Dissertations / Theses: 'Physique hors de l'équilibre'

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Walter, Jean-Charles. "Etude numérique des corrections d'échelle au comportement dominant à l'équilibre et hors de l'équilibre." Phd thesis, Université Henri Poincaré - Nancy I, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00440099.

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Abstract:

La première partie a pour sujet le comportement à l'équilibre du modèle d'Ising pour d>4. Dans un premier temps, nous étudions le comportement thermique dans le cadre du comportement d'échelle étendu. Par interpolation de données numériques en dimensions cinq à huit, nous obtenons un développement décrivant la susceptibilité dans toute la phase haute température. Dans un second temps, nous étudions les effets de taille finie. Les résultats numériques obtenus pour le modèle d'Ising 5d sont compatibles avec une croissance anormale de la longueur de corrélation pour des conditions de bords libres. La seconde partie a pour sujet le vieillissement dans les systèmes de spins 2d complètement frustrés. Dans un premier temps, nous étudions le vieillissement du modèle d'Ising complètement frustré 2d lors d'une trempe depuis la phase haute température jusqu'à la température critique. La présence de défauts topologiques, comme pour le modèle XY, se manifeste par des corrections logarithmiques lors de la croissance de la longueur caractéristique. Dans un second temps, nous étudions le vieillissement du modèle XY complètement frustré 2d. Lors d'une trempe depuis l'état fondamental jusque dans la ligne critique, le vieillissement des spins est bien décrit par les ondes de spins. Lors d'une trempe depuis la phase haute température jusqu'à la température BKT pour les spins et jusqu'à la température de brisure de symétrie de la chiralité, nous estimons les grandeurs universelles des deux variables. Les résultats pour la chiralité sont incompatibles avec la classe d'universalité du modèle d'Ising 2d. Des corrections logarithmiques sont également présentes.

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Chatelain, Christophe. "Modèles de Potts désordonnés et hors de l'équilibre." Habilitation à diriger des recherches, Université de Lorraine, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00959733.

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Abstract:

Cette thèse présente de manière synthétique mes travaux de recherche dont les deux thématiques principales sont le comportement critique du modèle de Potts en présence de désordre et le vieillissement de modèles de spin lors d'une trempe.

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Saint-Michel, Brice. "L'écoulement de von Kármán comme paradigme de la physique statistique hors de l'équilibre." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00911544.

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Abstract:

Cette thèse tente d'effectuer une approche de physique statistique (à l'équilibre et hors équilibre) d'un écoulement pleinement turbulent de von Kármán produit par la contra-rotation de deux turbines dans un cylindre rempli de fluide. Dans une première partie, les résultats expérimentaux obtenus en commande en vitesse sont complétés par des observations par PIV, puis étudiés dans le cadre de la mécanique statistique : la divergence de susceptibilité qui est notamment observée est étudiée à la manière d'un modèle d'Ising-Champ moyen, dans lequel les corrélations spatiales de l'écoulement et le théorème fluctuation-dissipation sont examinés. En second lieu, les résultats de commande en couple sont complétés : l'existence de réponses différentielles négatives dans l'écoulement autorise une analogie avec certains dipôles électriques et fluides complexes. Nous interprétons ces résultats comme une forme d'inéquivalence d'ensemble, typique des systèmes possédant des interactions à longue portée. Les temps d'échappement des régimes multi-stables sont également étudiés comme un simple problème de puits de potentiel de Kramers, révélant une dynamique globale à petit nombre de degrés de liberté. Finalement, des résultats préliminaires de l'expérience SHREK effectuées dans l'hélium à très basse température sont présentés. Les couples mécaniques exercés sur les turbines sont similaires dans le cas du fluide normal et du superfluide. Les nombres de Reynolds accessibles dans l'expérience permettent en outre une étude plus complète du cycle d'hystérésis en fonction du nombre de Reynolds.

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Blanchard, Thibault. "Morphologie de domaines à l'équilibre et hors d'équilibre." Thesis, Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066197/document.

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Abstract:

Mon travail traite des propriétés géométriques de domaines présents dans un modèle magnétique simple, le modèle d'Ising. Par domaines nous entendons des régions où les spins prennent des valeurs similaires. En plus des propriétés telles que l'aimantation ou la susceptibilité magnétique, il est intéressant d'étudier la structure des domaines qu'il est naturel de décrire dans le cadre de la percolation. Dans cette thèse je me suis intéressé à plusieurs problèmes liés aux domaines de spins à l'équilibre et hors d'équilibre. J'ai ainsi étudié la dynamique des amas après des trempes critiques ou sous-critiques. Dans le cas de trempes cyritiques, le scaling dynamique a été étudié finement et l'influence des propriétés d'équilibre sur la dynamique mise en avant. Pour les trempes sous-critiques, nous avons considéré comme conditions initiales l'équilibre à une température critique ou infinie. Nous avons montré que dans le cas d'une température initiale critique la probabilité que le système finisse son évolution dans un état avec des bandes est exactement celle qu'un amas percole initialement. Concernant une température initiale infinie nous avons mis en évidence un régime transitoire conduisant le système vers le point critique de percolation. À l'équilibre à la température critique, nous avons obtenu une formule exacte pour la probabilité qu'un amas s'enroule autour d'un système avec des conditions aux bords périodiques. Nous avons aussi étudié le comportement critique du modèle d'Ising avec des interactions à longue portée en nous intéressant au passage des comportements longue portée à courte portée
In this work I have considered the geometrical properties of the domains found in the Ising model. Those domains are regions where the spins have the same value. In addition to the properties such as magnetisation and magnetic susceptibility, it is interesting to study the domains' structure and this is done naturally within percolation theory. In this thesis, I considered several situations concerning spin domains be it in equilibrium or out of equilibrium. I studied the dynamics of domains after critical or sub-critical quenches. For critical quenches the dynamical scaling has been carefully checked and the influence of the equilibrium properties on the dynamics has been shown. For sub-critical quenches we have considered both critical and infinite temperature initial conditions. We have shown that for critical initial condition the probability that the system ends up in a stripe state is exactly the probability that a spin cluster percolates initially. For the infinite temperature initial condition, we have discovered a transient regime which brings very quickly the system to a state similar to critical percolation. In equilibrium at the critical temperature we obtained an exact formula for the wrapping probabilities of Ising spin clusters on a system with periodic boudary conditions. We have also studied the critical behaviour of the Ising model with long-range interactions with a special interest to the cross-over between the long-range and short-range regimes

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Gillet, Frédéric. "Dynamique non linéaire de surfaces vicinales hors de l'équilibre." Université Joseph Fourier (Grenoble), 2000. http://www.theses.fr/2000GRE10204.

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Abstract:

Cette etude theorique se consacre a la description de la dynamique des surfaces vicinales portees hors de l'equilibre thermodynamique. Elle s'insere dans la problematique plus generale de la croissance cristalline dont l'importance tient a la fois des enjeux technologiques les plus actuels mais aussi de la place majeure qu'elle occupe dans les developpements de la physique non lineaire, des systemes hors equilibre et d'une maniere plus generale, des phenomenes de morphogenese. Les surfaces vicinales sont obtenues par clivage d'un cristal le long d'une direction legerement inclinee par rapport a un plan dense. La structure qui en resulte est composee d'une succession de terrasses separees par des marches monoatomiques. Une telle surface presente un reel interet pour la croissance par jet moleculaire. Les marches etant des sites de nucleations preferentiels, lorsque les conditions de croissances sont favorables, on serait en principe capable de faire croitre le solide couche par couche, donc de controler la croissance a l'echelle de l'atome. Or, et c'est la le point principal du present travail, la croissance d'une surface vicinale conduit inevitablement a des instabilites qui puisent leurs origines dans les processus hors de l'equilibre, moteur de la croissance. Deux instabilites principales se manifestent couramment : le meandre des marches (les marches droites deviennent spontanement modulees, conduisant par la meme a des modulations de la surface) et la mise en paquets des marches (les marches se regroupent par paquets formant des macro-marches separees par de larges terrasses ; on peut dire qu'il s'agit d'une instabilite de facettage dynamique). C'est sur ces deux instabilites qu'a porte notre etude.

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Hugbart-Fouché, Mathilde. "Etude des propriétés de cohérence d'un condensat de Bose-Einstein à l'équilibre et hors équilibre." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00010825.

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Abstract:

Le condensat de Bose-Einstein, équivalent atomique du laser en optique, est habituellement considéré comme un objet complètement cohérent. Mais ceci n'est vérifié que dans le cas de systèmes peu anisotropes. Pour des condensats fortement allongés, des fluctuations de phase apparaissent suivant l'axe long, ce qui implique une réduction de la longueur de cohérence de ces condensats. On parle alors de quasi-condensat. Dans ce mémoire, nous présentons deux études expérimentales portant sur la cohérence de condensats très allongés. La première étude a été réalisée sur des condensats à l'équilibre. La mesure de la longueur de cohérence a été effectuée par l'intermédiaire de la mesure de la fonction de corrélation à l'aide d'une méthode interférométrique. Nos résultats montrent la transition entre un condensat cohérent et un quasi-condensat, avec une longueur de cohérence diminuant avec l'augmentation de l'amplitude des fluctuations de phase. Nous avons par ailleurs observé le passage d'une forme gaussienne à une forme exponentielle pour la fonction de corrélation. La deuxième étude a porté sur la formation du condensat avec plus particulièrement l'étude de la cinétique de formation de la cohérence en phase. Nos résultats montrent tout d'abord une montée de la fraction condensée qualitativement identique à celle des condensats 3D sans fluctuation de phase. Enfin, nous avons mesuré la longueur de cohérence au cours de cette formation à l'aide de la spectroscopie de Bragg. Nos résultats montrent un établissement de la cohérence rapide comparé au temps de mise à l'équilibre de la fraction condensée.

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Collura, Mario. "Aspects hors de l'équilibre de systèmes quantiques unidimensionnels fortement corrélés." Thesis, Université de Lorraine, 2012. http://www.theses.fr/2012LORR0009/document.

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Abstract:

Dans cette thèse, nous avons répondu à certaines questions ouverts dans le domaine de la dynamique hors équilibre des systèmes quantiques unidimensionnels fermés. Durant ces dernières années, les avancées dans les techniques expérimentales ont revitalisé la recherche théorique en physique de la matière condensée et dans l'optique quantique. Nous avons traité trois sujets différents et en utilisant des techniques à la fois numériques et analytiques. Dans le cadre des techniques numériques, nous avons utilisé des méthodes de diagonalisation exacte, l'algorithme du groupe de renormalisation de la matrice densité en fonction du temps (t-DMRG) et l'algorithme de Lanczos. Au début, nous avons étudié la dynamique quantique adiabatique d'un système quantique près d'un point critique. Nous avons démontré que la présence d'un potentiel de confinement modifie fortement les propriétés d'échelle de la dynamique des observables en proximité du point critique quantique. La densité d'excitations moyenne et l'excès d'énergie, après le croisement du point critique, suivent une loi algébrique en fonction de la vitesse de la trempe avec un exposant qui dépend des propriétés spatio-temporelles du potentiel. Ensuite, nous avons étudié le comportement de bosons ultra-froids dans un réseau optique incliné. En commençant par l'hamiltonien de Bose-Hubbard, dans la limite de Hard-Core bosons, nous avons développé une théorie hydrodynamique qui reproduit exactement l'évolution temporelle d'une partie des observables du système. En particulier, nous avons observé qu'une partie de bosons reste piégée, et oscille avec une fréquence qui dépend de la pente du potentiel, au contraire, une autre partie est expulsée hors de la rampe. Nous avons également analysé la dynamique du modèle de Bose-Hubbard en utilisant l'algorithme t-DMRG et l'algorithme de Lanczos. De cette façon, nous avons mis en évidence le rôle de la non-intégrabilité du modèle dans son comportement dynamique. Enfin, nous avons abordé le problème de la thermalisation dans un système quantique étendu. À partir de considérations générales, nous avons introduit la notion de profil de température hors équilibre dans une chaîne des bosons à coeur dure. Nous avons analysé la dynamique du profil de temperature et, notamment, ses propriétés d'échelle
In this thesis we have addressed some open questions on the out-of-equilibrium dynamics of closed one-dimensional quantum systems. In recent years, advances in experimental techniques have revitalized the theoretical research in condensed matter physics and quantum optics. We have treated three different subjects using both numerical and analytical techniques. As far as the numerical techniques are concerned, we have used essentially exact diagonalization methods, the adaptive time-dependent density-matrix renormalization-group algorithm (t-DMRG) and the Lanczos algorithm. At first, we studied the adiabatic quantum dynamics of a quantum system close to a critical point. We have demonstrated that the presence of a confining potential strongly affects the scaling properties of the dynamical observables near the quantum critical point. The mean excitation density and the energy excess, after the crossing of the critical point, follow an algebraic law as a function of the sweeping rate with an exponent that depends on the space-time properties of the potential. After that, we have studied the behavior of ultra-cold bosons in a tilted optical lattice. Starting with the Bose-Hubbard Hamiltonian, in the limit of Hard-Core bosons, we have developed a hydrodynamic theory that exactly reproduces the temporal evolution of some of the observables of the system. In particular, it was observed that part of the boson density remains trapped, and oscillates with a frequency that depends on the slope of the potential, whereas the remaining packet part is expelled out of the ramp. We have also analyzed the dynamics of the Bose-Hubbard model using the tDMRG algorithm and the Lanczos algorithm. In this way we have highlighted the role of the non-integrability of the model on its dynamical behavior. Finally, we have addressed the issue of thermalization in an extended quantum system. Starting from quite general considerations, we have introduced the notion of out-of-equilibrium temperature profile in a chain of Hard-Core bosons. We have analyzed the dynamics of the temperature profile and especially its scaling properties

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Platini, Thierry. "Chaînes de spins quantiques hors de l'équilibre." Phd thesis, Université Henri Poincaré - Nancy I, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00439896.

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Abstract:

Les travaux exposés dans ce manuscrit sont consacrés à l'étude de la dynamique hors équilibre de chaînes quantiques décrites par le modèle XY. Nous commençons par considérer la dynamique unitaire obtenue par la mise en contact de sous-systèmes voisins thermalisés à des températures différentes. L'état initial de la chaîne est alors inhomogène et la dynamique tend à l'homogénéisation. Lorsque le système est initialement divisé en deux sous-systèmes semi-infini préparés aux températures $T_b=\infty$ et $T_s$ nous obtenons analytiquement la fonction de Green associée à la dynamique du courant et du profil d'aimantation. Les résultats sont généralisés pour les températures $T_b$ finies permettant l'étude de l'état stationnaire. Dans le cas particulier où $T_s=T_b=0$, nous étudions le comportement de l'entropie d'intrication entre sous-systèmes. Cette quantité présente un accroissement "rapide", prédit par la théorie conforme (dans le cas d'un système critique), suivi d'une relaxation algébrique vers la valeur d'équilibre. Dans la dernière partie la dynamique du système est obtenue par l'interaction avec l'environnement, décrite par le processus d'interactions répétées. Nous examinons la structure de la matrice densité réduite du système et donnons une équation d'évolution de l'ensemble des corrélateurs à deux points. Finalement, nous étudions l'évolution temporelle du modèle $XX$ en contact avec un ou deux bains aux températures $T_1$ et $T_2$. Lorsque $T_1=T_2$, l'étude du comportement du système, pour les temps courts, dévoile l'état stationnaire. Dans la situation $T_1\ne T_2$, nous vérifions numériquement que le profil d'aimantation est plat et proposons l'introduction d'un désordre dynamique qui permet l'installation d'un gradient d'aimantation.

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Dinelli, Alberto. "Scalar active matter across scales." Electronic Thesis or Diss., Université Paris Cité, 2024. http://www.theses.fr/2024UNIP7003.

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Abstract:

La matière active englobe les systèmes hors d'équilibre dont les constituants microscopiques exercent des forces d'auto-propulsion non conservatives sur leur environnement. L'auto-organisation des unités actives en structures complexes est observée à toutes les échelles dans le monde vivant, des écosystèmes bactériens aux groupes d'oiseaux. De plus, ces dernières années, les physiciens et les chimistes ont été capables de concevoir des particules synthétiques capables d'auto-propulsion, telles que les colloïdes de Janus auto-phorétiques ou les rollers de Quincke, ouvrant ainsi la voie à la réalisation de matériaux actifs intelligents. À cet égard, comprendre le lien entre la dynamique microscopique des particules actives et leurs propriétés à grande échelle est un problème crucial tant pour la biologie que pour l'ingénierie bio-mimétique. Dans ce manuscrit, nous comblons cette lacune pour un certain nombre de systèmes actifs scalaires, i.e. des systèmes actifs dont le seul mode hydrodynamique à grande échelle est le champ de densité. En particulier, une grande partie du manuscrit est consacrée aux systèmes actifs à plusieurs composants, ou mélanges actifs, dont l'étude est pertinente pour obtenir des descriptions plus réalistes des communautés biologiques: des écosystèmes animaux aux colonies bactériennes, la polydispersité est omniprésente dans les systèmes vivants. Le manuscrit est structuré comme suit. Dans le chapitre 1, nous présentons une revue méthodologique sur les techniques de coarse-graining dans les systèmes actifs scalaires. Ces méthodes sont ensuite appliquées dans le chapitre 2 pour caractériser le comportement à grande échelle de particules actives en présence de différents mécanismes tactiques. La deuxième partie de la thèse est consacrée aux comportements collectifs dans les systèmes actifs scalaires en interaction. Dans le chapitre 3, nous étudions la régulation de la motilité non réciproque dans les mélanges binaires de particules actives, révélant l'impact de la non-réciprocité microscopique sur l'organisation macroscopique du système. Suivant cette ligne, dans le chapitre 4, nous considérons un écosystème bactérien où un grand nombre d'espèces coexistent ensemble, révélant comment une infime régulation de la motilité aléatoire peut suffire à favoriser la formation de communautés bactériennes distinctes. Pour conclure, dans le chapitre 5, nous passons de la matière biologique à la matière active synthétique, en étudiant un modèle de bâtonnets de Quincke autopropulsés. En particulier, nous montrons comment ces particules subissent une transition de condensation arrêtée, où la compétition entre quorum sensing et répulsion stérique est cruciale pour stabiliser les phases coexistantes
Active matter encompasses out-of-equilibrium systems whose microscopic constituents exert non-conservative self-propulsion forces on their environment. The self-organization of active units into complex structures is observed at all scales in the living world, from bacterial ecosystems to flocks of birds. Furthermore, in recent years, physicists and chemists have been able to engineer synthetic particles capable of self-propulsion, such as self-phoretic Janus colloids or Quincke rollers, thus paving the way towards the realization of smart active materials. In this regard, understanding the link between the microscopic dynamics of active particles and their large-scale properties is a crucial problem for both biology and bio-inspired engineering. In this manuscript, we bridge this gap for a number of scalar active systems, i.e. active systems where the only large-scale hydrodynamic mode is the conserved density field. In particular, a large part of the manuscript is devoted to multi-component active systems---or active mixtures---whose study is relevant to achieve more realistic descriptions of biological communities: from animal ecosystems to bacterial colonies, polydispersity is ubiquitous in living systems. The manuscript is structured as follows. In Chapter 1 we provide a methodological review of coarse-graining techniques in scalar active systems. These methods are then applied in Chapter 2 to characterize the large-scale behaviors of non-interacting active particles with different tactic mechanisms. The second part of the thesis is devoted to collective behaviors in interacting scalar active systems. In Chapter 3 we study the impact of non-reciprocal motility regulation in binary mixtures of active particles, and show how the microscopic non-reciprocity affects the macroscopic organization of the system. Following this line, in Chapter 4 we consider a bacterial ecosystem where a large number of species coexist, revealing how weak, random motility regulation can be sufficient to promote the formation of distinct bacterial communities. To conclude, in Chapter 5 we shift from biological to synthetic active matter, studying a model for self-propelled Quincke rods. In particular, we show how these rods can undergo an arrested condensation transition, where the interplay between quorum-sensing and steric repulsion is crucial to stabilize the coexisting phases

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Gatien, Verley. "Fluctuations et réponse des systèmes hors de l'équilibre." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00748590.

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Abstract:

Au cours de ces dernières années, un ensemble de travaux a permis de mieux comprendre la nature de l'irréversibilité des phénomènes hors de l'équilibre, de redéfinir à l'échelle d'une trajectoire des quantités comme le travail ou la production d'entropie, et de faire émerger leurs symétries au travers des théorèmes de fluctuation. Pendant cette thèse, nous nous sommes intéressés à ces résultats dans un cadre purement classique et markovien. Nous avons unifié les différentes formulations de la généralisation du théorème de fluctuation dissipation autour d'un état stationnaire et non stationnaire hors de l'équilibre en identifiant les différentes sources d'irréversibilité et en les faisant apparaître dans la réponse du système. Nous avons cherché à relier les théorèmes de fluctuation à la théorie de la réponse linéaire ce qui fut possible à l'aide d'une généralisation de la relation de Hatano et Sasa. Ce faisant, nous avons constaté que différentes fonctionnelles vérifiaient des propriétés de symétrie semblables au théorème de fluctuation pour la production totale d'entropie. L'étude de la généralisation de la relation de Hatano et Sasa nous a conduit à une inégalité du même type que l'inégalité de Clausius. Cette nouvelle inégalité donne une borne inférieure pour la production d'entropie dans un système lors de transitions entre états non stationnaires, tout comme c'est le cas avec l'inégalité de Clausius pour des transitions entre états d'équilibre. Nous avons illustré ces idées sur quelques cas simples analytiques ou numériques et dans une expérience où l'on manipule des colloïdes magnétiques. Ces expériences devraient déboucher sur une vérification de la relation de Crooks pour un système à coefficient de diffusion dépendant de la position des colloïdes et permettre de nouveaux tests de la thermodynamique stochastique.

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Mahfouf, Ali. "Calcul des coefficients de transport dans des plasmas hors de l'équilibre." Thesis, Clermont-Ferrand 2, 2016. http://www.theses.fr/2016CLF22719/document.

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Abstract:

Les propriétés de transport à haute température dans les gaz et/ou dans les plasmas ont une importance capitale dans différents domaines, à savoir dans le domaine de technologie de coupure à arc, plasmas de coupure, de soudure ou de gravure. La connaissance des coefficients de transport est nécessaire pour toute modélisation faisant intervenir les équations hydrodynamiques. Dans le cadre de la théorie cinétique des gaz dilués, une solution approchée de l’équation intégro-différentielle de Boltzmann régissant les fonctions de distribution a été proposée par Chapman-Enskog. Les coefficients de transport sont calculés classiquement par la méthode de Chapman-Enskog via les intégrales de collision. Dans le cadre de notre étude nous avons développé, dans un premier temps, un code numérique permettant l’obtention de ces intégrales de collision en tenant compte des singularités qui peuvent apparaître dans le calcul des sections efficaces relatives aux interactions entre les particules constituant les gaz et/ou les plasmas. Dans un second temps nous avons étudié l’influence du choix des paramètres des potentiels d’interaction sur les coefficients de transport. Par la suite, nous avons utilisé le code numérique ainsi développé pour évaluer les coefficients de transport du plasma d’hélium en étudiant l’influence du choix de la méthode de calcul de composition chimique sur ces coefficients. Enfin, un modèle simplifié d’une interaction entre une onde électromagnétique et un plasma d’hélium a été proposé comme une application directe des coefficients de transport
Transport properties at high temperature in gases and/or in plasmas are of very importance in various fields, namely in the field of breaking technology in arc, cutting plasma, welding or burning. Knowledge of transport coefficients is necessary for any modeling involving hydrodynamic equations. As part of the kinetic theory of diluted gas, an approximate solution of the integro-differential Boltzmann equation governing distribution functions was proposed by Chapman-Enskog. Transport coefficients are classically computed using the method of Chapman-Enskog through the collision integrals. In our study we have developed, initially, a numerical code to obtain these collision integral taking into account the singularities that may occur in the calculation of the cross sections relating to interactions between particles forming the gas and/or plasmas. Secondly, we have studied the influence of the choice of parameters of interaction potentials on transport coefficients. Subsequently, we have used the numerical code developed for evaluating and helium plasma transport coefficients by studying the influence of the choice of method for calculating chemical composition on these coefficients. Finally, a simplified model of an interaction between an electromagnetic wave and a helium plasma has been proposed as a direct application of the transport coefficients

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Jourdain, Noémie. "Etude des propriétés du cuivre sous conditions extrêmes et hors de l'équilibre thermique." Thesis, Bordeaux, 2018. http://www.theses.fr/2018BORD0175/document.

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Abstract:

Le développement des sources laser ultra-brèves permet de nos jours de porter la matière dans des états extrêmes de densité et de température. Un des régimes pouvant être atteint dans ces conditions porte le nom de « Warm Dense Matter », ou matière dense et tiède. On peut la retrouver au coeur de larges planètes comme Jupiter ou dans la fusion par confinement inertiel. Les modèles de la physique usuellement utilisés ne permettant pas de décrire correctement le comportement de la matière dans ce régime, de nombreuses recherches scientifiques, à la fois expérimentales et théoriques, sont aujourd’hui orientées vers ce sujet. Sur le long terme, il s’agirait de déterminer les propriétés macroscopiques de cet état tel que les coefficients de transports et les équations d’états. De plus, le fait de travailler avec des lasers sur des échelles de temps très courtes (dans notre cas inférieures à la picoseconde) induit des phénomènes dits « hors-équilibre thermique » durant lesquels les électrons atteignent une température importante alors que les atomes restent froids. S’en suit alors une équilibration de ces deux températures, et la plupart du temps une transition de la phase solide à la phase liquide/plasma suivant l’intensité du laser employé. Pour certains métaux, appelés métaux nobles (or, argent, cuivre), un retard à la fusion est suspecté par des simulations de dynamique moléculaire quantique, du fait d’un renforcement de la stabilité du réseau cristallin. Mon travail de thèse se propose d’étudier ce phénomène par le biais de la spectroscopie XANES, technique de spectroscopie fine d’absorption X. Potentiellement, elle permet de suivre à la fois l’évolution de la structure électronique (états électroniques près du continuum), et celle du réseau cristallin (ordre local). Il s’agit de réaliser des expériences résolues en temps, basées sur un schéma pompe-sonde : une impulsion sonde de rayons X vient caractériser l’état d’un échantillon à différents délais, après le chauffage par une impulsion laser pompe qui le porte dans le régime de la Warm Dense Matter. En parallèle, je réalise des simulations numériques basées sur la dynamique moléculaire quantique pour produire des spectres XANES, et interpréter ainsi les données en termes d’évolution ultra-rapide de la structure électronique et atomique de l’échantillon. Ce travail présentant de grands défis, sur les deux plans de l’expérience et des calculs, nous avons choisi de concentrer l’étude sur le cuivre près de ses flancs L d’absorption X (~ 932 et ~ 952 eV)
Ultrashort laser sources development enables nowadays the possibility for matter to reachboth extreme pressure and temperature (~10 000 K) conditions, or what we call "WarmDense Matter ". Working with femtosecond lasers leads to out-of-equilibrium phenomenaduring which a large amount of energy is deposited in the electrons while the lattice remainscold. We used XANES spectroscopy to follow both the ultrafast evolution of the electronicstructure and the local atomic order after the irradiation of such a laser. Moreover,we can nowadays employ Quantum Molecular Dynamics to simulate Warm Dense Matter.We computed XANES spectra for thermal out-of-equilibrium situations and inthermodynamic configurations similar to the experimental ones. The confrontation of experimental data and these calculations brings a deep understanding of the phenomena involvedand their evolutions. The present study deals with the X-ray absorption near copper L3 andL2 edges (respectively 932 and 952 eV). Calculations show a pre-edge structure in the spectra,the evolution of which gives the electronic temperature dynamics. These simulationsalso suggest that the loss of the crystalline order should give rise to the disappearance ofthe post-edge structures. Several experiments have been realized using Eclipse laser and atable-top station dedicated to time-resolved XANES measurements at CELIA laboratory.At frst, some XANES spectra have been acquired using an X-ray source produced by theirradiation of a CsI solid target. This source duration of ~2 10 ps rms { approximately thethermal equilibration timescale for copper { restrained our temporal resolution. We thenused a xenon clusters gas jet to produce an X-ray source of comparable emissivity but asignificantly shorter duration. Numerous out-of-equilibrium XANES spectrahave been acquired and for diferent excitation degrees. The excellent signal-to-noiseratio allows us to follow the evolution of the post-edge structure and deduce the associateddynamics of the loss of crystalline structure. Finally, we performed the same experimentwith an X-ray source coming from the betatron radiation at LOA laboratory. With thissource, a temporal resolution of ~ 100 fs was achieved and allows us to fully characterizethe instantaneous heating of the electrons by the laser and far-from-equilibrium states

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Grégoire, Guillaume. "Comportements collectifs d'animaux et physique hors-équilibre." Phd thesis, Université Paris-Diderot - Paris VII, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00002435.

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Abstract:

Cette thèse présente des modèles bi-dimensionnels stochastiques de physique hors d'équilibre décrivant les mouvements collectifs d'animaux. Le but n'est pas la simulation réaliste mais la compréhension d'un petit nombre d'ingrédients. Dans la première partie, nous étudions la mise en mouvement d'une population uniformément répartie dans l'espace. Deux transitions, ou du second ordre , ou discontinue, sont observées et entièrement caractérisées. Au point de transition, la diffusion est anormale, ce qui nous permet de modéliser une expérience de traceurs passifs dans un bain de bactéries. La seconde partie est dédiée à l'étude des troupeaux, fixes ou mobiles, avec un ordre interne ou sans. Nous définissons chacune des phases par leurs propriétés microscopiques et macroscopiques de cohésion et de diffusion. Ainsi nous montrons que ces modèles autorisent l'existence de troupeaux cohésifs arbitrairement grands sur un espace ouvert et nous dessinons le diagramme des phases associé. Enfin, nous montrons que l'ébranlement des troupeaux déstabilise leur structure interne et produit des formes surprenantes et complexes de petits troupeaux reliés par des filaments.

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Grégoire, Guillaume. "Comportements collectifs d'animaux et physique hors-équilibre." Paris 7, 2002. http://www.theses.fr/2002PA077091.

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Davesne, Dany. "Systèmes de particules en interaction : phénomènes à l'équilibre, hors équilibre et approche non perturbative." Habilitation à diriger des recherches, Université Claude Bernard - Lyon I, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00004366.

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Cristobal, Azkarate Galder. "Étude de quelques changements structuraux dans les fluides complexes à l'équilibre et hors équilibre." Bordeaux 1, 2000. http://www.theses.fr/2000BOR12299.

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Abstract:

Ce travail de thèse est divisé en deux parties dans lesquelles nous abordons l'étude de quelques changements structuraux à l'équilibre et hors équilibre dans les fluides complexes. Dans la première partie, nous démontrons par différentes techniques expérimentales qu'il peut exister dans un mélange de phase lamellaire (comportement non Newtonien) et de phase éponge (comportement Newtonien), des états stationnaires sous cisaillement séparés par des transitions dynamiques. Dans la seconde partie, nous étudions théoriquement la thermodynamique des systèmes micellaires branchés. Nous avons montré que l'existence de connections inter micellaires peut engendrer une séparation de phase entre un réseau saturé de micelles géantes et une solution diluée constituée de micelles sphériques ou de micelles linéaires flexibles.

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Lega, Notari Elena. "Analyse de la dynamique du modèle néo-autrichien de croissance : études d'économies hors de l'équilibre." Nice, 2001. http://www.theses.fr/2001NICE0045.

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Abstract:

Le travail concerne l'analyse du modèle néo-autrichien, introduit par Hicks (1973) et reformulé par Amendola et Gaffard (1998). Une des idées de base est la dimension temporelle de la structure de la capacité productive, c'est-à-dire l'aspect séquentiel des évènements de construction et d'utilisation. Le modèle est décrit dans les quatre articles présentés aux Chapitres 2,3,4 et 5, sa description détaillée étant donnée au Chapitre 1. Le modèle de Hicks est écrit en temps discret et lors de l'intégration numérique sur un certain intervalle de temps on peut réduire la durée du pas et étudier les conséquences de ce changement sur l'évolution de l'économie suite à un certain choc (Chapitre 2). Au Chapitre 3, nous étudions les effets d'un choc technologique sur les salaires réels et le taux d'emploi. Grâce à l'utilisation de la méthode Monte-Carlo nous avons pu montrer que la transition à la nouvelle technologie n'est pas lié à la flexibilité des salaires réels mais plutôt aux conditions d'accumulation du capital. Dans le Chapitre 4 nous introduisons une méthode non standard pour l'étude numérique des orbites d'un système dynamique. Les résultats nous montrent que la complexité du modèle n'est pas due seulement aux défauts de coordination mais aussi au caractère définitif de la structure de la capacité productive. La propagation d'un choc technologique et son influence en particulier sur la productivité et le taux de chômage dans des économies caractérisées par différentes choix de politique monétaire est présenté au Chapitre 5. Au Chapitre 6 nous introduisons une nouvelle méthode pour le calcul de l'indicateur de Lyapunov sur des séries expérimentales. Cette méthode est appliquée dans le Chapitre 7 à des séries chaotiques issues du modèle néo-autrichien. Nous retrouvons que les degrés de liberté importants pour la dynamique du modèle sont exactement les variables clés du modèle. Ce résultat nous semble ouvrir une piste pour l'analyse des séries économétriques.

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Maghsoodloobabakhani, Saheb. "Cristallisation à l'équilibre et hors équilibre d'hydrates mixtes de gaz : Mesures PVTx et modélisation thermodynamique." Thesis, Lyon, 2018. http://www.theses.fr/2018LYSEM027.

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Abstract:

Dans ce travail, afin d'étudier la formation à l’équilibre et hors équilibre des hydrates mixtes de gaz, deux procédures de formation, rapide et lente, ont été appliqué à des mélanges de CH4-C2H6-C3H8-nC4H10-CO2-N2. L'objectif de ces deux procédures est d'examiner les effets cinétiques de la vitesse de cristallisation sur l'état final, soit dans des conditions dynamiques habituelles (formation rapide) soit en régime permanent (formation lente). Contrairement à la plupart des données de la littérature, qui fournissent uniquement des données de température-pression-composition gaz (PTy), cette étude fournit également la composition, le volume, la capacité de stockage, la densité de la phase hydrate, ou encore le nombre d'hydratation et la conversion d'eau. Les résultats montrent que, lors d'une cristallisation rapide, le volume d'hydrate augmente de 2% à 69% selon le mélange gazeux. De plus, la capacité de stockage diminue avec l'augmentation de la vitesse de cristallisation. En outre, un modèle thermodynamique, basé sur la méthode classique de van der Waals et Platteuw avec le potentiel de Kihara, a été utilisé. Un nouvel ensemble de paramètres Kihara pour le propane, basé sur une cristallisation lente, a été obtenu avec succès et comparé à la littérature. Les données sur la phase hydrates étant rares dans la littérature, ces dernières ont été collectées, et comparé au modèle thermodynamique précédent. Cela permet de mettre en évidence la capacité de la simulation à prédire la composition de la phase hydrate. Bien que ces outils soient intéressants pour prédire les équilibres de phase des molécules légères, ils deviennent moins fiables lorsque des transitions de phase se produisent (coexistence de structures) ou lorsque des molécules plus lourdes sont impliquées. Une analyse par spectroscopie RAMAN a d’ailleurs mis en évidence la coexistence de structures I et II pour un gaz riche en CO2 à partir d’un mélange CO2/C3H8. Pour conclure, la vitesse de cristallisation influence significativement le procédé de formation d’un hydrate mixte. L’utilisation d’un flash thermodynamique, combinant thermodynamique et bilan de masse, montre bien qu’une cristallisation lente est nécessaire pour satisfaire l’équilibre thermodynamique, et donc augmenter la capacité de stockage, et optimiser les procédés hydrate
In this work, in order to investigate the non-equilibrium behaviors of mixed clathrate hydrates, vapor-liquid-hydrate phase equilibria of mixed gas hydrates from CH4-C2H6-C3H8-nC4H10-CO2-N2 are studied. Two different experimental procedures are used: at quick and slow crystallization rates. The aim is to examine the effects of crystallization rate on the final state, either under usual dynamic (quick formation) or steady state conditions (slow formation). Unlike most of the literature data, providing temperature-pressure-vapor composition (PTy) results, this study also furnishes hydrate composition, volume, storage capacity, density, or hydration number and water conversion. At quick crystallization, hydrate volume increases from 2% to 69% according to the gas mixture. Moreover, storage capacity decreases with increasing rate of crystallization. In addition, a thermodynamic model, based on classical van der Waals and Platteuw method and Kihara potential, has been used. A new set of Kihara parameters for propane, based on slow crystallization, has been obtained successfully and compared to the literature.Besides, a review on guest composition in hydrates from experimental results is suggested, based on open literature. Then, the capability of thermodynamic modeling to simulate these rare data has been investigated. While simulation tools are interesting to predict phase equilibria for light molecules, they become less reliable when phase transition occurs in the system, or when heavier molecules are involved. In addition, the use of RAMAN spectroscopy has illustrated phase transition for CO2/C3H8 mixed hydrates under CO2 rich gas conditions.To conclude, the rate of crystallization significantly influences the process of mixed hydrates formation. The use of a thermodynamic flash shows that slow crystallization is necessary to satisfy the thermodynamic equilibrium, and thus increase storage capacity, and optimize hydrate processes

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Joubaud, Sylvain. "Fluctuations dans les systèmes hors équilibre." Lyon, École normale supérieure (sciences), 2008. http://www.theses.fr/2008ENSL0463.

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Abstract:

Les travaux décrits dans cette thèse apportent une contribution à la physique statistique des fluctuations de systèmes portés hors de leur état d'équilibre. Les résultats ont été obtenus sur deux systèmes expérimentaux. Le premier système est un oscillateur harmonique fluctuant sous l'effet de l'agitation thermique. Ce système est porté par un forçage externe dans deux types d'états hors d'équilibre : un état transitoire et un état stationnaire. Nous mesurons dans ce système modèle les fluctuation du travail injecté, de la chaleur dissipée et de la production d'entropie totale. L'étude statistique de ces fluctuations est réalisée dans le contexte des Théorèmes de Fluctuation. Par comparaison des résultats expérimentaux et d'un modèle théorique simple, nous donnons une interprétation physique des différents résultats obtenus. La seconde partie est consacrée à l'etude de la transition de Fréedericksz dans les cristaux liquides. Cette transition est équivalente à une transition de phase du deuxième ordre. Nous proposons une méthode de mesure du paramètre d'ordre de la transition ayant une excellente résolution jusqu'à des fréquences de l'ordre du millihertz. Nous étudions la statistique des fluctuations d'équilibre lorsque le paramètre de contrôle est proche dela valeur critique. La distribution est comparée avec la distribution Gumbel Généralisée et le paramètere de ce modèle est interprété comme un nombre de degrés de liberté effectifs. Ce système est finalement étudié hors d'équilibre lors d'une trempe au point critique accompagné d'un phénomène de vieillissement
The results reported in this thesis contribute to the understanding of the fluctuations of out of equilibrium systems. They havve been obtained in two experimental systems. The first system is a harmonic oscillator fluctuating because of the thermal noise. This system is driven out of equilibrium by an external forcing. Two case are sudied : the transient state and the steady state. We measure in this model system work fluctuations, heat fluctuations and total entropy fluctuations. These fluctuationsare studied within the context of Fluctuation Theorem. The results are interpreted by comparing the experimental results with a simple theoretical model. The second part is dedicated to the study of the Fréedericks transition in a nematic liquid crystal which is a second order phase transition. Our experimental setup for the measurment of the order parameter has a very good resolution at low frequency; of the order of millihertz. We study the statiticsof the equillibrium fluctuations when the control parameter is close to its critical value. The distribution is copared to a Generalized Gumbel distribution and the parmeter of this modeling is related to the effective number of degrees of freedom. We finally study this system out of equilibrium. We show that after a quench at the critical point the system present aging properties. Preliminary results are presented

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Camanes, Alain. "Polymères Dirigés et Réseaux Conducteurs de Chaleur - Systèmes de mécanique statistique à l'équilibre et hors équilibre." Phd thesis, Université de Nantes, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00344652.

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Abstract:

Dans cette thèse, nous étudions deux exemples issus de la mécanique statistique. Les polymères dirigés en environnement aléatoire sont un modèle de système se trouvant à l'état d'équilibre. Nous donnons un critère de comparaison entre les entropies du réseau et de l'environnement permettant d'améliorer la borne inférieure sur la température critique. Nous utilisons également certains résultats connus dans le cadre de l'équation d'Anderson parabolique pour obtenir le comportement asymptotique de l'énergie libre. Par ailleurs, nous utilisons les polymères dirigés pour donner une preuve simple de l'indépendance de la fonction de Lyapunov de l'équation d'Anderson parabolique par rapport à la condition initiale.

Les réseaux conducteurs de chaleur sont étudiés hors équilibre. Lorsque les potentiels d'interaction sont harmoniques, nous donnons une interprétation géométrique de la condition d'existence et d'unicité de la mesure invariante via un théorème de complétude. Dans le cas où cette condition fait défaut, nous explicitons une quantité invariante par le flot hamiltonien. Nous généralisons ensuite les résultats d'unicité à des potentiels analytiques. Nous montrons que la condition de Hörmander est suffisante pour avoir l'unicité de la mesure invariante via la contrôlabilité. Le principe de Lasalle est ensuite utilisé pour montrer l'unicité sans la condition d'Hörmander. Nous évoquons également le problème de l'existence de telles mesures.

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Vanicat, Matthieu. "Approche intégrabiliste des modèles de physique statistique hors d'équilibre." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAY029/document.

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Abstract:

Malgré son indéniable succès pour décrire les systèmes physiques à l'équilibre thermodynamique (grâce à la distribution de Boltzmann, reflétant la maximisation de l'entropie, et permettant la construction systématique de potentiels thermodynamiques), la physique statistique n'offre pas de cadre général pour étudier les phénomènes hors d'équilibre, i.e dans lesquels on observe un courant moyen non nul d'une grandeur physique (énergie, charge, particules...).L'objectif de la thèse est de décrire de tels systèmes à l'aide de modèles très simples mais qui retranscrivent néanmoins les principales caractéristiques physiques de ceux-ci. Ces modèles sont constitués de particules se déplacant de manière aléatoire sur un réseau unidimensionnel connecté à des réservoirs et soumises à un principe d'exclusion. L'enjeu est de calculer exactement l'état stationnaire du modèle, notamment le courant de particules, ses fluctuations et plus particulièrement sa fonction de grande déviation (qui pourrait jouer le rôle d'un potentiel thermodynamique hors d'équilibre).Une première partie de la thèse vise à construire des modèles dits intégrables, dans lesquels il est possible de mener à bien des calculs exacts de quantités physiques. De nouveaux modèles hors d'équilibre sont proposés grâce à la résolution dans des cas particuliers de l'équation de Yang-Baxter et de l'équation de réflexion. De nouvelles structures algébriques permettant la construction de ces solutions par une procédure de Baxtérisation sont introduites.Une deuxième partie de la thèse consiste à calculer exactement l'état stationnaire de tels modèles en utilisant l'ansatz matriciel. Les liens entre cette technique et l'intégrabilité du modèle ont été mis en lumière au travers de deux relations clef: la relation de Zamolodchikov-Faddeev et la relation de Ghoshal-Zamolodchikov. L'intégrabilité a aussi été exploitée au travers des equations de Knizhnik-Zamolodchikov quantiques, afin de calculer les fluctuations du courant, mettant en lumière des connexions avec la théorie despolynômes symétriques (polynômes de Koornwinder en particulier).Enfin une dernière partie de la thèse porte sur la limite hydrodynamique des modèles étudiés, i.e lorsque la maille du réseau tend vers zero et que le nombre de constituants du système tend vers l'infini. Les résultats exacts obtenus sur les modèles à taille finie ont permis de vérifier les prédictions de la théorie des fluctuations macroscopiques (concernant les fluctuations du courant et du profil de densité dans l'état stationnaire) et de l'étendre à des modèles comprenant plusieurs espèces de particules
Although statistical physics has been very successful to describe physical systems at thermal equilibrium (thanks to the Boltzmann distribution, which reflects the maximization of the entropy, and allows one to construct in a systematic way thermodynamic potentials), it remains elusive to provide an efficient framework to study phenomena that are out-of-equilibrium, i.e displaying non vanishing current of physical quantities (energy, charge, particles...).The goal of the thesis is to describe such systems with very simple models which retain nevertheless their main physical features. The models consist in particles evolving randomly on a one dimensional lattice connected to reservoirs and subject to hard-core repulsion. The challenge lies in computing exactly the stationary state of the model, especially the particle current, its fluctuations and more precisely its large deviation function (which is expected to play the role of an out-of-equilibrium thermodynamic potential).In the first part of the thesis we construct models, called integrable, in which we can perform exact computations of physical quantities. We introduce several new out-of-equilibrium models that are obtained by solving, in specific cases, the Yang-Baxter equation and the reflection equation. We provide new algebraic structures which allow us to construct the solutions through a Baxterisation procedure.In the second part of the thesis we compute exactly the stationary state of these models using a matrix ansatz. We shed light on the connection between this technique and the integrability of the model by pointing out two key relations: the Zamolodchikov-Faddeev relation and the Ghoshal-Zamolodchikov relation. The integrability is also exploited, through the quantum Knizhnik-Zamolodchikov equations, to compute the fluctuations of the particles current, unrevealing connections with the theory of symmetric polynomials (the Koornwinder polynomials in particular).Finally the last part of the thesis deals with the hydrodynamic limit of the models, i.e when the lattice spacing tends to $0$ and the number of particles tends to infinity. The exact results obtained for a finite size system allow us to check the validity of the predictions of the macroscopic fluctuations theory (concerning the fluctuations of the current and the density profile in the stationary state) and to extend the theory to systems with several species of particles

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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.

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Abstract:

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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Baumann, Florian. "Vieillissement et comportement d’échelle dynamique hors équilibre." Thesis, Nancy 1, 2007. http://www.theses.fr/2007NAN10106/document.

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Abstract:

Les phénomènes de vieillissement et de comportement d'échelle dynamique ont été observés dans le passé dans beaucoup de systèmes hors-équilibre, mais il n'y a pas de théorie générale pour la description de ce type de système. Un premier pas a été réalisé avec la théorie d'invariance d'échelle locale (LSI) qui tente d'indentifier une forme généralisée du comportement d'échelle dynamique spatio-temporel. Pour des systèmes avec un exposant critique z = 2, il était déjà connu comment traiter ce genre de problème. Dans cette thèse on propose une reformulation et un élargissement de la LSI aux systèmes avec z ? 2. On en déduit des règles de Bargmann généralisées et on discute les symètries dynamiques élargies d'une équation de Langevin avec z ? 2. Puis on établit un formalisme pour le calcul des fonctions de corrélations et de réponse hors-équilibre. Les résultats sont confirmés dans plusieurs modèles concrets. Deuxièmement on s'intéresse au comportement de vieillissement dans des systèmes de réaction-diffusion. On trouve des différences importantes par rapport aux systèmes magnétiques dans certaines relations des exposants. Nous montrons aussi pour deux modèles exactement solubles comment élargir la LSI pour z = 2 afin d'inclure des modèles non-linéaires. Finalement, nous considérons le comportement de vieillissement proche d'une surface dans un système magnétique. Les résultats montrent que les formes d'échelle qu'on trouve dans le volume restent valides, mais certains exposants et fonctions d'échelle sont différents des quantités de volume correspondantes
Ageing phenomena and dynamical scaling behaviour have been observed in many out-of-equilibrium systems, but a general framework for the description of such systems is still missing. A first step in this direction is the theory of local scale-invariance (LSI), which attempts to identify generalised forms of spatio-temporal dynamical scaling. For systems with a dynamical exponent z = 2, it has already been known how to treat stochastic partial differential equations and the consequences have been verified in many explicit models. In this thesis a reformulation and extension of LSI for systems with z ? 2 is presented. We infer for the first time generalised Bargmann superselection and discuss extended dynamical symmetries of Langevin equations with z ? 2. We can establish a formalism for the calculation of non-equilibrium correlation -and response functions and the results are confirmed in several new model calculations. Secondly, the ageing behaviour in reaction-diffusion systems is investigated. Although the main features of ageing as seen in magnets are still valid, important differences in exponent relations are found. Explicitly, the contact process is studied through field-theoretical methods and two bosonic models are solved exactly. For the latter, we show how to extend LSI with z = 2 to nonlinear models. Thirdly, the ageing behaviour in semi-infinite magnetic systems close to the surface is considered. The results show that the general scaling picture known from infinite systems remains valid, but some ageing exponents and scaling functions differ from the bulk quantities

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Verley, Gatien. "Fluctuations et réponse des systèmes hors d'équilibre." Paris 6, 2012. http://www.theses.fr/2012PA066300.

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Abstract:

Au cours de ces dernières années, un ensemble de travaux a permis de mieux comprendre la nature de l’irréversibilité des phénomènes hors de l’équilibre, de redéfinir à l’échelle d’une trajectoire des quantités comme le travail ou la production d’entropie, et de faire émerger leurs symétries au travers des théorèmes de fluctuation. Pendant cette thèse, nous nous sommes intéressés à ces résultats dans un cadre purement classique et markovien. Nous avons unifié les différentes formulations de la généralisation du théorème de fluctuation dissipation autour d’un état stationnaire et non stationnaire hors de l’équilibre en identifiant les différentes sources d’irréversibilité et en les faisant apparaître dans la réponse du système. Nous avons cherché à relier les théorèmes de fluctuation à la théorie de la réponse linéaire ce qui fut possible à l’aide d’une généralisation de la relation de Hatano et Sasa. Ce faisant, nous avons constaté que différentes fonctionnelles vérifiaient des propriétés de symétrie semblables au théorème de fluctuation pour la production totale d’entropie. L’étude de la généralisation de la relation de Hatano et Sasa nous a conduit à une inégalité du même type que l’inégalité de Clausius. Cette nouvelle inégalité donne une borne inférieure pour la production d’entropie dans un système lors de transitions entre états non stationnaires, tout comme c’est le cas avec l’inégalité de Clausius pour des transitions entre états d’équilibre. Nous avons illustré ces idées sur quelques cas simples analytiques ou numériques et dans une expérience où l’on manipule des colloïdes magnétiques. Ces expériences devraient déboucher sur une vérification de la relation de Crooks pour un système à coefficient de diffusion dépendant de la position des colloïdes et permettre de nouveaux tests de la thermodynamique stochastique
In recent years, a broad number of works have shed light on the nature of irreversibility of nonequilibrium phenomena, have permited to redefine quantities such as work or entropy production at the level of trajectories, and to enlight their symmetries through the fluctuation theorems. During this thesis, we focused on these results in a purely classical and Markovian framework. We have unified the various formulations of the generalized fluctuation dissipation theorem around steady and unsteady nonequilibrium state by identifying the various sources of irreversibility and by making them appear in the system response. We have tried to link the fluctuation theorems with the theory of linear response which was possible using a generalization of the relation of Hatano and Sasa. In doing so, we found that different functionals verified symmetry properties similar to the fluctuation theorem for total entropy production. The study of the generalization of Hatano and Sasa relation led us to an inequality of the same type as the Clausius inequality. This new inequality gives a lower bound for the system entropy production during transition between non-stationary states, as the Clausius inequality do for transitions between equilibrium states. We have illustrated these ideas on a few simple cases analytical or numerical and in an experiment where we manipulate magnetic colloids. In these experiments, a Crooks relation is expected for a system with spacelly dependant diffusion coefficient, allowing to consider new tests of stochastic thermodynamics

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Andre, Pascal. "Etude de la composition et des proprétés thermodynamiques des plasmas thermiques à l'équilibre et hors d'équilibre thermodynamique." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 1995. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011304.

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Abstract:

Cette étude est consacrée à la détermination théorique de la composition et des propriétés thermodynamiques des plasmas thermiques à l'équilibre et hors d'équilibre thermodynamique.

Dans le cas des plasmas à l'équilibre thermodynamique, la méthode de la minimisation de l'enthalpie libre est employée. Pour cela, une banque de données thermodynamiques, nécessitant le calcul des fonctions de partition de chaque espèce prise en compte, est constituée. Le formalisme numérique utilisant la méthode de minimisation « steepest descent » de White et al, est rappelé.

Dans le cas des plasmas hors d'équilibre thermique, l'enthalpie libre totale est établie en associant une température à chaque degré de liberté. Les fonctions de partition des espèces diatomiques doivent alors être modifiées. La méthode numérique « steepest descent » de White et al est alors adaptée. Cette méthode de calcul permet plusieurs hypothèses sur les températures internes : rotation, vibration et excitation électronique.

Les méthodes de calculs basées sur la minimisation de l'enthalpie libre, sur les lois d'action de masse, sur une approche cinétique dans le cas des plasmas hors d'équilibre thermique sont comparées. Les deux premières méthodes donnent des résultats identiques mais diffèrent de la troisième. Le calcul des constantes d'équilibre chimique est alors modifié ce qui permet de déterminer la composition des plasmas hors d'équilibre thermique et chimique.

Les calculs sont appliqués à de nombreux plasmas ayant un rapport direct avec les applications industrielles, ou générés à partir de mélanges de gaz étudiés expérimentalement au laboratoire :
• disjoncteurs : plasmas de vapeurs d'isolants (PE, POM, PETP, PMMA, PA6-6)
• détection des composés polluants émis lors de la combustion du charbon (HAP)
• mélange Ar-CO2, O2, N2, H2.
De nombreux développements peuvent être envisagés, par exemple :
• système polyphasique (solide, liquide)
• calcul du déséquilibre thermique en fonction du champ électrique

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Semerjian, Guilhem. "Modeles dilues en physique statistique : Dynamiques hors d'equilibre et algorithmes d'optimisation." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00006329.

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Abstract:

Cette these est consacree a l'etude des proprietes dynamiques des modeles dilues. Ces derniers sont des systemes de physique statistique de type champ moyen, mais dont la connectivite locale est finie. Leur etude est notamment motivee par l'etroite analogie qui les relient aux problemes d'optimisation combinatoire, la K-satisfiabilite aleatoire par exemple. On expose plusieurs approches analytiques visant a decrire le regime hors d'equilibre de ces systemes, qu'il soit du a une divergence des temps de relaxation dans une phase vitreuse, a l'absence de condition de balance detaillee pour un algorithme d'optimisation, ou a une preparation initiale dans une configuration loin de l'equilibre pour un ferromagnetique. Au cours de ces etudes on rencontrera egalement un probleme de matrices aleatoires, et une generalisation du theoreme de fluctuation-dissipation aux fonctions a n temps.

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Saint-Michel, Brice. "L'écoulement de von Karman comme paradigme de la physique statistique hors équilibre." Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066405.

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Abstract:

Cette thèse tente d'effectuer une approche de physique statistique (à l'équilibre et hors équilibre) d'un écoulement pleinement turbulent de von Karman produit par la contra-rotation de deux turbines dans un cylindre rempli de fluide. Dans une première partie, les résultats expérimentaux obtenus en commande en vitesse sont complétés par des observations par PIV, puis étudiés dans le cadre de la mécanique statistique~: la divergence de susceptibilité qui est notamment observée est étudiée à la manière d'un modèle d'Ising-Champ moyen, dans lequel les corrélations spatiales de l'écoulement et le théorème fluctuation-dissipation sont examinés. En second lieu, les résultats de commande en couple sont complétés : l'existence de réponses différentielles négatives dans l'écoulement autorise une analogie avec certains dipôles électriques et fluides complexes. Nous interprétons ces résultats comme une forme d'inéquivalence d'ensemble, typique des systèmes possédant des interactions à longue portée. Les temps d'échappement des régimes multi-stables sont également étudiés comme un simple problème de puits de potentiel de Kramers, révélant une dynamique globale à petit nombre de degrés de liberté. Finalement, des résultats préliminaires de l'expérience SHREK effectuées dans l'hélium à très basse température sont présentés. Les couples mécaniques exercés sur les turbines sont similaires dans le cas du fluide normal et du superfluide. Les nombres de Reynolds accessibles dans l'expérience permettent en outre une étude plus complète du cycle d'hystérésis en fonction du nombre de Reynolds
This dissertation tries a novel approach of statistical mechanics (at and out of equilibrium) to understand the behaviour of a fully turbulent confined flow --- von Karman flow --- stirred by two counter-rotating impellers in a cylinder vessel. First, experimental results from speed control are extended using new PIV observations: the susceptibility divergence of the flow is studied similarly to a mean-field Ising model, for which the spatial correlations and the fluctuation-dissipation theorem are examined. Second, additional experimental results obtained in torque control are also detailed, revealing negative differential responses allowing an analogy with other out-of-equilibrium experiments such as electrical dipoles or complex fluids. These results are understood in the framework of ensemble inequivalence, typical of long-range interacting systems. In addition, escape times from attracting states in multi-stable experiments display a Kramers-like simple dynamics, as do systems with few degrees of freedom. Finally, preliminary results from the SHREK experiment are shown: torques measured in normal and superfluid liquid helium exhibit similar results. Moreover, the Reynolds number range achieved in this experiment allows a more thorough study of the evolution of the hysteresis cycle already studied for lower Reynolds numbers

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Picone, Alan. "Effets des fluctuations et invariance d'échelle locale dans les systèmes stochastiques hors-équilibre." Nancy 1, 2004. http://www.theses.fr/2004NAN10035.

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Abstract:

Nos travaux s'inscrivent dans la thématique générale du vieillissement des systèmes de spin ferromagnétiques. Très remarquablement, les propriétés physiques de ces matériaux s'organisent en une invariance d'échelle dynamique et peuvent être repertoriées à l'aide de quelques courbes maîtresses universelles de référence. Notre axe d'étude consiste à reformuler le problème du vieillissement en termes des symétries dynamiques d'échelle locale qui le caractérisent. D'un point de vue fondamental, nous élevons ces invariances au rang d'une théorie statistique des champs, en traitant systématiquement les effets de bruit thermique et du désordre de l'état initial sur les symétries dynamiques d'un système vieillissant. Dans le contexte d'une dynamique stochastique de Langevin avec z=2, et pour un ferromagnétique présentant en l'absence de bruit une invariance de Galilée, nous démontrons que le fonction de réponse à deux points est indépendante des fluctuations thermiques. Moyennant ces hypothèses, nous effectuons une prédiction analytique de la forme des corrélations à deux points d'un système subissant une cinétique de règlement de phase à température nulle. Nous mettons nos résultats en perspective dans quelques situations physiques concrètes. D'un point de vue plus descriptif, nous étudions certains aspects de la dynamique vieillissante en quantifiant sa distance à l'équilibre. Spécifiquement, nous examinons dans le cadre de modèles exactement solubles l'influence de l'histoire thermique précise de la trempe et des conditions initiales sur la dynamique aux temps reculés d'un échantillon ferromagnétique. Nous élargissons la portée d'un traitement par l'invariance d'échelle locale à certaines de ces situations, et confirmons ainsi la robustesse de cette théorie
This thesis is devoted to the general area of ageing in ferromagnetic spin systems. Very remarkably, the physical properties of these materials can be organized in terms of a simple scaling picture and can be classified through some universal reference curves. Precisely, our study consists in rephrasing the problem of ageing in terms of the dynamical symmetries which caracterize this phenomena. On a theoretical point of view, we turn these invariances into a statistical field theory, through a systeamtic treatment of noisy effects, either of thermal type, or due to the preparation of the sample. In the framework of a Langevin stochastic differential equation with z=2, and for a ferromagnet which is Galilee-invariant without noise, we establish the two-point response function to be independent of the thermal fluctuations. Owing these hypothesis, we produce some analytic prediction of the form of the two-point correlation function when the system undergoes a phase-ordering dynamics at zero temperature. We test our results in some concrete situations. On a more descriptive point of view, we study some aspects of the ageing dynamics with quantifying the distance away from equilibrium. For exactly solvable models, we are interested in both the influence of the thermal history of the quench and the initial conditions on the long-time dynamics of the ferromagnet. We enlarge the validity of local-scale invariance to certain of these situations, and thus confirm the strength of this theory

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Gerschenfeld, Antoine. "Fluctuations de courant hors d'équilibre." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00660285.

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Abstract:

Les systèmes hors d'équilibre sont souvent caractérisés par la présence d'un courant, d'énergie ou de particules, qui brise le bilan détaillé. Dans ces systèmes, les outils tradi- tionnels de la physique statistique, telles la fonction de partition ou l'énergie libre, ne sont pas définies. De nouvelles méthodes, issues de la théorie des systèmes dynamiques, ont été introduites au cours des vingt dernières années afin de décrire ces systèmes à partir de leurs propriétés macroscopiques : elles viennent s'ajouter aux méthodes microscopiques disponibles dans certains cas, comme les systèmes intégrables. Nous nous sommes intéressés au courant Qt traversant un tel système pendant une durée t. Qt étant une grandeur fluctuante, nous avons cherché à obtenir sa statistique (fonction de grandes déviations, cumulants). Dans la première classe de systèmes que nous avons étudiée, les systèmes diffusifs conservant une quantité sur la ligne infinie, nous avons pu calculer ces cumulants exactement ; nous avons aussi pu confronter les résultats des approches microscopiques et macroscopiques. Notre intérêt s'est ensuite porté sur une seconde classe de systèmes, les systèmes mécaniques, qui présentent un écart à la loi de Fourier en dimension 1 : numériquement, nous avons pu généraliser cette propriété aux cumulants supérieurs de Qt. Enfin, nous avons étudié les fluctuations du courant d'un système, le modèle ABC, présentant une transition de phase hors d'équilibre. Les fluctuations, qui respectent la loi de Fourier loin de la transition, deviennent anormales près du point critique, leur comportement se rapprochement alors qualitativement de celui observé dans les systèmes mécaniques.

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Martinie, Olivier. "Caractérisation physique et chimique de décharges hors équilibre : application au traitement des NOx." Orléans, 2000. http://www.theses.fr/2000ORLE2047.

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Abstract:

Depuis le début de l'ère industrielle, la quantité d'oxydes d'azote (NOx) rejetée dans l'atmosphère n'a cessé d'augmenter. Or, les NOx sont un réel danger pour l'environnement et pour la santé humaine. C'est pour cela que des méthodes de traitement des fumées industrielles ont été développées. Ainsi, des techniques basées sur les plasmas hors équilibres sont apparues depuis le début des années 80. Il a été montré que ces technologies plasmas sont très efficaces pour traiter des faibles concentrations de polluants dans les flux d'air. Nous présentons dans ce travail des résultats concernant la caractérisation physique et chimique de réacteurs plasmas hors équilibre, fonctionnant dans l'air à pression atmosphérique. Nous avons étudié un réacteur à décharge glissante (Glidarc). Nous présentons une étude spectroscopique de la décharge. Ces expériences nous ont permis de mesurer la température du gaz et celle des électrons. Nous avons mis en évidence le phénomène de rétro claquage et nous avons étudié son influence sur la conversion chimique des polluants. Les résultats ont été obtenus pour des alimentations sinusoi͏̈dales, avec des fréquences de 50 Hz et de 66. 6 kHz. Enfin, nous avons développé un modèle numérique à deux températures de la décharge. Nous avons également étudié le comportement d'un réacteur de type "décharge à barrière électrique". Ce réacteur a été alimenté successivement par un générateur haute tension sinusoi͏̈dale 50 Hz et par une alimentation impulsionnelle très haute tension. Nous avons mis en oeuvre trois méthodes différentes pour mesurer l'énergie injectée dans le gaz. Nous avons également développé un modèle numérique "1. 5D" des microdécharges. Enfin, nous avons testé les deux réacteurs pour la conversion des NOx dans un milieu de type air sec. Nous avons également étudié l'influence de l'ajout d'une faible quantité d'hydrocarbures dans le milieu réactionnel. Nous présentons un bilan chimique complet des réactions.

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Nagels, Virginie. "Validation expérimentale des codes de physique atomique des plasmas hors équilibre thermodynamique local." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2004. http://www.theses.fr/2004EPXX0049.

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Stoltz, Gabriel. "Simulation moléculaire : Problèmes dynamiques et hors d'équilibre." Habilitation à diriger des recherches, Université Paris-Est, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00709965.

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Abstract:

L'objectif de la simulation moléculaire est de comprendre et prédire les propriétés macroscopiques des matériaux à partir de leur description à l'échelle microscopique. Ce mémoire présente quelques contributions à ce sujet, pour des modèles de la physique statistique et de la physique quantique. Mes travaux en physique statistique numérique peuvent être classés en deux catégories : le calcul de propriétés d'équilibre, l'accent étant porté sur le calcul de différences d'énergie libre (chapitre 2), et l'étude de dynamiques hors d'équilibre en régime permanent pour le calcul de propriétés de transport (chapitre 3). Dans les deux cas, les méthodes numériques reposent sur des dynamiques hors d'équilibre ou nonlinéaires, la distinction entre ces classes de méthodes provenant du fait que l'état invariant du système est soit un état d'équilibre (éventuellement, à une correction près) ou un état hors d'équilibre. Le chapitre 4 présente quelques résultats pour des dynamiques quantiques : fictives, comme pour la transition adiabatique d'états dégénérés ; ou authentiques, comme pour l'évolution en temps des défauts locaux dans les cristaux.

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Tiusan, Coriolan, and Coriolan TIUSAN. "Propriétés électroniques à l'équilibre et hors équilibre des systèmes de type multicouche magnétique : la spintronique de dispositifs a base de jonctions tunnel." Habilitation à diriger des recherches, Université Henri Poincaré - Nancy I, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00682380.

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Abstract:

Le contenu de ce rapport vise à résumer l'ensemble des activités de recherche que j'ai menées durant ces dernières 10 années ainsi que les perspectives et les projets pour les années à venir. Le dossier se scinde en plusieurs parties. La première partie de mon rapport expose mes travaux scientifiques effectués. Leur contenu s'intègre dans le cadre de l'électronique de spin et repose essentiellement sur l'étude du magnétisme et du transport polarisé en spin dans des systèmes de jonctions tunnel magnétiques. Ce travail m'a amené à élaborer des systèmes type jonctions tunnel magnétiques et à étudier la corrélation entre leurs propriétés magnétiques et leurs propriétés de transport polarisé en spin à des échelles macroscopiques et microscopiques. Les travaux sur les JTMs epitaxiees ont démontré qu'une physique au-delà du modèle des électrons libres gouverne le transport électronique dans les systèmes cristallins. La mise en évidence directe de la corrélation entre la structure électronique et chimique de l'interface métal oxyde et le transport tunnel polarisé en spin montre un fort potentiel pour le contrôle des caractéristiques magnéto-électriques de dispositifs spintroniques. Les études actuelles sur les effets de cohérence électronique dans des structures epitaxiees à multiples barrières tunnel et le contrôle de propriétés magnétiques par des courants de spin hors-équilibre ouvrent la voie vers une nouvelle physique et de nouvelles applications. D'une part, la complexité des mécanismes de transport dans les systèmes épitaxies a généré un important investissement personnel dans les techniques de calcul de structure électronique ab-initio ainsi que dans la création des outils de modélisation des propriétés magnétiques et de transport tunnel. D'autre part, du point de vue expérimental, l'ensemble des techniques que j'ai utilise regroupe l' épitaxie par jets moléculaires et la pulvérisation cathodique en ce qui concerne l' élaboration des échantillons, ainsi que des méthodes de caractérisation in situ (diffraction d' électrons RHEED, spectroscopie Auger) ou ex-situ (AFM pour la structure, MFM pour le micro magnétisme, VSM et e et Kerr pour le magnétisme macroscopique, et des diverses techniques de mesure électriques sous champ pour le magneto-transport). Une deuxième partie du rapport résume des résultats récents obtenus sur des systèmes tunnel complexes. Une autre partie du rapport résumé mes objectifs et projets de recherche pour les années à venir. Ils consistent a poursuivre les études de magnétisme et transport polarise en spin dans des hétéro-structures complexes de faible dimensionnalité avec un accent tout particulier vers le développement d'un axe théorique orienté vers la modélisation du transport électronique par des techniques type ab-initio. Dans un rapport annexe , je présente mon Curriculum Vitae, ma production scientifique, et un résumé des activités que j'ai effectuées dans l'enseignement, l'administration de la recherche, la participation a des contrats et des responsabilités collectives.

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Marin, Nicolas. "Contribution à l'étude de la diffusion d'impuretés métalliques dans un film polymère (Kapton) sous et hors irradiation /." Gif-sur-Yvette : Direction de l'information scientifique et technique, CEA Saclay, 1996. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb358261299.

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Grandclaude, Hélène. "Effets de taille finie, extrêmes et propagation de défaillances dans des réseaux hors d'équilibre." Paris 6, 2011. http://www.theses.fr/2011PA066499.

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Abstract:

Cette thèse porte sur deux aspects de la statistique des réseaux hors d'équilibre. Dans un premier temps, nous étudions les effets de taille et de temps fini dans des modèles de réseaux en croissance. La distribution du degré à temps fini est décrite par une fonction d'échelle et présente une transition entre un régime stationnaire et un régime de grandes déviations, pour des degrés de l'ordre du degré de coupure k*. Nous donnons la formule explicite de cette fonction d'échelle pour trois modèles de réseaux en croissance et deux symétries possibles de la condition initiale. Nous étudions ensuite la statistique des extrêmes dans ces réseaux en croissance à temps fini. La dynamique des noeuds les plus connectés diffère selon que le réseau croît avec une règle préférentielle ou uniforme. La dynamique des meneurs dans un réseau invariant d'échelle est gelée : seuls quelques uns des premiers noeuds du réseau dominent la connectivité du système. La dynamique des extrêmes se limite alors à l'alternance de quelques noeuds en position de meneur. Dans un second temps, nous étudions un modèle de propagation d'une défaillance dans les réseaux : le modèle de Lehmann et Bernasconi. Grâce à l'analogie entre ce modèle et un processus de branchement généralisé, nous présentons des résultats analytiques et numériques qui montrent l'apparition dans ce modèle de deux seuils de transition vers un régime où des cascades globales se produisent avec probabilité finie. Nous explorons les propriétés de la cascade et montrons que l'une des transitions est dûe aux propriétés de connectivité du réseau de défaillances tandis que l'autre est liée à la fragilité locale des éléments du réseau.

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Belhaouari, Jean-Belkheir. "Modélisation de l'extinction d'un arc de SF6 hors d'équilibre thermodynamique local." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 1997. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00003150.

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Abstract:

Lors de l'extinction d'un arc de disjoncteur, on observe une brutale diminution de la conductance de l'arc, le plasma est alors soumis à un fort soufflage qui peut conduire à des écarts à l'équilibre chimique. Les modèles fondés sur l'hypothèse de l'équilibre thermodynamique local (E.T.L.) prévoient une diminution de la conductance mais ne rendent pas bien compte de l'ensemble des mécanismes régissant l'extinction. La forte convection est responsable de la présence d'une certaine quantité de gaz froid qui n'a pas été totalement dissocié dans les parties chaudes du plasma. Les particules froides peuvent se recombiner rapidement avec les électrons ce qui modifierait la résistivité du milieu. Pour mettre en évidence ce phénomène qui apparaît dans les disjoncteurs nous avons développé un modèle de l'extinction d'un arc de SF6 pour une géométrie simplifiée à deux dimensions. Ce modèle couple un modèle de cinétique chimique avec un modèle hydrodynamique et permet de calculer les densités des espèces. La mise en place de ce modèle s'est caractérisée par des calculs préliminaires pour l'initialisation : la composition du plasma à l'équilibre est obtenue à l'aide d'un modèle collisionnel ; un modèle hydrodynamique à deux dimensions a été développé et nous permet de calculer les champs de température et de vitesses en régime stationnaire. Le modèle a été complété par une étude sur la cinétique du SF6 qui nous a permis de mettre en évidence les différents processus réactionnels qui gouvernent la disparition des électrons. Nous avons simulé l'extinction de l'arc pour une intensité initiale de 50 A et pour des pressions fixées à 0.1 et 0.4 MPa, le modèle cinétique est couplé au modèle hydrodynamique à partir de l'équation des gaz parfaits et de la relation liant la densité de masse aux densités des espèces. Les principaux résultats du modèle hydrodynamique confirment que la vitesse de refroidissement est de l'ordre de -108 K.s-1. Les résultats sur la cinétique montrent que la convection agit sur les molécules de S2 qui se retrouvent, au bord de la décharge et pour des températures comprises entre 4000 K et 6000 K, en surpopulation par rapport à l'équilibre. Par processus d'échange de charge entre les particules S2 et S+ la surpopulation de S2 va conduire à une surpopulation des ions S2+. Ces ions vont principalement se recombiner avec les électrons provoquant une baisse de la population électronique, et une modification de la résistivité du milieu.

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Girard, Philippe. "Membranes hors d'équilibre : échanges et transport actif." Phd thesis, Université Paris-Diderot - Paris VII, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00006588.

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Abstract:

Les membranes biologiques sont le centre de nombreux phénomènes hors équilibres qui sont essentiels pour les cellules. Pour une description physique plus complète des biomembranes, nous avons étudié, théoriquement et expérimentalement, les effets de deux processus hors équilibres sur les propriétés de membranes artificielles. Premièrement, nous avons développé une théorie, complètement covariante, des membranes qui sont soumises à des échanges de matériels biologiques (i.e. lipides, enzymes et protéines membranaires). Avec cette description, l'étude des fluctuations de telles membranes nous a montré que, sous certaines conditions, celles-ci peuvent devenir instables en développant un long et fin tubule qui présente certaines similitudes morphologiques avec les membranes des organelles. Nous avons appliqué ce modèle avec succès pour décrire le phénomène de fusion observé expérimentalement entre de petites et de grosses vésicules chargées mimant le phénomène d'endocytose. Deuxièmement, nous avons étudié les effets de l'activité des protéines membranaires sur le spectre des fluctuations. Un modèle théorique qui prend en compte l'activité hors-équilibre des protéines prévoit une amplification des fluctuations lorsqu'un bruit hors-équilibre s'ajoute au bruit thermique. Pour tester expérimentalement ces prévisions, nous avons reconstitué une pompe ATP-dépendante, l'ATPase-Ca2+ dans des vésicules géantes unilamellaires. Puis grâce à la technique d'aspiration par micropipette, nous avons mis en évidence à la fois une décroissance du module de courbure liée à la présence des protéines dans la membrane, et une augmentation des fluctuations dans les membranes actives.

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Jiang, Qifeng. "Microstructure de suspensions hors du régime de Stokes." Thesis, Lille 1, 2010. http://www.theses.fr/2010LIL10110/document.

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Abstract:

Nous présentons une étude expérimentale de la microstructure d’une suspension hors du régime de Stokes en lit fluidisé. L’étude est menée par une méthode de visualisation directe sur une cellule de type Hele-Shaw (suspensions bidimensionnelles) qui permet d’accéder aux principales grandeurs macroscopiques de l’écoulement : densité de particules et vitesses des particules ainsi qu’à la position instantanée de toutes les particules. La microstructure est déduite de cette dernière mesure par l’intermédiaire de la fonction de distribution de paires et du facteur de structure. Les effets d’inertie du fluide entraînent une forte anisotropie de la microstructure caractérisée entre autres par une élasticité de la phase solide plus importante dans le sens de l’écoulement que transversalement. Le phénomène de sillage en aval des particules est avancé comme explication de l’anisotropie. A l’échelle macroscopique un étirement de la répartition de la phase solide est observé quand les nombres de Reynolds particulaires atteignent la centaine sans qu’il soit permis de conclure sur son origine qui peut provenir de la microstructure ou d’un phénomène d’instabilités hydrodynamiques
We present an experimental study of microstructure of suspensions out of Stokes regimes. The study was carried out by direct visualizations on fluidized bed in a Hele-Shaw cell (Two dimensional suspensions). These visualizations allowed measurement of macroscopic physical quantities such as particles density and particles velocities. The microstructure was deduced from the instantaneous positions of all particles with the help of pair probability distribution functions and structure factors. Inertial effects led to high anisotropy of microstructure associated to higher elasticity of the solid phase in mean flow direction than in transverse one. Anisotropy is explained by wake process downstream particles. At macroscopic scale a stretching of the spatial distribution of solid phase was observed for particulate Reynolds numbers reaching 100. There is no evidence that this stretching results from microstructure or hydrodynamic instabilities

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Montel, Fabien. "Dynamique à l'équilibre et hors d'équilibre de la chromatine visualisée par microscopie de force atomique : effet des variants d'histones et des facteurs de remodelage." Phd thesis, Ecole normale supérieure de lyon - ENS LYON, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00358612.

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Abstract:

L'organisation de l'ADN sous forme de nucléosome interfère avec différents processus cellulaires. La cellule recrute des facteurs de remodelage et des variants d'histones pour surmonter cette barrière physique. Dans ce travail, nous utilisons la Microscopie à Force Atomique pour visualiser des mono- et des oligo- nucléosomes à l'équilibre et hors-équilibre.
Nous montrons que le variant H2A.Bbd modifie la structure et la dynamique du mono-nucléosome et que sa présence altère la faculté de la chromatine à former une structure d'ordre supérieur. En utilisant un modèle physique nous expliquons quantitativement ce comportement par la flexibilité du mono-nucléosome.
Nous étudions ensuite le mécanisme du remodelage de mono-nucléosomes par SWI/SNF et RSC. Nous mettons en évidence un intermédiaire réactionnel sous la forme d'un nucléosome sur-complexé apparaissant avant le nucléosome glissé. Enfin au niveau des di-nucléosomes nous montrons que RSC est un ‘randomiseur' processif et séquentiel.

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Montel, Fabien. "Dynamique à l'équilibre et hors d'équilibre de la chromatine visualisée par microscopie de force atomique : effet des variants d’histones et des facteurs de remodelage." Lyon, École normale supérieure (sciences), 2008. http://www.theses.fr/2008ENSL0484.

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Abstract:

L’organisation de l’ADN sous forme de nucléosome représente une barrière pour la liaison des facteurs de transcription à leur ADN-cible et interfère avec différents processus cellulaires. Les facteurs de remodelage et l’incorporation de variants d’histones dans la chromatine sont utilisés à l’intérieur de la cellule pour surmonter cette barrière nucléosomale et modulent l’accès à l’ADN au travers du contrôle de la dynamique nucléosomale. Dans ce travail nous utilisons une technique de molécule unique (la Microscopie à Force Atomique, AFM) pour visualiser des mono- et oligo- nucléosomes et quantifier leur structure et leur dynamique tant à l’équilibre que hors-équilibre. Nous étudions tout d’abord l’impact de l’incorporation de H2A. Bbd au niveau du mono- et de l’oligo- nucleosome. Nous montrons que ce variant d’histone modifie à la fois la structure et la dynamique du nucléosome et que sa présence altère la faculté de la chromatine à former une structure d’ordre supérieur. En utilisant un modèle issu de la physique des polymères, nous expliquons quantitativement ce comportement par les propriètés dynamiques du nucléosome et plus précisément la flexibilité du mononucléosome. Nous étudions ensuite le mécanisme du remodelage des nucléosomes par SWI/SNF et RSC. Pour ce faire nous déterminons simultanément la longueur d’ADN complexée et la position pour des mono-nucléosomes. Nous mettons en évidence un intermédiaire réactionnel sous la forme d’un nucléosome sur-complexé apparaissant avant le nucléosome glissé. Enfin, pour des di-nucléosomes, nous visualisons différents types d’états glissés que nous utilisons pour construire un modèle stochastique montrant que RSC est un randomiseur processif et séquentiel
The organization of DNA into nucleosome can be seen as a barrier for the transcription factors binding to their target DNA sequences and interferes with several basic cellular processes. ATP-remodeling machines and the incorporation of histone variants into chromatin are used by the cell to overcome the nucleosomal barrier and modulate DNA accessibility by the control of nucleosome dynamics. In this work, we use a single molecule technique (Atomic Force Microscopy, AFM) to visualize isolated mono- and oligonucleosomes and quantify their structure and dynamics at equilibrium and out of equilibrium. First, we study the impact of H2A. Bbd incorporation at the mononucleosome and oligonucleosome level. We show that this variant modifies both structure and dynamics of the complex and its presence alter the ability to form an higher structure organization of the chromatin. Using a polymer physics model we demonstrate that the behavior of variant chromatin can be quantitatively explained by the mononucleosome dynamical properties and more precisely by the nucleosome flexibility. Then, we study the mechanism of nucleosome remodeling by SWI/SNF and RSC on mono- and di- nucleosomes. To do so we determine simultaneously the mononucleosome DNA complexed length and position distributions and produce 2D histograms in various contexts. We demonstrate the appearance of a reaction intermediate visible as an overcomplexed nucleosome. Finally, focusing on the di-nucleosomes, we report different slided states that are used to construct a simple stochastic model showing that RSC is a highly processive and sequential randomizer

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Mondet, Julie. "Impacts cliniques et physiopathologiques de l'équilibre redox et de la protéine S100A8 extracellulaire dans les leucémies aiguës myéloïdes de novo de l'adulte (hors LAM3)." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAS007/document.

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Abstract:

Les leucémies aigues myéloïdes (LAM) sont caractérisées par une expansion clonale de cellule(s) souche(s) leucémique(s) bloquée à un stade précoce de maturation. Malgré les avancées thérapeutiques, leur pronostic reste sombre et des progrès thérapeutiques doivent encore être réalisés. Dans les LAM, les espèces réactives de l’oxygène (ROS) sont considérées comme, d’une part, participant à la leucémogenèse et, d’autre part, comme hautement impliquées dans la sensibilité aux chimiothérapies conventionnelles. Par ailleurs, l’équilibre redox qui participe aux dérégulations métaboliques associées au processus leucémique, dépend de nombreux régulateurs, dont la protéine S100A8, protéine connue pour son action stimulatrice sur la NADPH oxydase et sa valeur pronostique dans les LAM.Ce travail s’est donc intéressé à la caractérisation des désordres oxydatifs dans les LAM afin d’évaluer leur impact clinico-biologique, et d’autre part au rôle de la sécrétion de la S100A8 dans le microenvironnement médullaire. De plus, à partir de lignées leucémiques, nous avons étudié l’impact de la S100A8 exogène sur la production de ROS, la respiration mitochondriale et le métabolome des cellules blastiques.A partir d’une cohorte de 84 patients atteints de LAM de novo au diagnostic, nous avons mis en évidence des désordres de l’équilibre redox à la fois dans les cellules leucémiques, dans les cellules normales de l’environnement médullaire ainsi que sur les systèmes régulateurs antioxydants (SOD, GPX, glutathion…). De plus, nous avons montré que la production des ROS observée en réponse à des modulateurs de la mitochondrie, qui reflète indirectement la fonctionnalité mitochondriale, joue un rôle pronostique indépendant des facteurs pronostiques habituels. L’analyse de la S100A8 dans les plasmas médullaires montre une expression augmentée dans les LAM, d’origine monocytaire majoritairement et est associée à des anomalies moléculaires de bon pronostic (inv(16), NPM1) ou un sous-groupe de patients FLT3-ITD mutés présentant une meilleure survie. Enfin, l’étude de la S100A8 sur les lignées leucémiques a permis de mettre en évidence la diversité de ses effets sur la croissance cellulaire, l’apoptose, la production de ROS ainsi qu’une variation métabolique de la phosphocholine dont les mécanismes restent à explorer.En conclusion, mon travail apporte des éléments originaux sur les particularités de l’équilibre bio-énergétique dans les LAM. Il souligne, que l’impact de ses dérégulations sur le pronostic des patients résulte de la combinaison d’un ensemble de facteurs métaboliques, qui doivent être appréhender dans leur globalité pour une meilleure efficacité thérapeutique
Acute myeloid leukemia (AML) is characterized by clonal expansion of leukemic(s) cell(s) blocked at an early stage of maturation. Despite therapeutic advances, their prognosis remains poor and therapeutic improvements are needed. In AML, reactive oxygen species (ROS) are considered to contribute to leukemogenesis and, on the opposite, standard chemotherapies exert cytotoxicity via ROS. In addition, the redox balance acts on metabolic dysregulation in AML and depends on many regulators, such as S100A8 protein, associated with worst prognostic in AML and known to stimulate NADPH oxidase.In this context, this work focuses on oxidative disorders, and S100A8 expression in bone marrow microenvironment according to clinical-biological characteristics and evaluate their prognostic impact in AML. In addition, we investigated the impact of exogenous S100A8 on ROS production, mitochondrial respiration, and metabolism in leukemia cell lines.In a cohort of 84 de novo AML at diagnosis, we demonstrate the existence of redox balance disorders on leukemic cells, on normal cells from bone marrow microenvironment, and on antioxidant systems (SOD, GPX, glutathione ...). In addition, ROS production observed in response to mitochondrial modulators indirectly reflects mitochondrial functionality plays a prognostic role independent of the current prognostic factors. The analysis of S100A8 in bone marrow plasmas shows a higher expression in AML than in healthy controls or other hematological neoplasms. This hyperexpression is predominantly of monocytic origin and is associated with molecular abnormalities of good prognosis such as (inv (16), NPM1) or with a subgroup of mutated FLT3-ITD patients with better survival. Finally, the study of S100A8 on leukemia cell lines highlights its heterogeneous effect on cell growth, apoptosis, ROS production and on NOX regulation. Furthermore, we observe a S100A8-phosphocholine change which remains to be explored.In conclusion, this work provides original information on bio-energetic balance in AML and their prognostic impacts, emphasizing that these metabolic alterations impact AML prognosis through complex interactions

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Martinez, Aguilera Servet. "Description ergodique des processus de Markov qui convergent vers l'équilibre associés aux k-systèmes." Paris 6, 1986. http://www.theses.fr/1986PA066242.

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Abstract:

On donne une description ergodique des processus de Markov canoniques qui convergent vers l'équilibre associés aux k-systèmes. On montre que leur probabilité de transition est concentrée sur la variété stable du point transforme et que le domaine d'attraction de la mesure invariante est le même que pour le k-système. On caractérise la propriété de convergence vers l'équilibre par une entropie de non équilibre. Utilisant une formule d'entropie généralisée de Rokhlein on trouve des conditions pour qu'elle soit préservée pour de tels processus et quand le système de départ est la transformation du boulanger on prouve que le système dynamique induit par le processus est aussi de type Bernoulli. On étudie des systèmes d'espace de base discret.

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Aron, Camille. "Dynamique hors d'équilibre classique et quantique : formalisme et applications." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00538099.

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Abstract:

Cette thèse traite de la dynamique de systèmes couplés à un environnement. Nous recensons les symétries du formalisme Martin-Siggia-Rose-Janssen-deDominicis associé aux équations de Langevin. À l'équilibre, nous étendons le formalisme super-symétrique aux cas d'un bruit coloré et multiplicatif et exhibons une symétrie qui génère tous les théorèmes d'équilibre. Brisée, elle donne lieu aux différents théorèmes de fluctuations. Une autre symétrie, valable aussi hors d'équilibre, fournit des équations dynamiques couplant corrélations et réponses. Par ailleurs nous étendons le formalisme super-symétrique au cas du bruit coloré et multiplicatif. Nous suivons, par des simulations de Monte Carlo, la croissance de domaines dans le modèle d'Ising 3d soumis à un champ magnétique aléatoire après une trempe en température. En étudiant les lois d'échelle dynamiques, nous confirmons la conjecture de super-universalité. En revanche, nous montrons qu'elle est absente dans la dynamique vitreuse du modèle d'Edwards-Anderson 3d malgré l'existence d'une échelle de longueur permettant d'écheler des observables globales et locales. Nous étudions analytiquement la dynamique de roteurs quantiques désordonnés couplés brutalement à un environnement qui impose un courant électrique à travers le système. Nous prouvons l'existence d'une transition de phase dynamique entre une phase stationnaire de non-équilibre et une phase ordonnée à basse température, faibles fluctuations quantiques et faible courant. Nous montrons que celui-ci joue le rôle d'un bain d'équilibre sur la dynamique vieillissante qui est décrite par des lois d'échelle super-universelles.

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Miraoui, Abdelkader. "Traitement non linéaire des données pour l'analyse de l'équilibre chez les personnes âgées." Troyes, 2012. http://www.theses.fr/2012TROY0016.

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Abstract:

Dans les pays développés, les dernières statistiques indiquent clairement l’augmentation de la proportion des personnes âgées. Donc, le maintien de l'autonomie à domicile constitue aujourd'hui un enjeu primordial pour cette catégorie. En particulier, la majorité des personnes âgées, vivant seul à domicile, fait face à des situations à risques telles que des chutes. Dans cette thèse, nous proposons des méthodes non linéaires dans le but d'extraire des paramètres pertinents pour la prévention et la détection précoce du risque de chute. L’originalité de ces méthodes réside dans l’analyse non linéaire des composantes du signal obtenues à partir d’une décomposition modale empirique. La décomposition modale empirique a permis de mettre en évidence l’existence d’une composante chaotique dans le signal à partir de laquelle on peut extraire un indicateur performant de la qualité de la posture humaine. Nous nous sommes particulièrement intéressés à la reformulation mathématique de l’EMD dans le but est de la généraliser au cas multidimensionnel. Cette nouvelle extension a été appliquée par la suite sur les signaux stabilométriques dans le but d'extraire des paramètres pertinents de prévention et de détection de chute. Les perspectives de ce travail sont nombreuses, parmi lesquelles la fusion des données de la posture humaine avec d’autres données issues des capteurs intégrés dans un habitat intelligent
In developed countries, the latest statistics clearly indicate that elderly population is growing, and people are living longer. Thus, maintaining a functional independence of the elderly becomes a priority for our society. The majority of elderly people living alone are more and more exposed to risky situations; one of them is the risk of falling. Falls are the leading cause of serious and health threats in the elder population. In this thesis, we started by reviewing the problem of fall detection in the elderly. Next, we proposed non-linear methods in order to extract relevant parameters for the prevention and early detection of the risk of falling. The originality of these methods is the nonlinear analysis of the components obtained from an empirical modal decomposition. The EMD method has highlighted the existence of a chaotic component in the signal from which we can extract an effective indicator of the quality of human posture. We are particularly interested in the mathematical reformulation of the EMD method in order to generalize it to the multidimensional case. This new extension was applied later on stabilogram signals in the aim of extracting relevant parameters for the prevention and detection of falling. One of the perspectives of this work is to consider data fusion of human posture with other data from sensors embedded in a smart home

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Degorce, Jean-Yves. "Dynamique hors équilibre de phénomènes de transport dans un solide absorbant, soumis à une impulsion laser." Bordeaux 1, 2005. http://www.theses.fr/2005BOR12950.

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Abstract:

Je présente dans cette thèse un ensemble de modèles tant analytiques que numériques destinés à décrire la dynamique hors équilibre des phénomènes de transport dans un solide absorbant irradié par un laser pulsé (ns et fs). Bien que ces modèles soient parfaitement généralisables à d'autres types d'interactions rayonnement-matière, ils sont, pour une part importante de cette thèse, utilisés dans le but de modéliser un procédé laser industriel original de fabrication d'une résistance de haute précision (compatible CMOS). Depuis le rayonnement incident, jusqu'au comportement électrique de la résitance fabriquée, la totalité du procédé est modélisée. Dans un premier temps, une description analytique originale d'un problème sans solution exacte (problème de Stephan), permet de déduire les paramètres essentiels décrivant un recuit laser en phase liquide. Puis, grâce à une description numérique des transports énergétiques avec changement de phase et des transports d'espèces minoritaires (dopants), je calcule la distribution transitoire de température au sein du matériau et les profils de concentration des dopants lors d'un recuit laser en phase liquide. La précision des calculs numériques est évaluée expérimentalement grâce à des mesures transitoires de réflectivité et des mesures de concentration dans le dispositif. L'effet de la ségrégation hors équilibre sur les profils de dopants est particulièrement étudié et le comportement original de l'indium lors d'un recuit laser est mis en évidence. Enfin, dans le but de contrôler les différents transports (électronique, thermique) dans les premiers instants de l'interaction entre rayonnement et matière lors d'impulsions laser (fs), j'ai développé des modèles basés sur la double température, décrivant la création de porteurs libres dans le cas du Si et le transport balistique d'énergie par électrons pour les métaux nobles. Les modèles sont validés par des mesures expérimentales de réflectivité et de domaines thermiquement affectés.

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Léonard, Sébastien. "Hétérogénéité dynamique et échelles de longueur dans les systèmes vitreux hors-équilibre." Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00196528.

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Abstract:

L'origine microscopique du ralentissement de la dynamique dans les systèmes vitreux peut être attribuée à la nature hétérogène de la dynamique apparaissant à l'approche de la température de transition vitreuse. Dans ce travail, nous caractérisons cette hétérogénéité dynamique dans le cadre d'une dynamique hors-équilibre en nous basant sur l'étude numérique et analytique de modèles à contraintes cinétiques. Nous mesurons ainsi le temps de vie de l'hétérogénéité dynamique et démontrons que dans le cas des verres fragiles, il augmente plus rapidement que le temps de relaxation du système. Nous caractérisons aussi les régimes de vieillissement des modèles étudiés en établissant l'existence d'un lien avec la dynamique de modèle de marcheurs aléatoires. Enfin nous mesurons la violation du théorème fluctuation-dissipation et montrons que le signe négatif des températures effectives trouvées est une conséquence directe de la nature thermiquement activée de la dynamique.

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Peyreigne, Christelle. "Rôle de l'hormone de croissance à l'exercice : implications dans l'équilibre hydro-minéral et le métabolisme musculaire oxydatif." Montpellier 1, 2000. http://www.theses.fr/2000MON1T003.

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Le, Goff Thomas. "Dynamique non-linéaire et hors-équilibre des membranes lipidiques confinées." Thesis, Lyon 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LYO10245/document.

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Abstract:

Les membranes lipidiques auto-assemblées présentent une riche phénoménologie de comportements dynamiques, et sont présentes dans de nombreux systèmes biologiques. Au cours de cette thèse nous avons étudié la dynamique de ces membranes dans des situations de fort confinement par des modèles théoriques simples. Nous nous sommes focalisés sur le cas d'un confinement entre deux murs, en présence d'un potentiel double-puits menant à deux états possibles d'adhésion (sur le mur du haut, ou sur celui du bas). A l'aide de modèles de lubrification, nous avons obtenu une équation différentielle nonlinéaire et nonlocale décrivant l'évolution de la morphologie de la membrane. Nous avons surtout étudié son comportement dans les systèmes bidimensionnels, où la membrane est un objet unidimensionnel. Dans ce cadre, nous avons montré que la rigidité de courbure de la membrane mène à une dynamique différente de la dynamique de mûrissement obtenue habituellement en présence d'une tension de surface. En effet, la membrane atteint rapidement une configuration gelée, qui dépend des conditions initiales. L'arrêt de la dynamique la conséquence d'une interaction oscillante entre les kinks –définis ici comme parois de domaines dans les systèmes unidimensionnels. L'organisation spatiale de la configuration finale peut être contrôlée par la perméabilité des murs : par exemple, si la membrane est initialement plane, et à mi-chemin entre les deux murs, des morphologies désordonnées sont obtenues pour des murs perméables, alors qu'un ordre à longue distance est obtenu dans le cas imperméable. Nous avons de plus montré que différents ingrédients physiques tels qu'une tension de membrane, l'asymétrie du potentiel d'adhésion, ou le bruit thermique sont susceptibles de restaurer le mûrissement, généralement au dessus d'un seul fini. Inspirés par la biolubrification, nous avons par ailleurs étudié l'influence d'un cisaillement imposé par le mouvement des murs. Les simulations montrent une dynamique riche de plusieurs régimes, qui influence la friction effective entre les murs. Pour les faibles taux de cisaillements, nous obtenons une dynamique complexe et chaotique qui engendre du mûrissement, et mène à un comportement thixotrope, où la force décroît avec le temps. Pour des taux de cisaillement modérés et fort, nous obtenons respectivement des solutions stationnaires périodiques ou du chaos spatiotemprel. Dans ces deux régimes, le système est rhéo-fluidifiant
Self-assembled lipid membranes exhibit a rich variety of dynamical behaviors, and are ubiquitous in biology. In this thesis, we report on the study of dynamics of membranes in strong confinement, using simple theoretical models. We focus on the case of confinement between two walls, in the presence of a double-well potential leading to two possible states of adhesion (on the upper or the lower wall). Using a lubrication model, we obtained a nonlinear and nonlocal partial differential equation describing the evolution of the membrane morphology. We have mainly studied the twodimensional case, where the membrane is a one-dimensional object. Within this frame, we have shown that the membrane bending rigidity leads to dynamics that are different from the coarsening behavior obtained usually in the presence of surface tension. Indeed, the membrane reaches a frozen state, which depends on the initial conditions. The freezing of the dynamics is the consequence of the oscillatory interaction between kinks –here defined as domain walls in one-dimensional systems. The spatial organization of the final state can be controlled by the wall permeability : as an example, starting from a plane membrane half-way between the two walls, disordered configurations are obtained for very permeable walls, while long range order is obtained with impermeable walls. In addition, we have shown that different physical ingredients such as membrane tension, potential asymmetry, or thermal noise, can restore coarsening, usually above a finite threshold. Inspired by biolubrication, we have also studied the influence of shear imposed by the motion of the two confining walls. Simulations show a rich behavior with several regimes, which influence the effective friction between the walls. For weak shear rates, we obtain complex and chaotic dynamics, which induce coarsening, leading to a thixotropic behavior, where the force decreases with time. For moderate or large shear rates, we respectively obtain frozen periodic stationary solutions, or spatio-temporal chaos. In these two regimes, the system exhibits shear-thinning

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Lecomte, Vivien. "Thermodynamique des histoires et fluctuations hors d'équilibre." Phd thesis, Université Paris-Diderot - Paris VII, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00198144.

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Abstract:

La thermodynamique étudie les fluctuations des configurations adoptées par un système, mais ce point de vue n'est pas adapté aux situations où les fluctuations des histoires sont importantes.

Dans une première partie, nous adaptons le formalisme de Ruelle au cas des systèmes markoviens en temps continu. Il apparaît que tous les concepts de la théorie (fonction de partition dynamique, pression topologique) s'obtiennent comme des fonctions de grandes déviations de certaines observables extensives en temps. Nous développons une approche en champ moyen, basée sur la construction d'une énergie libre dynamique à la Landau-Ginzburg, dont découlent toutes les observables de la théorie. Nous exposons également un algorithme qui permet de les évaluer en dimension finie. L'application de ces méthodes à des modèles de verres montre que l'état stationnaire de ces systèmes est situé exactement au point d'une transition de phase dynamique du premier ordre (entre deux phases active et inactive) ce qui justifie l'image heuristique de coexistence de phase dynamique proposée pour décrire ces modèles.

La seconde partie traite spécifiquement des fluctuations de courant dans des systèmes pour lesquels peu de résultats généraux sont disponibles : (i) un modèle de spins très loin de l'équilibre au contact de deux bains thermiques, (ii) un modèle d'exclusion symétrique en dimension 1, (iii) des exemples de systèmes superdiffusifs. Dans tous ces systèmes, nous déterminons le comportement en loi de puissance de la fonction de grandes déviations et, lorsque c'est possible, la fonction de grandes déviations elle-même ou les fonctions d'échelles qui correspondent à différents régimes de courant.

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Epelbaum, Thomas. "approche de l'équilibre dans les collisions hadroniques à haute énergie." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01010346.

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Abstract:

Cette thèse étudie les premiers instants d'une collision d'ions lourds. Juste après cette collision, il a été démontré que la matière produite -- appelée Plasma de Quarks et de Gluons (PQG) -- est très loin de l'équilibre thermique. On voudrait donc savoir si le PQG thermalise, et quelle est l'échelle de temps caractéristique pour cela. Le manuscrit expose l'étude de ces questions dans deux sortes de théories. Dans un premier temps, on étudie une théorie scalaire. En initialisant cette dernière dans un état hors équilibre, on peut étudier l'approche de l'équilibre pour un système de volume fixe ou un système en expansion unidimensionnelle. Dans les deux cas, des preuves d'une possible thermalisation peuvent être observées : une équation d'état se forme, le tenseur des pressions devient isotrope et le nombre d'occupation tend vers une distribution d'équilibre thermique classique. Ces résultats sont obtenus à l'aide de l'approximation classique statistique (ACS), qui permet d'inclure des contributions au-delà de l'ordre dominant de la théorie des perturbations. Dans un second temps, le "Color Glass Condensate", une théorie effective basée sur la Chromodynamique quantique adaptée à l'étude des premiers instants suivant la formation du PQG, est utilisé pour étudier de manière plus réaliste l'approche de l'équilibre thermique dans les collisions d'ions lourds. Après avoir établi quelques prérequis pour l'utilisation de l'ACS, les simulations numériques effectuées avec les équations de Yang-Mills semblent indiquer que le PQG devient rapidement isotrope, tandis que son rapport viscosité sur entropie est très petit, ce qui est la caractéristique d'un fluide quasi idéal.

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Dissertations / Theses on the topic 'Physique hors de l'équilibre'

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