveau de responsabilité et d'autonomie au véhicule, déchargeant ainsi le segment sol de tâches opérationnelles "bas niveau", pour lui permettre de mieux assumer son rôle de coordination globale. La première partie de ce mémoire traite de la caractérisation formelle de sorties plates pour les systèmes non linéaires régis par des équations différentielles ordinaires, ainsi que pour les systèmes linéaires à retards. Des algorithmes constructifs sont proposés afin de calculer des sorties plates candidates sous un environnement de calcul formel standard. Dans la seconde partie, une méthodologie complète et générique de replanification de trajectoires de rentrée atmosphérique est proposée, afin de doter la loi de guidage d'un certain niveau de tolérance à des pannes actionneur simple/multiples pouvant survenir lors des phases critiques d'une mission de rentrée atmosphérique. En outre, une méthodologie d'annexation superellipsoidale est proposée afin de convexifier le problème de commande optimale décrit dans l'espace des sorties plates. La loi de guidage proposée est ensuite appliquée étape par étape à une mission de rentrée atmosphérique pour la navette spatiale américaine STS-1
This thesis deals with the design of an autonomous guidance law based on flatness approach for atmospheric reentry vehicles. The problematic involved by the design of an autonomous guidance law relates to the global organization, the integration and the management of relevant data up to the mastering of the spacecraft during the re-entry mission. The autonomous guidance law proposed in this dissertation is based on flatness concept, in order to perform onboard processing so as to locally assign autonomy and responsibility to the vehicle, thus exempting the ground segment from "low level" operational tasks, so that it can ensure more efficiently its mission of global coordination. The first part of the manuscript deals with the formal characterization of flat outputs for nonlinear systems governed by ordinary differential equations, as well as for linear time-delay systems. Constructive algorithms are proposed in order to compute candidate flat outputs within a standard formal computing environment. In the second part of the manuscript, a global and generic reentry trajectory replanning methodology is proposed in order to provide a fault-tolerance capability to the guidance law, when facing single/multiple control surface failures that could occur during the critical phases of an atmospheric reentry mission. In addition, a superellipsoidal annexion method is proposed so as to convexify the optimal control problem described in the flat outputs space. The proposed guidance law is then applied step by step to an atmospheric reentry mission for the US Space Shuttle orbiter STS-1

La qualité actuelle des techniques de Géodésie Spatiale permet d'estimer des séries temporelles de produits géodésiques tels que les paramètres de rotation et les positions de stations terrestres. Ces nouveaux produits doivent être utilisés dans la matérialisation des Systèmes de Référence Terrestres, en constantes évolution et amélioration. Ils doivent aussi mettre en évidence les phénomènes, globaux ou locaux, régissant la rotation terrestre et les mouvements de la croûte. C'est dans ce contexte riche d'enjeux divers que s'inscrivent ces travaux. Leur but premier a été l'élaboration et l'application d'une méthode d'estimation de séries temporelles de positions de stations et de paramètres de rotation de la Terre par l'analyse de données de télémétrie laser sur satellites. Cette technique est en effet une des clefs de voûte du Repère de Référence Terrestre International (ITRF). En guise de validation de cette méthode, douze ans de données (1993-2004) sur les deux satellites LAGEOS ont été traités et analysés. Si les techniques géodésiques présentent certes des forces individuellement, c'est dans leur combinaison qu'elles montrent réellement toutes leurs potentialités. À ce titre, le Groupe de Recherche en Géodésie Spatiale (GRGS) a mené une expérience de combinaison de cinq techniques géodésiques (SLR/LLR/GPS/DORIS/VLBI) au niveau des observations sur l'année 2002. J'ai activement participé à cette expérience dont le but principal était de démontrer la force d'une telle approche pour la détermination de séries temporelles de coordonnées du pôle et du Temps Universel.

I. Etude a haute resolution des spectres de fluorescence de **(128)te::(2), **(130)te::(2) et na::(2) et deduction de valeurs tres precises des constantes moleculaires; description des courbes de potentiels jusqu'a des niveaux vibrationnels eleves; mise en evidence d'une nouvelle transition laser en ir pour **(130)te::(2). Ii etude des perturbations de 11 niveaux vibrationnels de l'etat a**(1)sigma ::(u)**(+) par l'etat b**(3)pi ::(u) de na::(2); deduction des constantes moleculaires de ces etats et du parametre d'interaction spin-orbite

Ce travail de thèse porte sur la modélisation des ionosphères planétaires comme celle de la Terre et de Titan à travers les processus de transport cinétique des électrons et des protons. La modélisation des ions doublement chargés N2++, O2++ et O++ créés par photoionisation a constitué la première étape de ce travail. Les résultats de la simulation sont comparés avec succès aux seules données disponibles sur Terre pour O++. De cette validation expérimentale, nous prédisons ainsi la présence d'ions moléculaires doublement chargés dans l'ionosphère de la Terre et de Titan. Dans un deuxième temps, nous détaillons la genèse du modèle d'ionosphère TRANS4, à travers le couplage et l'optimisation de différents codes de transport cinétique et fluide capables de modéliser simultanément les précipitations d'électrons et de protons. Ce modèle constitue un outil unique et cohérent de diagnostic de l'impact combiné des protons et des électrons sur l'ionosphère en permettant notamment le calcul des profils de raies Balmer de l'hydrogène. La comparaison aux données a permis ensuite une approche quantitative du comportement de l'ionosphère soumis à un événement actif proton-électrons, sous le triple angle des données radar, satellite et optique. Les perspectives sont nombreuses et le portage du code dans d'autres ionosphères telles Titan, Mars ou Vénus est une voie de recherche privilégiée, qui coïncide avec les mesures en direct des sondes Cassini, Mars Express et Vénus Express. Une collaboration étroite avec le Laboratoire de Chimie Physique (LCP, Orsay) ainsi qu'avec les universités d'Oslo et de Svalbard (UNIS) a été menée tout au long de ce travail.

Dissertação de Mestrado em Evolução e Biologia Humanas, apresentada ao Departamento de Ciências da Vida da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra.
A presente dissertação pretende contribuir para a interpretação dos indicadores de stresse fisiológico em 30 esqueletos medievais exumados de uma necrópole Islâmica localizada no subsolo do Largo Cândido dos Reis (Santarém). Para isso foi analisada distribuição demográfica dos indicadores de stresse, as relações que se estabelecem entre estes a nível individual, e suas associações a infeções parasitárias. Os esqueletos foram selecionados tendo em conta a sua preservação e o sedimento adjacente às áreas de interesse. Analisou-se macroscopicamente os crânios em busca de indicadores de stresse fisiológico: cribra cranii, cribra orbitalia e hipoplasias lineares do esmalte. Destes esqueletos recolheu-se também sedimento da região pélvica e craniana (amostra de controlo) para análise paleoparasitológica. As amostras de sedimento foram reidratadas com uma solução de Na3Po4 (0,5% concentração) e sedimentadas com um centrifuga a 2000 rotações por 1 minuto. Foram analisadas ao microscópio ótico pelo menos 20 lâminas de amostra para cada indivíduo em busca de vestígios de parasitas intestinais. As amostras de controlo foram observadas quando as respetivas amostras da zona ilíaca se mostraram positivas para helmintes. Não foram encontrados lesões de cribra cranii, mas a cribra orbitalia foi identificada em 57,89% dos indivíduos. A prevalência da lesão não foi afetada pelo sexo nem pela idade à morte. As hipoplasias lineares do esmalte observaram-se em 46,67% dos indivíduos, ocorrendo predominantemente nos caninos e incisivos. Estes tipos de dentes têm idêntico período de formação (1 a 6 anos) o que sugere que devem resultar de stresse sistémico. Foram recuperados ovos de parasitas intestinais em 23% das amostras. Ovos das espécies T. trichiura e A. lumbricoides foram identificadas em concentrações relativamente baixas. Os indicadores de stresse observaram-se simultaneamente em 21,05% dos indivíduos, todos do sexo masculino. Os indicadores de stresse revelaram-se positivamente correlacionados com infeções parasitárias, sendo que esta relação foi mais influenciada pelas hipoplasias lineares no esmalte. Estes resultados sugerem que os mesmos indicadores de stresse em diferentes indivíduos advêm de processos patológicos distintos: anemias adquiridas e congénitas, processos hemorrágicos, inflamatórios e infeciosos.
The aim of this dissertation is to contribute to the interpretation of physiological stress indicators in 30 medieval skeletons, exhumed from the Islamic necropolis located under Largo Cândido dos Reis (Santarém). The demographic distribution of stress indicators was analyzed as well as the relationship between different stress indicators and its associations with parasitic infection. The skeletons were selected by its preservation and the amount of sediment near the areas of interest. The skulls were analyzed macroscopically in search for stress indicators: cribra cranii, cribra orbitalia and linear enamel hypoplasias. Sediment from the pelvic and cranial (control samples) regions were collected from all skeletons for paleoparasitological analysis. The sediment samples were rehidratated in a 0.5% concentration solution of Na3Po4 and sedimentated in a centrifuge at 2000 rotations for 1 minute. At least 20 lamina were analyzed by optical microscopy for each individual in search for traces of intestinal parasites. The control samples were observed when the pelvic samples of the same individual were positive for helminths. It was not found any lesion of cribra cranii, but cribra orbitalia was identified in 57.89% of the individuals. The prevalence of this lesion was not affected by sex or age at death. The enamel hypoplasias were observed in 46.67% of the analyzed individuals, and occurred more commonly on canines and incisors. These tooth have similar period of formation (1 to 6 years), which suggest that these lesions should result from systemic stress. Parasites eggs were recovered from 23% of the analyzed samples. Eggs of the species T. trichiura and A. lumbricoides were identified in relatively small concentrations. The different stress indicators were observed simultaneously in 21.05% of the individuals and always on males. The stress indicators appeared positively correlated to parasitic infection, with enamel hypoplasia being the most influential stress indicator in this relationship. These results suggests that the same stress indicators in different individual came from diverse pathological processes: acquired and congenital anemia, hemorrhagic, inflammatory and infectious processes.

碩士
國立清華大學
電子工程研究所
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In this thesis, the contributions of bulk and structure inversion asymmetry to spin-orbit interaction in two-dimensional system were studied. In the be- ginning, we calculated Dresselhaus parameter ° and Rashba parameter ® of material systems, then theoretically estimated the spin splitting energy ¢0 resulting from bulk inversion asymmetry (BIA) and structure inversion asymmetry (SIA). For Dresselhaus parameter once the structure was grown, it was decided its value. However Rashba parameter changes with the di®er- ence of band structure and carrier density, it can be separated into ¯eld and boundary parts to calculate. In material system 1, wafer 1 and wafer 3 has a doping layer above the 2D channel, but wafer 2 and wafer 4 do below the channel. The 25 nm inserted InP layer inset above the channel for wafer 1 and wafer 2. After calculating, the doping layer position decided the sign of the ¯eld contribution and the inserted InP layer enhanced or reduced the total Rashba parameter depend- ing the doping layer position. It can be observed that for wafer 1 and wafer 3 the contribution to spin splitting energy of SIA is larger than BIA, for wafer 2 due to InP layer the reduction to total Rashba parameter resulted in the SIA spin splitting energy is among two of BIA spin splitting energy of di®erent direction, for wafer4 the SIA splitting energy decreased with a increasing carrier density, especially over ns = 9:3 £ 1011cm¡2, BIA contri- bution is larger than SIA. In material system 2, the lattice mismatch with GaAs material In0:2Ga0:8As was used for 2D quantum well. The front doping and inserted GaAs was pre- sented in order to product a step-like valence band ¡8. The strain e®ect was also considered. The results of our analysis was that the SIA contribution is smaller than BIA even though GaAs inset into the 2D quantum well.

Spacecraft (S/C) docking is the last and most challenging phase in the contact closure of two separately flying S/C. The design and testing of S/C docking missions using software-multibody simulations need to be complemented by Hardware-In-The-Loop (HIL) simulation using the real docking hardware. The docking software multibody simulation is challenged by the proper modeling of contact forces, whereas the HIL docking simulation is challenged by proper inclusion of the real contact forces. Existing docking HIL simulators ignore back-reaction force modeling due to the large S/C sizes, or use compliance devices to reduce impact, which alters the actual contact force. This dissertation aims to design a docking HIL testbed to verify docking contact dynamics for small and rigid satellites by simulating the real contact forces without artificial compliance. HIL simulations of docking contact dynamics are challenged mainly by: I. HIL simulation quality: quality of realistic contact dynamics simulation relies fundamentally on the quality of HIL testbed actuation and sensing instrumentation (non-instantaneous, time delays, see Fig. 1) II. HIL testbed design: HIL design optimization requires a justified HIL performance prediction, based on a representative HIL testbed simulation (Fig. 2), where appropriate simulation of contact dynamics is the most difficult and sophisticated task. The goal of this dissertation is to carry out a systematic investigation of the technically possible HIL docking contact dynamics simulation performances, in order to define an appropriate approach for testing of docking contact dynamics of small and rigid satellites without compliance and using HIL simulation. In addition, based on the investigations, the software simulation results shall be validated using an experimental HIL setup. To achieve that, multibody dynamics models of docking S/C were built, after carrying out an extensive contact dynamics research to select the most representative contact model. Furthermore, performance analysis models of the HIL testbed were built. In the dissertation, a detailed parametric analysis was carried out on the available models’ design-spaces (e.g., spacecraft, HIL testbed building-blocks and contact dynamics), to study their impacts on the HIL fidelity and errors (see Fig. 1). This was done using a generic HIL design-tool, which was developed within this work. The results were then used to identify the technical requirements of an experimental 1-Degree-of-Freedom (DOF) HIL testbed, which was conceived, designed, implemented and finally utilized to test and validate the selected docking contact dynamics model. The results of this work showed that the generic multibody-dynamics spacecraft docking model is a practical tool to model, study and analyze docking missions, to identify the properties of successful and failed docking scenarios before it takes place in space. Likewise, the 'Generic HIL Testbed Framework Analysis Tool' is an effective tool for carrying out performance analysis of HIL testbed design, which allows to estimate the testbed’s fidelity and predict HIL errors. Moreover, the results showed that in order to build a 6DOF HIL docking testbed without compliance, it is important to study and analyze the errors’s sources in an impact and compensate for them. Otherwise, the required figure-of-merits of the instruments of the HIL testbed would be extremely challenging to be realized. In addition, the results of the experimental HIL simulation (i.e., real impacts between various specimen) serve as a useful contribution to the advancement of contact dynamics modeling.

This study was interested in investigating the factors contributing to low completion rates at a TVET college in the North-West Province. There is not much research conducted on the low completion rates at TVET Colleges in South Africa. The study sought to explore the understanding of completion rates at TVET Colleges, the current completion rates and the causes and the strategies that might be employed to increase the completion rates. Qualitative methodology was used to collect data, using semi-structured interviews for all the focus group interviews. Collected data were transcribed, interpreted, analysed and the findings were presented. The study revealed that factors contributing to the low completion rates are finance and management issues, staff problems, policy factors, socio-economic factors and students’ personal factors that require attention in order to increase the completion rates. These include lecturer qualifications, student funding, inadequate infrastructure, drug and substance abuse, involvement of stakeholders and lack of adherence to policies. The study recommends proper administration of students’ bursaries, effective Quality Management System (QMS), lecturer development, adequate infrastructure and efficient policies to be implemented. The study might draw the attention of the DHET, the college management and other stakeholders in order to come up with interventions to remedy the low completion rates at TVET Colleges.
Educational Management and Leadership
M. Ed. (Educational Management)