Tesi: "Géométrie magnétique"

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Martin, Witkowski Laurent. "Écoulements engendrés par un champ magnétique tournant en géométrie cylindrique". Grenoble INPG, 1997. http://www.theses.fr/1997INPG0218.

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Abstract (sommario):

L'utilisation d'un champ magnetique tournant est un moyen permettant, sans contact mecanique direct, d'engendrer ou de controler des ecoulements de metaux liquides lors de l'elaboration de materiaux dans diverses technologies et plus particulierement la croissance cristalline. L'etude, en geometrie cylindrique, des effets d'un champ tournant sur un fluide conducteur d'electricite est proposee dans deux geometries : - un cylindre de section circulaire de hauteur infinie - un cylindre de section circulaire de hauteur finie un apercu de la bibliographie est d'abord expose afin d'illustrer, dans les deux geometries, les principaux mecanismes qui controlent le champ de vitesse et la distribution du champ magnetique. Dans le cas d'un cylindre de hauteur infinie, nous avons mene une etude sur les champs intenses tournants a une frequence suffisamment elevee pour qu'on ne puisse pas negliger l'effet de peau. La richesse de ce regime vient du fort couplage entre le champ magnetique et le champ de vitesse. Dans ce regime, l'ecoulement se compose d'un ecoulement principal azimutal auquel se superposent des recirculations dans le plan transverse dont les lignes de courant restent alignees avec les ligens du champ magnetique. Dans la deuxieme geometrie, l'ecoulement devient plus complexe du fait d'un ecoulement secondaire apparaissant dans le plan meridien et qui est induit par la variation verticale de la vitesse azimutale. Plusieurs regimes sont distingues en fonction de l'intensite du champ magnetique et de sa frequence. Il est montre que l'effet de peau peut conduire a des situations ou l'ecoulement presente des zones de contre rotation par rapport au champ magnetique. La stabilite hydrodynamique de l'ecoulement est egalement discutee.

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Pacitto, Grégory. "Instabilités hydrodynamiques à l'interface de ferrofluides en géométrie confinée". Paris 7, 2001. http://www.theses.fr/2001PA077107.

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Barthélemy, Quentin. "Etudes par RMN, µSR et chaleur spécifique de liquides de spins quantiques dans des matériaux à géométrie kagome". Thesis, université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASP065.

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Abstract (sommario):

Le modèle d’Heisenberg antiferromagnétique pour des spins 1/2 sur le réseau kagome joue un rôle clé dans la recherche d’états quantiques exotiques, dont les liquides de spins qui, par dopage, pourraient engendrer de la supraconductivité. Malgré son apparente simplicité, la nature de l'état fondamental et du spectre d'excitations reste très débattue. Grâce à un nombre croissant de matériaux kagome, chacun ayant ses propres déviations par rapport au modèle d’Heisenberg, il devient possible de confronter expérience et théorie et d'étudier l'effet des perturbations inhérentes aux différents matériaux. Le travail expérimental décrit dans ce manuscrit présente deux volets. L’herbertsmithite ZnCu₃(OH)₆Cl₂, dont le réseau magnétique est formé par des plans kagome géométriquement parfaits représente la meilleure matérialisation du modèle d’Heisenberg à ce jour (J~180 K). Comme attendu pour un liquide de spin, il ne présente pas d’ordre magnétique à basse température mais une dynamique de spin persistante. La présence d’impuretés magnétiques inter-plans et l’interaction de Dzyaloshinskii-Moriya (Dz~0.06J) sont les perturbations dominantes. Grâce à une étude locale par RMN de l'¹⁷O sur un monocristal, nous avons pu mesurer les susceptibilités statique et dynamique des plans kagome à basse température, et nous prouvons que le spectre d'excitations est sans gap. L’état fondamental stabilisé est donc distinct des états de type VBC et de nombreux états liquides de spins avec gap. L’analyse de la susceptibilité statique est compatible avec un modèle fermionique de cônes de Dirac, désormais proposé dans la plupart des travaux numériques. La chaleur spécifique intrinsèque aux plans kagome ne peut être mesurée que sous des champs magnétiques intenses. Elle complète nos informations sur la densité d’états à basse énergie et la nature des excitations. Sa quasi-indépendance en champ jusqu'à 34 T semble en contradiction avec la nature fermionique des excitations, qui devraient former des poches de Fermi sous champ. Pourtant, comme prévu pour des particules de Dirac, la densité d’états semble s’annuler à température nulle. Bien que la nature exacte des excitations reste donc incertaine, nos résultats limitent fortement les développements théoriques futurs. En outre, grâce à la RMN et à la chaleur spécifique, nous avons également pu identifier des transitions induites par le champ à très basse température, et nous ébauchons un premier diagramme de phases. Nous avons également utilisé la µSR pour sonder la robustesse de l'état liquide de spins, qui persiste au moins jusqu'à 28 kbar. Nous présentons ensuite les systèmes isolants yttrium-kapellasites YCu₃(OH)₆OxCl₃-x, avec x=0 et x=1/3, deux variantes de l’herbertsmithite, issus de tentatives infructueuses de dopage de l'herbertsmithite par substitution des cations de zinc divalents par des cations monovalents ou trivalents. Dans ces composés aussi à base de cuivre, la structure exclut la présence d’impuretés magnétiques inter-plans. Les propriétés de l'état fondamental sont déterminées à l'aide de mesures thermodynamiques macroscopiques et de µSR sur des échantillons polycristallins. Le composé x=0 présente un réseau kagome géométriquement parfait mais son état fondamental est ordonné à longue portée, attribué à une forte interaction de Dzyaloshinskii-Moriya. Le réseau kagome légèrement distordu du composé x=1/3 est à l’origine d’échanges anisotropes, mais son état fondamental présente toutes les caractéristiques d’un liquide de spins. Toutefois, nous montrons au moyen d’une étude comparative de RMN du ³⁵Cl sur des échantillons du composé x=1/3, que les monocristaux développent un magnétisme statique, à l’inverse des échantillons polycristallins. Pour le composé x=1/3, nous concluons que l'interaction de Dzyaloshinskii-Moriya et/ou le réseau magnétique distordu sont certainement à l'origine de la transition magnétique à basse température
The kagome Heisenberg antiferromagnet decorated with quantum spins is a fascinating model where to look for exotic quantum states including the elusive spin liquids. Despite its apparent simplicity, there is still no consensus on the exact nature of the ground state and of the excitation spectrum. The current availability of quantum kagome materials, each with their own deviation to the pure Heisenberg model, allows to confront a fair amount of experimental results to theoretical predictions and study the effect of perturbations inherent to real materials. The experimental work presented in this manuscript examines two directions.First, we focus on the emblematic herbertsmithite ZnCu₃(OH)₆Cl₂, with perfect kagome planes. It is the closest materialization of the pure Heisenberg model so far (J~180 K) and exhibits attributes of a quantum spin liquid at low temperatures, with the absence of magnetic long-range order and the persistence of spin dynamics. As main perturbations, we can mention magnetic impurities between the kagome planes and a finite out-of-plane Dzyaloshinskii-Moriya component (Dz~0.06J). With a comprehensive ¹⁷O NMR study on a high-quality single crystal, we were able to measure the intrinsic (kagome) low-temperature static spin susceptibility and spin dynamics, and we show unambiguously that the excitation spectrum is gapless, at variance with valence bond crystal states and numerous spin liquid candidates that are characterized by gapped excitations. Moreover, the disclosed static spin susceptibility restores some convergence with a fermionic Dirac cone model now advocated for in most numerical works. To shed another light on the low energy density of states, we measured the specific heat on high-quality single crystals. The kagome intrinsic specific heat is obtained in high magnetic fields only: at low magnetic fields, another dominant contribution prevents any conclusive analysis. Remarkably, the kagome specific heat is found to be almost field-independent up to 34 T. This seems to be at odds with a fermionic nature for the excitations, which in such a case would form field-induced Fermi pockets. Yet, as expected for Dirac particles, the density of states appears to vanish in the zero-temperature limit. Although the exact nature of the excitations remains unclear, our results severely constrain future theoretical developments. Further, thanks to NMR and specific heat, we were also able to identify field-induced transitions or crossovers at very low temperatures, and we present a tentative phase diagram. We also used µSR to investigate the robustness of the spin liquid state, which extends at least up to 28 kbar. Second, we introduce two new closely related materials, that implement interesting variants of herbertsmithite: the insulating yttrium kapellasites YCu₃(OH)₆OxCl₃-x, with compositions x=0 and x=1/3. These two compounds are fortuitous outcomes of the ongoing – and still unsuccessful – effort for doping herbertsmithite, by replacing the divalent zinc cations by monovalent or trivalent cations. In yttrium kapellasites, copper ions also build a kagome lattice with antiferromagnetic in-plane couplings, and the structure forbids interlayer impurities. The ground state properties are determined using bulk thermodynamics and µSR on powdered samples. The x=0 compound has a perfect kagome geometry but displays an ordered ground state, which is attributed to a large Dzyaloshinskii-Moriya anisotropy. The x=1/3 compound has a slightly distorted kagome geometry displaying anisotropic interactions, but exhibits features of spin liquid physics. Yet, we show with a comparative ³⁵Cl NMR study, that single crystal samples of the latter material actually develop static magnetism at variance with the polycrystalline samples. We conclude that Dzyaloshinskii-Moriya anisotropy and/or the modified kagome magnetic lattice in the x=1/3 compound are likely at the origin of the low-temperature magnetic transition

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Serret, Emmanuelle. "Etude de réseaux de nanojonctions Josephson : compétition entre le champ magnétique et la géométrie". Université Joseph Fourier (Grenoble), 2002. http://www.theses.fr/2002GRE10164.

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Orain, Jean-Christophe. "Frustration géométrique et nouveaux états quantiques de spins dans les composés vanadates fluorés à géométrie kagomé". Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015SACLS113/document.

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Abstract (sommario):

L’étude de l’état fondamental liquide de spins est un des domaines très actif de la recherche en matière condensée. Le réseau le plus à même de stabiliser un tel état fondamental semble être, à deux dimensions, le réseau kagomé de spins antiferromagnétiques 1/2. Il y a à présent un consensus théorique sur le fait que ce modèle stabilise un état fondamental liquide de spin. Cependant, la nature de cet état est encore inconnue, notamment la nature des corrélations. Nous ne savons toujours pas si ces dernières sont à courte portée avec un gap dans le spectre d’excitations, ou si elles sont à plus longue portée avec un spectre d’excitations sans gap. D’un point de vue expérimental il n’existe que très peu de matériaux et seul l’Herbertsmithite présente un réseau kagomé de spins 1/2 géométriquement parfait. Les différentes études réalisées sur ce composé pointent toutes vers un état liquide de spin sans gap mais révèlent aussi des déviations à l’hamiltonien de Heisenberg qui pourraient être responsables de la fermeture de ce gap.Cette thèse traite de l’étude expérimentale principalement par RMN et µSR de nouveaux composés kagomé à base de vanadium faisant partie d’une famille récemment synthétisée, les vanadates fluorés à géométrie kagomé. Le matériau que nous avons le plus étudié est un composé à réseau kagomé de spins 1/2 à base de V4+, (NH4)2[C7H14N][V7O6F18] (DQVOF). Le modèle magnétique de ce composé peut être décomposé en deux sous systèmes presque indépendants, des plans kagomé trimérisés isolés et des ions V3+ quasi paramagnétiques. Les études de µSR démontrent une absence de gel magnétique jusqu’à 20 mK donc un état liquide de spins dans DQVOF. Les études de chaleur spécifique et de RMN dévoilent un comportement liquide de spin sans gap malgré la trimérisation du réseau et la faible valeur supposée de l’interaction Dzyaloshinskii Moriya. Nos résultats montrent finalement que l’absence de gap, intrinsèque ou due à des déviations à l’hamiltonien idéal, est une caractéristique robuste des matériaux kagomé. Nous avons de plus étudié un second matériau de cette famille, (NH4)2[C2H8N][V3F12] (DDVF), dont le réseau magnétique est formé par des plans kagomé découplés entre eux à base de V3+ (S = 1). Ce réseau présente de fortes distorsions par rapport au réseau idéal et les expériences thermodynamiques et de µSR mettent en évidence une transition magnétique vers un état gelé à 10 K avec une mise en ordre à longue distance qui s’effectue à 6 K uniquement
The search for quantum liquid state is a very active field in condensed matter research. In two dimensions, the antiferromagnetic spin 1/2 kagome lattice seems to be the most able to stabilize such a ground state. Indeed, from recent theoretical investigations, we are now quite sure that this model has a quantum spin liquid ground state. However, we still do not know its nature, in particular the nature of its correlations. They could be short ranged with a gap in the excitation spectrum, or long ranged with a gapless excitation spectrum. On the experimental side, only few materials exist and only one possesses a geometrically perfect lattice, the Herbertsmithite. All the experiments that have been done on this compound reveal a gapless spin liquid state along with deviations to the spin 1/2 Heisenberg hamiltonian which could be responsible of the gap closure.This thesis deals with the experimental study, mainly by NMR and µSR, of new vanadium based kagomé compounds which are part of a newly synthesized family, the kagome fluoride vanadates. The material that we studied the most is a spin 1/2 kagomé compound based on V4+, (NH4)2[C7H14N][V7O6F18] (DQVOF). The magnetic model of this compound can be decomposed in two rather independent parts, trimerized kagome planes and quasi paramagnetic V3+ ions. The µSR studies, showing the absence of frozen moment down to 20 mK, reveal a spin liquid ground state in DQVOF. The heat capacity and the NMR experiments point out a gapless behavior despite trimerization and likely weak Dzyaloshinskii Moriya interactions. Our results demonstrate that the gapless ground state, whether intrinsic or due to deviation to the ideal hamiltonian, is a rather robust characteristic of kagome materials.Furthermore, we studied another compound of this family, (NH4)2[C2H8N][V3F12] (DDVF), which magnetic lattice is made of uncoupled kagomé planes based on V3+ (S = 1). The lattice shows large deviations to the ideal kagomé and the thermodynamic experiments and the µSR studies reveal a magnetic transition to a frozen state at 10 K with a long distance order which is effective only below 6 K

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Renaud, Denis. "Caractérisation du propulseur PEGASES : diagnostics du filtre magnétique et du faisceau : optimisation de la géométrie". Thesis, Orléans, 2016. http://www.theses.fr/2016ORLE2018/document.

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Abstract (sommario):

Le propulseur de PEGASES est un moteur ionique qui diffère des autres technologies. La particularité de ce propulseur est l’utilisation d’un gaz électronégatif, à savoir le SF₆. Un champ magnétique est utilisé pour piéger les électrons et augmenter la production des ions négatifs. Le plasma résiduel à faible densité d’électrons, dit plasma ion-ion, permet l’extraction et l’accélération des ions positifs et négatifs. Les ions recombinent par paire dans le faisceau et garantissent la neutralité dans le faisceau. L’extraction d’une quantité équivalente d’ions positifs et négatifs permet ainsi d’éviter l’emploi d’un neutraliseur. Afin d’étudier les propriétés du faisceau ionique, une sonde EXB est utilisée pour diagnostiquer les vitesses et les proportions des molécules formées puis accélérées. La sonde n’étant pas parfaite, une calibration permet de déterminer avec précision les différentes espèces présentes dans le plasma. La présence d’ions positifs et négatifs ont pu être démontré via des mesures par sonde EXB. La technique de photo-détachement par laser est employée afin d’étudier les ions de charge négative. Cette méthode permet d’obtenir la proportion d’ions négatifs par rapport aux électrons. L’électronégativité dans ce type de décharge est très importante. La technique a montré l’importance du filtre magnétique. Cependant, la configuration de celui-ci n’est pas optimale puisqu’une structure est créée par la dérive électronique. Un nouveau propulseur à géométrie circulaire a été conçu, construit et testé. Cette nouvelle architecture utilise une dérive électronique fermée circulaire grâce à des aimants permanents. Les expériences ont validé le concept et montre l’importance d’une géométrie en anneau
The PEGASES ion thruster differs from standard electric propulsion technologies through its use of electronegative gases, such as SF₆, as a propellant. Its operation relies on the trapping of electrons using a magnetic field and the creation of a plasma dominated by positive and negative ions. These ions are alternately accelerated to produce thrust, and later undergo a recombination to ensure beam neutrality. This thruster eliminates the need for an electron-producing neutralizer, which is a standard feature in other sources such as the Hall thruster. This thesis is divided into three parts. The first describes the development and implementation of a new EXB probe for the study of the ion beam properties, the identification of the beam chemical composition and the verification of the presence of negative and positive ion species. The second part concerns the design and application of a new laser photodetachment diagnostic for the measurement of the negative ion fraction. Lastly, a new ion-ion thruster with a circular geometry, known as AIPE, has been designed, constructed and successfully tested. This prototype eliminates the plasma asymmetry present in PEGASES and reveals the importance of the magnetic filter to source operation

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Laribi, Elias. "Modélisation numérique de l'impact de la géométrie magnétique sur le plasma de bord des tokamaks". Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2021. http://www.theses.fr/2021AIXM0298.

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Abstract (sommario):

Ce travail de thèse a montré que, dans une configuration limiteur, l’élongation des surfaces magnétiques a un effet stabilisant vis-à-vis de la turbulence dans le plasma de bord, ce qui conduit à une diminution de la largeur du plasma de bord quand l’élongation augmente. En ce qui concerne la triangularité, cette thèse a montré que ses effets sur le plasma de bord étaient plus faibles que ceux de l’élongation. Un travail théorique sur un modèle simplifié d'interchange a permis de comprendre ces tendances. Ces travaux ont également mis en lumière l'importance de la variabilité spatiale du champ magnétique sur la taille poloïdale des structures turbulentes et donc sur les flux turbulents radiaux qui en découlent. Dans un second temps, l’étude d’une configuration divertor à un point X nous a permis de voir que la variabilité spatiale du champ magnétique était telle qu'elle pourrait être une des causes du renforcement du caractère ballonné côté faible champ de la turbulence en géométrie divertor. Toujours en géométrie divertor, cette thèse a également montré que davantage de chaleur était déposée sur le matériau interne par rapport au matériau externe lorsque le champ magnétique toroïdal est orienté dans le sens direct (= dérive magnétique des ions vers le point X). Cela peut s'expliquer par l'existence d'une circulation importante de plasma du côté faible champ vers le côté fort champ au niveau du point X que l’on a observée dans cette configuration. Enfin, on a pu confirmer qu’une manière d’améliorer cette répartition des flux de chaleur sur les parois consiste à faire coïncider parfaitement deux points X (= snowflake idéal proposée en 2007 par Ryutov et Soukhanovski)
This phD work has shown that, in a limiter configuration, the elongation of magnetic surfaces has a stabilizing effect with respect to the edge plasma turbulence. This leads to a reduction of the edge plasma width when the elongation increases. Regarding triangularity, this phD work revealed that its effects on the edge plasma were weaker than those of elongation. A better understanding of these trends has been possible thanks to a theoretical work on a simplified interchange model. This work has also revealed the importance of the magnetic field spatial variability on the poloidal size of turbulent structures and therefore on the radial turbulent fluxes. In a second step, the study of a divertor configuration with one X point has shown that the the magnetic field spatial variability was so important that it could be one of the reasons that explain the enhancement of the low field side ballooned nature of edge plasma turbulence in a divertor geometry. Still concerning the divertor geometry, this phD also revealed that the internal material receives more heat compared to the external material when the toroidal magnetic field is oriented in the direct direction (= magnetic drift of the ions pointing towards the X point). A possible explanation of this observation is the existence of a significant plasma circulation from the low field side to the high field side at the X point that we observed in this configuration. Finally, we were able to confirm that one way to improve this heat flux distribution on the walls was to merge two X points perfectly (= ideal snowflake proposed in 2007 by Ryutov and Sukhanovsky)

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Olariu, Areta. "Antiferromagnétisme frustré à deux dimensions : de la géométrie triangulaire dans NaCrO2 à la géométrie kagomé dans Cu3Zn(OH)6Cl2". Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00268177.

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Abstract (sommario):

Cette thèse est consacrée à l'étude expérimentale des composés antiferromagnétiques géométriquement frustrés à deux dimensions. Dans ces systèmes, la structure magnétique formée de triangles interdit de satisfaire simultanément toutes les interactions antiferromagnétiques et peut générer des états fondamentaux originaux.

Nous présentons l'étude par RMN et µSR du composé triangulaire à côtés partagés NaCrO2, un système Heisenberg modèle de spin 3/2. Nous mettons ainsi en évidence un régime de fluctuations très étendu en dessous d'un maximum de chaleur spécifique, signature d'excitations originales spécifiques à cette classe de systèmes.

Nous présentons ensuite l'étude de l'Herbertsmithite ZnCu3(OH)6Cl2, première réalisation expérimentale d'une structure kagomé parfaite de spin 1/2. Nous montrons par µSR que dans la famille plus large des Paratacamites ZnxCu4-x(OH)6Cl2, lorsque x passe de 0 à 1, le système évolue à basse température d'un état ordonné à longue distance vers un état fluctuant, type liquide de spin, pour x>0.66. Les mesures de RMN de l'oxygène 17 dans l'Herbertsmithite nous ont permis d'isoler la contribution intrinsèque de celle des défauts issus des substitutions Cu/Zn. L'évolution de la susceptibilité, ainsi que les mesures de relaxation démontrent l'absence de gap dans le spectre des excitations magnétiques. Nos mesures suggèrent que ces excitations ont un poids constant sur toute la zone de Brillouin, comme prédit théoriquement. L'évolution de la raie des défauts est en accord qualitatif avec l'image théorique de la localisation de singulets non magnétiques autour de l'impureté.

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Gardiennet-Doucet, Carole. "Exploitation de l'anisotropie de déplacement chimique pour l'étude de la géométrie moléculaire et des contacts intermoléculaires par résonance magnétique nucléaire à l'état solide". Nancy 1, 2005. http://www.theses.fr/2005NAN10010.

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Abstract (sommario):

Ce mémoire traite de l'étude de la géométrie moléculaire et de la nature des contacts intermoléculaires dans les solides organiques et inorganiques grâce à des méthodologies appropriées. La première partie introduit de manière succincte les différentes notions de RMN à l'état solide utilisées dans ce travail. Dans un deuxième chapitre, l'évolution des valeurs principales du tenseur d'écran du carbone-13 et du phosphore-31 au cours de la déprotonation d'acides carboxyliques et de phosphates est corrélée avec leur état d'ionisation, leur conformation et la nature des interactions intermoléculaires dans lesquelles ils sont engagés. Le troisième chapitre est consacré à la caractérisation de la liaison hydrogène forte impliquant les silanols de deux polysilicates de sodium hydratés, grâce à l'emploi de méthodes complémentaires telles que la dynamique de polarisation croisée 1H-29Si et la modulation dipolaire de l'anisotropie de déplacement chimique du 29Si à faible fréquence de rotation
This work presents various methodologies to probe the molecular geometry and the nature of intermolecular contacts in organic and inorganic solids. The first part gives a brief description of basic principles of solid-state NMR that are used through these studies. In the second part, the variation of chemical shielding tensor principal values of carboxy carbon-13 and phosphate phosphorus-31 upon deprotonation is correlated with ionisation state, conformation and nature of the intermolecular interactions. The third part deals with the characterisation of the strong hydrogen bond involving the silanols of sodium hydrous polysilicates, using complementary methods such as 1H-29Si cross-polarisation dynamics and dipolar modulation of the 29Si chemical shift anisotropy at slow spinning frequency

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Heitz, Millet Annie. "Étude conformationnelle par résonance magnétique nucléaire et le programme de calcul distance géométrie (DISGEO) d'un nouvel inhibiteur de trypsine extrait d'Ecballium elaterium". Montpellier 2, 1988. http://www.theses.fr/1988MON20197.

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Abstract (sommario):

L'etude conformationnelle d'un nouvel inhibiteur de trypsine (eeti 2) extrait d'ecballium elaterium a ete realisee par resonance magnetique nucleaire du proton. Les parametres determines a l'aide de cette technique ont ete utilises pour calculer la structure tridimensionnelle de eeti 2 par le programme de calcul distance geometrie (disgeo). Cette methode a permis de proposer l'arrangement des trois ponts disulfures que possede la molecule

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Renault, Christophe. "Courbures et lignes de crête sur des images en niveaux de gris : Etude comparative et application aux sillons corticaux". Caen, 2001. http://www.theses.fr/2001CAEN2066.

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Abstract (sommario):

Nous nous intéressons, dans ce travail, aux caractéristiques différentielles des iso-surfaces des images en niveaux de gris. Les notions de courbures et de lignes de crête sont définies et les méthodes de calcul évaluées. Nous avons ensuite utilisé ces notions pour l'extraction des sillons corticaux du cerveau sur des images IRM, en supprimant l'étape des segmentations préalables. Les courbures 2D et 3D s'expriment en fonction des dérivées partielles des images. Leur précision dépend alors du calcul de ces dérivées. Nous présentons différentes méthodes de calculs de ces courbures et mesurons leur précision sur des images-test. Parmi les méthodes testées, ce sont les approches lissantes qui génèrent globalement l'erreur la plus faible sur des images bruitées. La taille du lissage est un paramètre crucial car il dépend du bruit à éliminer dans l'image et de la taille des structures à détecter. Pour segmenter les crêtes et les vallées, nous nous sommes également intéressé à l'extraction des lignes de crête sous forme discrète dans l'espace image et sous forme analytique. L'utilisation d'un logiciel de calcul formel s'est avéré nécessaire pour établir l'expression analytique des lignes de crête. Les expressions complexes obtenues définissent les lignes de crête pour des polynômes particuliers. Dans un cadre général, ces expressions n'ont pas de solutions simples. Elles constituent des perspectives très intéressantes pour l'extraction des crêtes et des vallées [etc]

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Fillard, Pierre. "Riemannian processing of tensors for diffusion MRI and computational anatomy of the brain". Nice, 2008. http://www.theses.fr/2008NICE4002.

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Abstract (sommario):

Symmetric, positive-definite matrices, or tensors, are nowadays a common geometrical tool for image processing and analysis. The recent emergence of diffusion tensor MRI (DTI) and computational anatomy (CA) brought importance of tensors out to the medical community. However, working with those is difficult: the positive-definite constraint must be satisfied at any cost, which cannot be ensured in general with standard matrix operations. In this work, we propose two alternatives to the standard Euclidean calculus on tensors. Instead of seeing the tensor space as a vector space, we consider it as a manifold, i. E. , a smooth curved space. Thanks to the Riemannian geometry, we are able to ``unfold'' this space, and to generalize any operation on tensors with astonishing simple implementations. In a second step, we review the applications of such frameworks in the context of clinical DTI and brain CA. In DTI, we show that very noisy data, typical of clinical acquisitions, can be optimally exploited and eventually produce a meaningful and clinically relevant fiber reconstruction. In brain CA, we show that, by considering simple brain anatomical landmarks - the sulcal lines - we are able to precisely measure the inter-individual variability of the cortex. Finally, we develop a new framework to study the anatomical correlations between brain regions, and present results of so far unknown relationships between symmetric sulcal positions, and between a-priori unrelated sulci, which raises new fundamental questions about the origin of such statistical dependencies
Les matrices symétriques et définies positives, ou tenseurs, sont aujourd'hui fréquemment utilisées en traitement et analyse des images. Leur importance a été mise à jour avec l'apparition récente de l'IRM du tenseur de diffusion (ITD) et de l'anatomie algorithmique (AA). Cependant, il est difficile de travailler avec : la contrainte de positivité doit être satisfaite à tout prix, ce qui n'est pas garanti avec les opérations matricielles standard. Dans ce travail, nous proposons deux alternatives au calcul euclidien sur les tenseurs. Au lieu de voir l'espace des tenseurs comme un espace vectoriel, nous le considérons comme une variété, i. E. , un espace courbe et lisse. Grâce à la géométrie riemannienne, il est alors possible de " déplier " cet espace et de généraliser aux tenseurs toute opération avec des implémentations étonnamment simples. Dans un deuxième temps, nous passons en revue les applications de tels cadres de calcul en ITD clinique et en AA du cerveau. En ITD, nous montrons qu'il est possible de traiter de manière optimale des données très bruitées typiques d'acquisitions cliniques, et de produire des reconstructions de fibres plausibles. En AA du cerveau, nous montrons qu'en considérant des repères anatomiques simples - les lignes sulcales - il est possible de mesurer précisément la variabilité interindividuelle du cortex. Finalement, nous développons un cadre nouveau pour étudier les corrélations anatomiques entre régions du cerveau, et présentons des résultats jusqu'à maintenant inconnus de dépendances entre sillons symétriques, et entre sillons à priori non reliés, soulevant ainsi de nouvelles questions sur l'origine de telles dépendances statistiques

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St-Onge, Etienne. "Analyse et modélisation de la surface corticale et de l'architecture sous-jacente des axones". Mémoire, Université de Sherbrooke, 2016. http://hdl.handle.net/11143/8778.

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Abstract (sommario):

L'imagerie par résonance magnétique (IRM) est la seule technique non invasive d'imagerie médicale qui permet la reconstruction de l'architecture neuronale du cerveau. Cette approche est fondamentale pour le domaine des neurosciences, qui tente continuellement de développer de nouveaux outils et modèles pour mieux détecter et étudier les maladies mentales et neurodégénératives, les troubles du développement, les tumeurs, les commotions, ainsi que plusieurs autres pathologies du cerveau humain. L'IRM de diffusion (IRMd) combinée à la tractographie rend possible l'extraction de l'information structurelle sur les fibres nerveuses. Ces méthodes permettent de visualiser, d'analyser et d'évaluer l'intégrité de la matière blanche, ceci afin d'identifier la présence d'anomalies le long des axones, causées par la démyélinisation, la mort axonale ou d'autres détériorations. La problématique est que ces méthodes ont une faible résolution comparée à une surface ou une image anatomique IRM. L'IRMd est limitée par son faible rapport signal sur bruit (SNR) et l'effet de volume partiel causé par la discrétisation. Certains modèles géométriques ont récemment été utilisés pour mieux modéliser l'expansion corticale, la topologie des plis corticaux et l'organisation des couches de la matière grise. Toutefois, ces modèles fournissent seulement de l'information sur l'organisation du cortex et non pas sur la matière blanche comme telle, ni sur la structure des neurones. Cette recherche vise à modéliser la structure complexe des fibres de la matière blanche à l'aide d'équations différentielles et de flots géométriques. Ce mémoire présente différents modèles mathématiques (surface et flot) ainsi que leur intégration avec la méthode des différences finies. Nous proposons également d'utiliser un maillage de la surface corticale afin d'améliorer la précision de l'IRMd et de limiter l'effet de volume partiel. Validée qualitativement et quantitativement avec l'aide d'acquisitions hautes résolutions du Human Connectome Project (HCP) et d'un jeu de données de reproductibilité de test-retest, cette méthode permet d'améliorer la tractographie. Les résultats de ces travaux permettront de faire le pont entre l'imagerie de diffusion (IRMd) et les modalités propres à l'imagerie fonctionnelle (EEG, MEG, IRMf et TMS), pour lesquelles la structure des axones situés sous le cortex est essentielle pour bien modéliser et comprendre le fonctionnement cérébral.

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Scotto, d'Abusco Manuel. "Modélisation numérique du transport turbulent cœur-bord dans un tokamak en géométrie réaliste par une méthode numérique avancée". Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2022. http://www.theses.fr/2022AIXM0173.

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Abstract (sommario):

De nos jours, un défi reste la conception de scénarios de plasma optimisés pour le fonctionnement du tokamak afin de contrôler le flux de chaleur. Cela nécessite le développement de codes numériques efficaces et fiables avec des capacités prédictives pour les simulations de plasma. Ce travail vise à développer un code d'éléments finis d'ordre élevé basé sur un schéma numérique de Galerkin discontinu hybride avec d'intégration en temps implicite pour résoudre des équations de Braginskii dans différent géométries de tokamak et d'équilibre magnétique. Le schéma numérique permet d'effectuer des simulations avec des configurations magnétiques évoluant dans le temps, évitant un remaillage coûteux du domaine de calcul. La réalisation de l’outil numérique est présentée. La faisabilité de ce dernier est étudiée à travers une opération minutieuse de validation et de benchmarking avec SolEdge3X. Des sources de particules, dues au recyclage du plasma, et d'énergie, due au chauffage ohmique, sont introduites pour effectuer une simulation 2D d'une section poloidal de tokamak. Avec un tel modèle, les principales caractéristiques d'un plasma détaché sont étudiées pour la machine tokamak WEST. Les premières simulations cœur-bord d'une décharge WEST entière (plan #54487) sont présentées de la phase de démarrage à l'éitant du plasma. Les comparaisons entre l'interférométrie expérimentale et les données de simulation synthétique montrent un accord remarquable. L'évolution temporelle des particules et les flux de chaleur à la paroi sont analysés et exploités pour évaluer le sputtering du tungstène, en utilisant soit un modèle cinématique simple et soit le code Monte-Carlo ERO2.0
Nowadays a challenge remains the design of optimized plasma scenarios for tokamak operation to control the heat flow from the core region to the wall. This calls for the development of efficient and reliable numerical codes with predictive capabilities for plasma simulations. The present work aims to develop a high-order finite elements code based on hybrid discontinuous Galerkin numerical scheme and an efficient implicit time integration method for solving non isothermal Braginskii reduced fluid equations in versatile tokamak and magnetic equilibrium geometries. The use of such numerical scheme allows to perform simulations with time evolving magnetic configurations, avoiding expensive re-meshing of the computational domain. The structure and the realization of such a numerical tool is presented. The feasibility of the latter is then investigated through a careful validation and benchmarking operation with SolEdge3X. Self-consistent sources of particle, due to plasma recycling, and energy due to Ohmic heating are introduced to perform 2D simulation of a full poloidal tokamak cross section. With such a model the main features of a detached plasma are investigated for the WEST tokamak machine. The first core-edge transport simulations of an entire WEST discharge (shot #54487) are shown from the start-up phase to the final plasma landing. Comparisons between experimental interferometry and synthetic simulation data show a remarkable agreement. The time evolution of the particles and heat fluxes at the wall, are analyzed and exploited to assess the tungsten sputtering, using both a simple cinematic model and the impurity tracker monte-carlo code ERO2.0

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Matthieu, Branellec. "Impact du mode de propagation des fronts orogéniques sur la géométrie, la localisation et la chronologie de la déformation : Cas du Bassin de Neuquén, (Argentine)". Thesis, Pau, 2014. http://www.theses.fr/2014PAUU3042/document.

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Abstract (sommario):

Cette thèse traite de l’enregistrement de la déformation, à différentes échelles de temps et d’espace dans la chaîne plissée de Malargüe et le bloc de San Rafael, situés dans la partie septentrionale du bassin de Neuquén en Argentine. La première partie du travail comprend une analyse de la déformation finie (chaîne de Malargüe) et de la déformation active (bloc de San Rafael) à l’échelle macroscopique. De manière générale, les coupes structurales régionales proposées mettent clairement en évidence le rôle l’héritage structural lié aux structures générées lors de l’ouverture du bassin au Jurassique. Nous montrons également que les mécanismes de soulèvement actuels du bloc de San Rafael à l’est reprennent les modalités de la déformation d’âge Miocène dans la chaîne. Contrairement au mode de structuration des prismes critiques classiques caractérisés par la localisation de la déformation le long d’un niveau de décollement, la structuration de la chaîne est ici issue d’une déformation distribuée plus largement dans la lithosphère. A l’échelle de l’endommagement mesoscopique, la fracturation régionale nous a permis d’enregistrer les différents champs de contraintes régionaux liés aux phases de raccourcissement depuis le domaine pré-plissement jusqu’à la phase syn-plissement. Ces différentes phases sont en accord avec la cinématique de la convergence de la plaque Nazca depuis le Crétacé supérieur. A l’échelle microscopique, l’analyse des propriétés de susceptibilité magnétique des roches met en évidence, d’une part, une compartimentalisation de la déformation à l’échelle de la matrice liée à l’héritage structural extensif. D’autre part, la distribution spatiale de cet endommagement ne démontre pas l’existence de gradient clair des fabriques magnétiques depuis l’avant-pays vers les zones internes ce qui confirme le caractère atypique du système Andin à la latitude de 35°S. Ce dernier étant principalement contrôlé par une déformation distribuée, liée à l’héritage structural et singulièrement différente de celle attendu dans le cadre de la théorie du prisme critique
This PhD project deals with multiscale record of the tectonic signal in the Malargüe fold-and-thrust-belt (MFTB) located in the northern part of the Neuquén basin (Argentina). The first results presented rely on the study of the macroscopic finite strain in the fold-belt and the characterization of the active deformation of the San Rafael Block uplift. The cross-sections we produce show that structural inheritance related to the Jurassic extension is the main parameter controlling the belt structure. In addition we proposed that the building mechanisms that controlled the MFTB evolution by Miocene times are the same than those triggering the present day San Rafael block uplift. The second part of this work is dedicated to mesoscopic strain pattern analysis recorded by fracture networks. Throughout the MFTB, we are able to describe the occurrence of four main fractures sets emplaced in several stress regime that are linked (1) to the inheritance and (2) to the well-known compression phases from pre-folding to syn-folding settings. Finally the third part of this work describes the microscopic damage recorded by the anisotropy of magnetic susceptibility method. We mainly evidence that there is no clear gradient of magnetic fabrics from foreland to hinterland and that deformation is compartmentalized by structural inheritance. This atypical pattern of magnetic fabrics succession reveals that the matrix damage is governed by the same strain distribution as those observed at macroscopic scale thus providing a supplementary argument to consider the Andean system at these latitudes as singularly different from a classical Coulomb wedge

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Borghesani, Valentina. "The neuro-cognitive representation of word meaning resolved in space and time". Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066091/document.

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Abstract (sommario):

L'une des capacités humaines fondamentales est la capacité d'interpréter des symboles. Malgré plusieurs décennies de travaux en neuropsychologique et neuroimagerie sur le substrat cognitif et neuronal des représentations sémantiques, de nombreuses questions restent sans réponse. Les présents travaux de thèse tentent de démêler l'un de ces mystères: les substrats neuronaux des différentes composantes du mot sont-ils dissociables? Ce travail comporte deux composantes principales : l'une théorique et l'autre empirique. Dans la première partie, nous passons en revue les différentes positions théoriques concernant les corrélats cognitifs et neuraux des représentations sémantiques. De plus, nous proposons une distinction opérationnelle entre les dimensions moto-perceptives (c'est-à-dire les attributs des objets auxquels les mots se réfèrent perçus par les sens) et conceptuelles (c'est-à-dire l'information construite par l'intégration des multiples caractéristiques perceptives). Dans la deuxième partie, nous présentons les résultats des études menées afin d'étudier l'automaticité de la récupération, l'organisation topographique et la dynamique temporelle des dimensions moto-perceptives et conceptuelles de la signification des mots. Tout en contribuant à notre compréhension de la manière dont le sens des mots est codé dans le cerveau, les travaux présentés dans cette thèse ont des implications méthodologiques et théoriques importantes. En particulier, ils soulignent l'importance d'une intégration fructueuse entre les théories cognitives et les méthodes statistiques avancées afin d'éclairer les mystères entourant les représentations sémantiques
One of the core human abilities is that of interpreting symbols. Notwithstanding decades of neuropsychological and neuroimaging work on the cognitive and neural substrate of semantic representations, many questions are left unanswered. The research in this dissertation attempts to unravel one of them: are the neural substrates of different components of concrete word meaning dissociated? In the first part, I review the different theoretical positions and empirical findings on the cognitive and neural correlates of semantic representations. Crucially, I propose an operational distinction between motor-perceptual dimensions (i.e., those attributes of the objects referred to by the words that are perceived through the senses) and conceptual ones (i.e., the information that is built via a complex integration of multiple perceptual features). In the second part, I present the results of the studies I conducted in order to investigate the automaticity of retrieval, topographical organization, and temporal dynamics of motor-perceptual and conceptual dimensions of word meaning. The results suggest that the neural substrates of different components of symbol meaning can be dissociated in terms of localization and of the feature of the signal encoding them, while sharing a similar temporal evolution

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Lenglet, Christophe. "Geometric and variational methods for diffusion tensor MRI processing". Nice, 2006. http://www.theses.fr/2006NICE4083.

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Abstract (sommario):

Cette thèse est consacrée au développement d'outils de traitement pour l'Imagerie par Résonance Magnétique du Tenseur de Diffusion (IRM-TD). Cette technique d'IRM récente est d'une grande importance pour comprendre le fonctionnement du cerveau ou pour améliorer le diagnostic de pathologies neurologiques. Nous proposons des méthodes de traitement basées sur la géométrie Riemannienne, les équations aux dérivées partielles et les techniques de propagation de front. La première partie de ce travail est théorique. Après des rappels sur le système nerveux humain, l'IRM et la géométrie différentielle, nous étudions l'espace des lois normales multivariées. L'introduction d'une structure Riemannienne sur cet espace nous permet de définir des statistiques et des schémas numériques intrinsèques qui sont à la base des algorithmes proposés dans la seconde partie. Les propriétés de cet espace sont importantes pour l'IRM-TD car les tenseurs de diffusion sont les matrices de covariance de lois normales modélisant la diffusion des molécules d'eau en chaque voxel du milieu imagé. La seconde partie est méthodologique. Nous y introduisons des approches originales pour l'estimation et la régularisation d'IRM-TD. Puis nous montrons comment évaluer le degré de connectivité entre aires corticales et introduisons un modèle statistique d'évolution de surface permettant de segmenter ces images. Finalement, nous proposons une méthode de recalage non-rigide. La dernière partie de cette thèse est consacrée à l'analyse des connexions entre le cortex cérébral et les noyaux gris centraux, impliquées dans des tâches motrices, et à l'étude du réseau anatomo-fonctionnel du cortex visuel humain
This thesis deals with the development of new processing tools for Diffusion Tensor Magnetic Resonance Imaging (DT-MRI). This recent MRI technique is of utmost importance to acquire a better understanding of the brain mechanisms and to improve the diagnosis of neurological disorders. We introduce new algorithms relying on Riemannian geometry, partial differential equations and front propagation techniques. The first part of this work is theoretical. After a few reminders about the human nervous system, MRI and differential geometry, we study the space of multivariate normal distributions. The introduction of a Riemannian structure on that space allows us to define statistics and intrinsic numerical schemes that will constitute the core of the algorithms proposed in the second part. The properties of that space are important for DT-MRI since diffusion tensors are the covariance matrices of normal laws modeling the diffusion of water molecules at each voxel of the acquired volume. The second part of this thesis is methodological. We start with the introduction of original approaches for the estimation and regularization of DT-MRI. We then show how to evaluate the degree of connectivity between cortical areas. Next, we introduce a statistical surface evolution framework for the segmentation of those images. Finally, we propose a non-rigid registration method. The last part of this thesis is dedicated to the application of our tools to two important neuroscience problems: the analysis of the connections between the cerebral cortex and the basal ganglia, implicated in motor tasks, and the study of the anatomo-functional network of the human visual cortex

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Amalric, Marie. "Etude des mécanismes cérébraux d'apprentissage et de traitement des concepts mathématiques de haut niveau". Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066143/document.

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Abstract (sommario):

Comment le cerveau humain parvient-il à conceptualiser des idées abstraites ? Quelle est en particulier l’origine de l’activité mathématique lorsqu'elle est associée à un haut niveau d’abstraction ? La question de savoir si la pensée mathématique peut exister sans langage intéresse depuis longtemps les philosophes, les mathématiciens et les enseignants. Elle commence aujourd’hui à être abordée par les neurosciences cognitives. Alors que les études précédentes se sont principalement focalisées sur l’arithmétique élémentaire, mon travail de thèse privilégie l’étude de la manipulation d’idées mathématiques plus avancées et des processus cérébraux impliqués dans leur apprentissage. Les travaux présentés dans cette thèse révèlent que : (1) la réflexion sur des concepts mathématiques de haut niveau appris depuis de nombreuses années n’implique pas les aires du langage ; (2) l’activité mathématique, quels qu’en soient la difficulté et le domaine, implique systématiquement des régions classiquement associées à la manipulation des nombres et de l’espace, y compris chez des personnes non-voyantes; (3) l’apprentissage non-verbal de règles géométriques repose sur un langage de la pensée indépendant du langage parlé naturel. Ces résultats ouvrent la voie à de nouvelles questions en neurosciences. Par exemple, l’apprentissage de concepts mathématiques enseignés à l’école par le truchement des mots se passe-t-il également du langage ? Ou enfin, que signifie réellement "faire des mathématiques" pour le cerveau humain ?
How does the human brain conceptualize abstract ideas? In particular, what is the origin of mathematical activity, especially when it is associated with high-level of abstraction? Is mathematical thought independent of language? Cognitive science has now started to investigate this question that has been of great interest to philosophers, mathematicians and educators for a long time. While studies have so far focused on basic arithmetic processing, my PhD thesis aims at further investigating the cerebral processes involved in the manipulation and learning of more advanced mathematical ideas. I have shown that (1) advanced mathematical reflection on concepts mastered for many years does not recruit the brain circuits for language; (2) mathematical activity systematically involves number- and space-related brain regions, regardless of mathematical domain, problem difficulty, and participants' visual experience; (3) non-verbal acquisition of geometrical rules relies on a language of thought that is independent of natural spoken language. Finally, altogether these results raise new questions and pave the way to further investigations in neuroscience: - is the human ability for language also irrelevant to advanced mathematical acquisition in schools where knowledge is taught verbally? - What is the operational definition of the fields of “mathematics” and “language” at the brain level?

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Machat, Mohamed. "Computational geometry for the determination of biomolecular structures". Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066359/document.

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Abstract (sommario):

En bioinformatique structurale, une partie des méthodes computationnelles qui calculent les structures de protéines à l'aide de données expérimentales, effectuent une optimisation de la position des atomes sous les contraintes expérimentales mesurées sur le système étudié, ainsi que sous des contraintes provenant de la connaissance générique de la stéréochimie organique. Ces méthodes d'optimisation présentent l'inconvénient de ne pas garantir la détermination de la meilleure solution. De plus, la validation de l'optimisation se fait en comparant les résultats obtenus pour des calculs répétés, et le résultat d'un calcul est accepté dans la mesure où le même résultat est obtenu plusieurs fois. Par cette approche, on rend plus difficile la détection de conformations alternatives de protéines, qui sont pourtant le sujet d'un vif intérêt dans la littérature. En effet, le développement de la sensibilité des techniques de résonance magnétique nucléaire (RMN) a permis de mettre en évidence plusieurs cas d'échange conformationnel reliés à la fonction des protéines. Dans ce projet de thèse, nous avons étudié une nouvelle approche pour le calcul de structures des protéines et l'exploration de leurs espaces conformationnels, basée sur la résolution du problème de Géométrie de Distance associé aux contraintes de distances dans une protéine par l'algorithme "interval Branch and Prune". Le logiciel implémentant cette méthode est appelée iBPprot, il incarne l'une des premières tentatives d'échantillonnage exhaustive des espaces conformationnels des protéines. Dans un premier temps, on s'est intéressé à l'application de la méthode en utilisant exclusivement des constraintes de distances exactes. Les résultats ont démontré que iBPprot était capable de reconstruire des structures références en s'appuyant seulement sur quelques contraintes à courte portée. De plus, la reconstruction a été d'une précision telle que la conformation générée présentait un RMSD de 1 Angstrom maximum avec la structure référence. L'exploration exhaustive de l'espace conformationnel a été possible pour une bonne partie des protéines cibles. Les temps de calcul pour l'exploration des espaces conformationnels ont été très variables allant de quelques secondes pour quelques protéines jusqu'à des semaines pour d'autres. L'évaluation de la qualité des structures obtenues a démontré qu'au moins 68% des valeurs de phi et psi sont localisées dans la zone 'core' du diagramme de Ramachandran. Cependant, des clash stériques ont été détectées dans plusieurs conformations mettant en jeu jusqu'à 7% d'atomes dans quelques unes de ces conformations. Dans un deuxième temps, on s'est intéressé à l'application de la méthode en incluant des intervalles de distances comme contraintes dans les calculs. Dans ce cas de figure, la méthode a réussi a reconstruire des structures références avec un RMSD inférieur à 5 Angstrom pour plus de la moitié des protéines cibles. En contre partie, le parcours complet de l'espace conformationnel n'a été possible que pour la plus petite protéine de l'ensemble des protéines étudiées. Pour la moitié des autres protéines, plus de 70% des atomes ont vu leurs positions échantillonnées. La qualité des structures obtenues a regressé en comparaison avec les simulations faites avec des distances exactes. En effet, seulement 53% des valeurs de phi et psi étaient localisées dans la zone 'core' du diagramme de Ramachandran, et le pourcentage d'atomes impliqués dans un clash stérique s'élevait jusqu'à 22% pour quelques protéines. Concernant le temps de calcul, le taux de génération de conformations a été déterminé pour chaque protéine cible, et il s'est avéré que globalement sa valeur etait compétitive par rapport aux valeurs des taux observables dans la littérature
Structural biology has allowed us expand our knowledge of living organisms. It is defined as the investigation of the structure and function of biological systems at the molecular level. Studying a biomolecule's structure offers insight into its geometry, as angles and distances between the biomolecule's atoms are measured in order to determine the biomolecular structure. The values of these geometrical parameters may be obtained from biophysical techniques, such as X-ray crystallography or nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy. One of the most used methods to calculate protein structures from geometric restraints is simulated annealing. This method does not guarantee an exhaustive sampling of protein conformational space, which is a shortcoming as one protein may adopt multiple functional conformations, and it is important to determine them exhaustively. In this PhD project, the efficiency of a new method - derived from operations research and computational geometry - is studied in order to answer this question: How does this method explore the conformational spaces of small proteins? This method - implemented within the iBPprot software framework - treats protein structure determination as a distance geometry problem, which the interval branch-and-prune algorithm tries to solve by the full exploration of its solutions space. The results obtained by iBPprot on a set of test proteins, with sizes ranging from 24 to 120 residues and with known structures, are analyzed here. Using short-range exact distance restraints, it was possible to rebuild the structure of all protein targets, and for many of them it was possible to exhaustively explore their conformational spaces. In practice, it is not always possible to obtain exact distance restraints from experiments. Therefore, this method was then tested with interval data restraints. In these cases, iBPprot permitted the sampling of the positions of more than 70% of the atoms constituting the protein backbone for most of the targets. Furthermore, conformations whose r.m.s. deviations closer than 6 Angstrom to the target ones were obtained during the conformational space exploration. The quality of the generated structures was satisfactory with respect to Ramachandran plots, but needs improvement because of the presence of steric clashes in some conformers. The runtime for most performed calculations was competitive with existing structure determination method

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Robert, Julien. "Systèmes magnétiques à frustration géométrique : approches expérimentale et théorique". Phd thesis, Grenoble 1, 2007. http://www.theses.fr/2007GRE10192.

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Abstract (sommario):

Ce manuscrit présente une étude des propriétés magnétiques de systèmes géométriquement frustrés, à partir d'approches à la fois expérimentales et théoriques. Cette étude de réseaux de triangles à sommets partagés se divise en trois parties distinctes. La première concerne le composé La3Cu2V09, constitué d'une assemblée d'agrégats planaires frustrés de 9 spins 1/2. Dans ce système, différents régimes sont successivement stabilisés lorsque la température décroît: le régime paramagnétique haute température de spins individuels est suivi d'un régime paramagne��tique de pseudo-spins collectifs 1/2 associés à chacun des agrégats, avant l'apparition sous 2 K de corrélations à courte portée entre agrégats, indiquant une mise en place hiérarchique des corrélations. Les parties suivantes sont dédiées à l'étude des propriétés dynamiques du réseau kagomé. Dans ce cadre, nous montrons tout d'abord que le composé langasite Nd3Ga5SiOI4, matérialisant un réseau kagomé de moments magnétiques anisotropes, ne présente pas d'ordre magnétique ni de gel jusqu'à 2 K, malgré une température de CurieWeiss comprise entre 15 et 45 K. De plus, nous avons pu observer un ralentissement des fluctuations magnétiques sous 300 K. Enfin, nous présentons une étude numérique de la dynamique de spins du modèle de Heisenberg antiferromagnétique sur le réseau kagomé. Nous montrons le développement inattendu d'excitations cohérentes en dessous de T/J=O. OI, bien que les corrélations de spins dans ce système soient à très courte portée. Par ailleurs, certaines excitations sont caractérisées par une distribution non-uniforme du poids spectral, étant interprétée comme un effet de la géométrie spécifique de ce réseau
Ln this thesis, the magnetic properties of geometrically frustrated systems have been studied, using experimental and theoretical approaches. Ln the manuscript, the study of magnetic lattices based on corner-sharing triangles is reported in three different parts. The first part concerns the La3Cuz VOg compound, formed by weakly coupled frustrated planar clusters, each one being constituted of 9 coupled spins 1/2. Ln this system, different regimes are successively stabilized when the temperature is decreased: the high temperature paramagnetic regime of individual spins is followed by a paramagnetic regime of collective pseudo-spins 1/2 associated to each cluster below 20 K. Finally, short range inter-cluster correlations emerge below 2 K, indicating a hierarchical rise of the correlations. The following parts are dedicated to the study of the dynamical properties of the kagomé lattice. We first show that the langasite compound Nd3GasSi014, in which the anisotropic magnetic moments carried by the Nd3+ ions form a kagomé lattice, does not present any magnetic ordering down to 2 K, despite a Curie- Weiss temperature of a few tens of Kelvin. Moreover, we could observe a slowing down of the spin fluctuations below 300 K. Finally, we present a numerical study of the spin dynamics of the Heisenberg antiferromagnet on the kagomé lattice. We show that unexpected coherent excitations develop below T/J=O. OI, in spite of the very short spin-spin correlation length in the system. Ln addition, sorne of the excitations are characterized by a non-uniform distribution of spectral weight. This is understood as an effect of the particular geometry of this network

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Albuquerque, Gonçalo Marcos Baia︣o de. "Précession de l'aimantation en géométrie confinée : aspects physiques et numériques". Paris 11, 2002. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00002175.

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Abstract (sommario):

Ce travail commence par la derivation des equations de brown et landau-lifshitz-gilbert en utilisant une approche variationnelle generale et en proposant une reecriture sous forme invariante et non dimensionne. Nous decrivons ensuite la dynamique precessionelle d'un macrospin representatif d'une couche mince et analysons son diagranime de phase. Nous mettons en evidence l'existence de trajectoires balistiques correspondant a des evenements de renversement sans oscillation en un temps minimal. Celles-ci decoulent de la precession autour du champ demagnetisant resultant du mouvenient initial hors du plan de l'aimantation. Dans des distributions d'aimantation inhomogenes, des experiences numeriques de susceptibilite transverse dans un etat s (plaquettes de 500 nm x 250 nm x 5 nm) permettent de quantifier l'ecart existant avec le comportement macrospin grace a la reevaluation du parametre d'amortissement. Nous considerons ensuite les caracteristiques detaillees d'evenements de renversement miroirs des trajectoires balistiques du macrospin. Il est montre que deux impulsions de champ decalees dans le temps menent a un renversement rapide et coherent dans des plaquettes submicroniques. Enfin, nous evaluons l'influence des parametres reels (rugosite de bord, couplage magatostatique avec un antiferromagnetique artificiel et desordre structurel) sur les proprietes de renversement des dites plaquettes. En appendice, nous presentons une analyse auto-coherente des procedures numeriques utilisees, en en soulignant les contributions novatrices: reevaluation du parametre d'amortissement comme moyen de quantifier les erreurs dans le domaine temporel, developpement d'un schema d'integration semi-implicite du type crank-nicolson pour l'equation de landau-lifshiitz-gilbert et analyse des effets de la discretisation spatiale sur la dynamique des distributions d'aimantation a l'echelle mesoscopique
This work starts with a derivation of brown's and the landau-lifshitz-gilbert equations from a general variational approach and their rewriting in a dimensionless invariant form. We proceed with the description of the precessional dynamics of a thin film in the single spin, or macrospin, limit. We present a thorough analysis of its switching phase diagram, laying emphasis on the determination of ballistic trajectories corresponding to ringing-free switching events in a minimal time. These are intimately connected with a precessional motion around the demagnetising field arising from the initial out-of-plane magnetisation motion. On the other hand, transverse susceptibility numerical experiments in s state 500 nm x 250 nm x 5 nm platelets allow to quantitatively establish the degree of non-macrospin like behaviour in inhomogeneous magnetisation distributions through the recalculation of the phenomenological damping parameter. We consider next the detailed characteristics of optimised switching events mimicking the macrospin ballistic trajectories. These are based on an efficient two-pulse time-shifted procedure leading to a controlled and coherent fast precessional switching in submicron-sized platelets. We tackle next the impact of real world parameters (such as edge roughness, artificial antiferromagnetic magnetostatic coupling, and structural disorder) on the switching properties of the platelets under study. In the appendices we propose a self-contained description of the numerical procedures employed in this work, focusing on their innovative contributions: the damping parameter recalculation as a means of quantifying time domain errors, the development of an optimised semi-implicit crank-nicolson integration scheme for the landau-lifshitz-gilbert equation, and an analysis of the effects of spatial discretisation on the dynamics of small-scale magnetisation distributions

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Toussaint, Grégoire. "Apport des écoulements secondaires et pulsés et de la vélocimétrie IRM à la filtration de fluides biologiques". Compiègne, 2000. http://www.theses.fr/2000COMP1310.

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Abstract (sommario):

Dans le but d'améliorer les performances de la filtration membranaire par des moyens hydrodynamiques, notre travail était d'explorer l'apport à la filtration de tourbillons de Dean générés par la courbure de l'écoulement dans des modules de filtration spécialement construits à cet effet. Nous avons effectué des essais sur trois modules de géométrie différente en testant la superposition de pulsations de débit qui provoquent une inversion du sens de rotation des tourbillons de Dean, Le besoin de mieux connaître et vérifier les profils de vitesse et les taux de cisaillement générés par ces écoulements complexes et tridimensionnels présents dans nos modules nous a amenés à expérimenter une nouvelle technique de vélocimétrie basée sur l'imagerie par résonance magnétique ( IRM). Les techniques de filtration que nous avons utilisées étant par leur complexité plus adaptées à la séparation de molécules à haute valeur ajoutée nous avons choisi comme exemple d'application l'extraction d'une enzyme, lagarase à partir d'un moût de fermentation. Toutefois, du fait des faibles volumes de moûts disponibles nous avons été amenés à effectuer les essais comparatifs sur les divers modules avec des suspensions de levures de bière considérées comme fluide modèle d'une suspension bactérienne.

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Benoit, Jérôme. "Symétrie, géométrie, topologie et spins : spins de Heisenberg à la limite continue, membranes magnétiques". Cergy-Pontoise, 1999. http://www.theses.fr/1999CERG0076.

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Machat, Mohamed. "Computational geometry for the determination of biomolecular structures". Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066359.

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Abstract (sommario):

En bioinformatique structurale, une partie des méthodes computationnelles qui calculent les structures de protéines à l'aide de données expérimentales, effectuent une optimisation de la position des atomes sous les contraintes expérimentales mesurées sur le système étudié, ainsi que sous des contraintes provenant de la connaissance générique de la stéréochimie organique. Ces méthodes d'optimisation présentent l'inconvénient de ne pas garantir la détermination de la meilleure solution. De plus, la validation de l'optimisation se fait en comparant les résultats obtenus pour des calculs répétés, et le résultat d'un calcul est accepté dans la mesure où le même résultat est obtenu plusieurs fois. Par cette approche, on rend plus difficile la détection de conformations alternatives de protéines, qui sont pourtant le sujet d'un vif intérêt dans la littérature. En effet, le développement de la sensibilité des techniques de résonance magnétique nucléaire (RMN) a permis de mettre en évidence plusieurs cas d'échange conformationnel reliés à la fonction des protéines. Dans ce projet de thèse, nous avons étudié une nouvelle approche pour le calcul de structures des protéines et l'exploration de leurs espaces conformationnels, basée sur la résolution du problème de Géométrie de Distance associé aux contraintes de distances dans une protéine par l'algorithme "interval Branch and Prune". Le logiciel implémentant cette méthode est appelée iBPprot, il incarne l'une des premières tentatives d'échantillonnage exhaustive des espaces conformationnels des protéines. Dans un premier temps, on s'est intéressé à l'application de la méthode en utilisant exclusivement des constraintes de distances exactes. Les résultats ont démontré que iBPprot était capable de reconstruire des structures références en s'appuyant seulement sur quelques contraintes à courte portée. De plus, la reconstruction a été d'une précision telle que la conformation générée présentait un RMSD de 1 Angstrom maximum avec la structure référence. L'exploration exhaustive de l'espace conformationnel a été possible pour une bonne partie des protéines cibles. Les temps de calcul pour l'exploration des espaces conformationnels ont été très variables allant de quelques secondes pour quelques protéines jusqu'à des semaines pour d'autres. L'évaluation de la qualité des structures obtenues a démontré qu'au moins 68% des valeurs de phi et psi sont localisées dans la zone 'core' du diagramme de Ramachandran. Cependant, des clash stériques ont été détectées dans plusieurs conformations mettant en jeu jusqu'à 7% d'atomes dans quelques unes de ces conformations. Dans un deuxième temps, on s'est intéressé à l'application de la méthode en incluant des intervalles de distances comme contraintes dans les calculs. Dans ce cas de figure, la méthode a réussi a reconstruire des structures références avec un RMSD inférieur à 5 Angstrom pour plus de la moitié des protéines cibles. En contre partie, le parcours complet de l'espace conformationnel n'a été possible que pour la plus petite protéine de l'ensemble des protéines étudiées. Pour la moitié des autres protéines, plus de 70% des atomes ont vu leurs positions échantillonnées. La qualité des structures obtenues a regressé en comparaison avec les simulations faites avec des distances exactes. En effet, seulement 53% des valeurs de phi et psi étaient localisées dans la zone 'core' du diagramme de Ramachandran, et le pourcentage d'atomes impliqués dans un clash stérique s'élevait jusqu'à 22% pour quelques protéines. Concernant le temps de calcul, le taux de génération de conformations a été déterminé pour chaque protéine cible, et il s'est avéré que globalement sa valeur etait compétitive par rapport aux valeurs des taux observables dans la littérature
Structural biology has allowed us expand our knowledge of living organisms. It is defined as the investigation of the structure and function of biological systems at the molecular level. Studying a biomolecule's structure offers insight into its geometry, as angles and distances between the biomolecule's atoms are measured in order to determine the biomolecular structure. The values of these geometrical parameters may be obtained from biophysical techniques, such as X-ray crystallography or nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy. One of the most used methods to calculate protein structures from geometric restraints is simulated annealing. This method does not guarantee an exhaustive sampling of protein conformational space, which is a shortcoming as one protein may adopt multiple functional conformations, and it is important to determine them exhaustively. In this PhD project, the efficiency of a new method - derived from operations research and computational geometry - is studied in order to answer this question: How does this method explore the conformational spaces of small proteins? This method - implemented within the iBPprot software framework - treats protein structure determination as a distance geometry problem, which the interval branch-and-prune algorithm tries to solve by the full exploration of its solutions space. The results obtained by iBPprot on a set of test proteins, with sizes ranging from 24 to 120 residues and with known structures, are analyzed here. Using short-range exact distance restraints, it was possible to rebuild the structure of all protein targets, and for many of them it was possible to exhaustively explore their conformational spaces. In practice, it is not always possible to obtain exact distance restraints from experiments. Therefore, this method was then tested with interval data restraints. In these cases, iBPprot permitted the sampling of the positions of more than 70% of the atoms constituting the protein backbone for most of the targets. Furthermore, conformations whose r.m.s. deviations closer than 6 Angstrom to the target ones were obtained during the conformational space exploration. The quality of the generated structures was satisfactory with respect to Ramachandran plots, but needs improvement because of the presence of steric clashes in some conformers. The runtime for most performed calculations was competitive with existing structure determination method

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Darwaz, Khamsa. "Etude expérimentale et en simulation comportementale des"pertes fer"dans des circuits magnétiques de géométrie simple". Lyon, INSA, 1995. http://www.theses.fr/1995ISAL0016.

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Abstract (sommario):

Les dissipations d'énergie constituent une des limitations principales rencontrées dans la construction des transformateurs d'énergie et des machines électriques. De nouvelles conditions d'utilisation imposées par les convertisseurs de l'électronique de puissance font supporter de nouvelles contraintes aux circuits magnétiques que les outils classiques de calcul ne peuvent prendre facilement en compte. Le travail présenté s'inscrit dans le développement d'outils adaptés à ces nouvelles sollicitations. Nous avons choisi une technique de représentation qui décrit de façon globale le comportement dynamique donc évalue les pertes à l'échelle du circuit. Le modèle comportemental présenté permet d'estimer avec une bonne précision les pertes fer dans un matériau ferromagnétique doux dans des conditions variées d'excitation. Les simulations implantées sur PC demandent des temps de calcul d'environ la minute. L'extraction des paramètres nécessaires du modèle est réalisée automatiquement sur station UNIX à partir d'un nombre très réduit de données expérimentales et en très peu de temps. Ces paramètres sont calculés une fois pour toutes à l'issue d'une étape de caractérisation et gardés constants pour n'importe quelles conditions de fonctionnement du matériau étudié. Les apports et les limites de la validité de la méthode utilisée sont évalués à partir de la précision obtenue avec le modèle par rapport à une mesure directe réalisée en laboratoire dans des conditions voisines des applications les plus courantes de l'électrotechnique
[Energy losses are constituting one of the principal limitations met with energy transformers and electrical machines construction. In the mean time, electronic converters are imposing new working conditions to magnetic circuits, that classical calculation methods can't easily take into account. The work exposed in this paper is about the development of adapted tools, designed to respond to these new constraints. We have chosen a technical representation that globally describes the dynamic behavior and evaluates iron losses on a circuit scale. The behavioral model used allows us to estimate with a good accuracy the losses in ferromagnetic materials, under various excitation conditions. The simulations are running on persona! computer and calculation time takes about a minute. The parameters used in the mode! are automatically and quickly obtain from UNIX station using a limited number of experimental data. These parameters are calculate once and remain constant throughout the simulations. The conditions and the validity's limits of the described method are evaluate using the mode! Accuracy, obtained by comparing results with a direct measure realised in a laboratory under the most widely encountered electrical conditions. ]

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Marthouret, Frank. "Développement de modèles dynamiques comportementaux de circuits magnétiques : prise en compte de l’hystérésis et de la géométrie". Lyon, INSA, 1995. http://www.theses.fr/1995ISAL0098.

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Abstract (sommario):

L'électronique de puissance, en apportant des sollicitations nouvelles aux machines électriques, nécessite le développement d'outils adaptés à la description des phénomènes. En particulier le comportement dynamique des circuits magnétiques est décrit de façon incomplète par des modèles de type schéma équivalent A partir d'un modèle comportemental original établi au CEG EL Y avec des hypothèses restrictives sur la géométrie, nous avons proposé des développements élargissant le domaine de validité aux régimes transitoires rapides et à des géométries plus complexes. Nous avons dans un premier temps intégré le modèle d'hystérésis de Preisach en pas de temps dans le logiciel contenant le modèle de représentation de circuit magnétique. Pour cela, nous avons développé une gestion de l'histoire du matériau adaptée aux exigences d'une résolution d'équation différentielles par différentiation rétrograde. Cet outil nous a permis d'établir le domaine de validité et de mettre en évidence des écarts importants pour les faibles niveaux d'amplitude de l'excitation. Ces écarts, attribués au modèle de Preisach, ont nécessité la mise en œuvre de techniques de compensation pour réduire les erreurs dues au modèle statique. Nous avons réalisé une étude fréquentielle à partir de ce nouveau modèle. Afin d'améliorer la description des transitoires rapides, nous avons effectué une analyse des phénomènes physiques et proposé deux approches différentes remettant en cause les hypothèses d'homogénéité du modèle initial. Ces deux techniques, qui fournissent approximativement les mêmes résultats, ont permis d'élargir de façon significative ces limites fréquentielles du modèle. Par ailleurs, pour pouvoir décrire un plus grand nombre d'applications, il a été nécessaire de dépasser les hypothèses géométriques restrictives du modèle initial. La définition d'un tube de flux ouvert et de règles d'assemblage apporte une solution à ce problème. L'introduction de l'ensemble de ces travaux dans un logiciel de simulation orientée "circuits" permet à présent de décrire de façon satisfaisante des applications industrielles
Modelling of the properties of magnetic circuits needs to take into account hysteresis, dynamical phenomena, and the geometry of the magnetic circuit. A behavioural model has been developed in the CEGELY. This model takes into account hysteresis and dynamic phenomena but is limited to simple geometries such as toroid circuits. In despite of good performances, this model presents important shortcomings in the context of electro technology. We propose new improvements of the model in order to increase its performances and which allow to take into account more complex geometries. In a first time, we have developed a step by step programmation of the Preisach model, model used to generate static hysteresis loops. The Preisach model has been improved in order to predict accurately magnetic characteristics at low peak flux density. In a second time, we have introduced a more realistic representation of the magnetic field inside the magnetic circuit. Hence, electrical and magnetic characteristics are predicted with a good accuracy, even in the case of fast transient operations. In a third time, we have studied the case of complex geometries. The magnetic circuit is divided into elementary circuits and the resulting model predicts the magnetic and electrical behaviour of geometries involving several limbs. The simulated results obtained agree satisfactorily with the experimental data. This study offers new prospect for the optimisation of industrial applications, by the use of an accurate and fast behavioural model of magnetic circuits

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Raoux, Arnaud. "Magnétisme orbital et aspects géométriques de la théorie des bandes". Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLS041/document.

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Abstract (sommario):

Mon travail de recherche a porté surl’étude de la réponse magnétique orbitale d’un gazd’électrons dans le potentiel cristallin d’un solide.Cette étude est dans la continuité du travail deLandau (diamagnétisme de Landau) et de Peierls,ce dernier ayant développé une formule de susceptibilitéorbitale valable pour les modèles cristallinsà une bande. L’objet de ma thèse a été degénéraliser cette formule à un nombre quelconquede bandes, travail réalisé à l’aide d’une théorie deperturbation invariante de jauge. Je me concentreparticulièrement sur l’étude des modèles à deuxbandes, afin de mettre en évidence l’importancedes couplages interbandes dans la susceptibilitéorbitale. Cela fait intervenir la courbure de Berry,grandeur classiquement associée à ces couplages,mais également le tenseur métrique qui joue unrôle crucial. En particulier, je montre qu’un isolantde bandes peut avoir une réponse magnétiquemême si sa bande de valence est remplie, et je metsen évidence un modèle où les propriétés géométriquespeuvent être variées tout en maintenantfixes les propriétés spectrales, ce qui induit desmodifications importantes de la réponse magnétique
My research project has been to studythe orbital magnetic response of a electron gas inthe periodic potential of a crystal. Its purpose isto generalize Landau’s diamagnetism and Peierls’formula for one-band crystals. The main goal wasto generalize Peierls’ work to any number of bands.Then, I applied the obtained formula to 2-bandsystems in order to highlight the role of interbandeffects in the orbital susceptibility. The susceptibilitycan be written using Berry curvature, quantityassociated to interband effects, as well as the metrictensor. In particular, I show that a band isulatorcan have a non-vanishing magnetic responseeven if the chemical potential lies in the gap. Moreover,I study a model where the geometric propertiescan be tuned without changing the dispersionrelation. This tuning can drastically modifythe orbital magnetic response

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Ottenwaelder, Xavier. "Coupleurs ferromagnétiques : aspects géométrique, topologique et électrochimique". Paris 11, 2001. http://www.theses.fr/2001PA112326.

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Abstract (sommario):

Ce travail porte sur la synthèse et l'étude de complexes pouvant se connecter à d'autres complexes pour former des entités polynucléaires. Deux tactiques visant à assurer un couplage ferromagnétique au sein du complexe initial dinucléaire (synthon) sont developpées. La première partie est dédiée à des approches statiques : on ne peut influer sur aucun facteur après formation de la molécule. Un premier ligand disposant les deux orbitales magnétiques quasi perpendiculairement conduit à un couplage ferromagnétique faible. Avec ce synthon, des complexes hexanucléaires ont été formés. Ensuite, l'aspect topologique du couplage est inspecté via un mécanisme basé sur la polarisation de spin. La nature du couplage dépend de la disposition des ions métalliques en méta ou para de cycles benzéniques. Les couplages sont importants en dépit de grandes distances entre les ions. A partir des synthons de topologie méta, des complexes polynucléaires à 6, 9 et 16 ions cuivre(II) ont été synthétisés, qui conservent le couplage ferromagnétique de cœur. .
This work concerns the synthesis and the study of dinuclear complexes capable of anchoring other complexes at their periphery to form polynuclear compounds. Two pathways towards the target to input of a ferromagnetic coupling in the initial complexes have been developed. The first part is dedicated to the static approach where the properties of the complexes cannot be tuned after synthesis. 1) A dinucleating ligand whereby the two magnetic orbitals are orientated in a quasiperpendicular fashion leads to a feeble ferromagnetic coupling. With this synthon hexanuclear complexes were obtained. 2) The topological aspect of the interaction is inspected through a mecanism based on spin polarisation. Biscopper(II) complexes in meta or para positions of benzenic rings lead to differently coupled systemes. The ions are highly coupled despite the large separation between them. Polynuclear compounds containing 6, 9 and 16 Cu(II) ions have been isolated from the meta substituted derivatives and they all retain the ferromagnetic coupling. .

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Arsigny, Vincent. "Traitement de données dans les groupes de Lie : une approche algébrique. Application au recalage non-linéaire et à l'imagerie du tenseur de diffusion". Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00121162.

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Abstract (sommario):

Ces dernières années, le besoin de cadres rigoureux pour traiter des données non-linéaires s'est développé considérablement en imagerie médicale. Ici, nous avons proposé plusieurs cadres généraux pour traiter certains de ces types de données, qui appartiennent à des groupes de Lie. Pour ce faire, nous nous sommes appuyés sur les propriétés algébriques de ces espaces. Ainsi, nous avons présenté un cadre de traitement général pour les matrices symétriques définies positives, appelé log-euclidien, très simple à utiliser et avec d'excellentes propriétés théoriques ; il est particulièrement adapté au traitement des images de tenseurs de diffusion. Nous avons également proposé des cadres, dits polyaffines, pour paramétrer les transformations localement rigides ou affines, en garantissant leur inversibilité avec d'excellentes propriétés théoriques. Leur utilisation est illustrée avec succès dans le cas du recalage localement rigide de coupes histologiques et du recalage 3D localement affine d'IRMs du cerveau humain. Ce travail nous a menés à proposer deux cadres généraux nouveaux pour le calcul de statistiques dans les groupes de Lie en dimension finie : d'abord le cadre log-euclidien, qui généralise notre travail sur les tenseurs, et un cadre basé sur la notion nouvelle de moyenne bi-invariante, dont les propriétés généralisent celles de la moyenne arithmétique des espaces euclidiens. Enfin, nous avons généralisé notre cadre log-euclidien aux déformations géométriques difféomorphes afin de permettre un calclul simple des statistiques sur ces transformations, ce qui ouvre la voie à un cadre général et cohérent pour les statistiques en anatomie computationnelle.

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Melchy, Pierre-Eric. "Frustration géométrique: le cas des antiferromagnétiques triangulaires". Grenoble, 2010. http://www.theses.fr/2010GRENY041.

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Abstract (sommario):

Cette thèse de doctorat présente la détermination théorique et numérique (Monte Carlo) du diagramme de phase du système classique antiferromagnétique de Heisenberg sur réseau triangulaire (HAFT) et de ses variantes anisotropes. Sous champ HAFT présente une intri- cation non triviale des symétries discrète Z3 et continue S1. Elles sont successivement brisées (discrète puis continue) selon des modalités différentes à champ fort et modéré : dans ce cas-là l'ordre a lieu selon la direction transverse ; dans ce cas-ci une phase colinéaire intermédiaire est stabilisée avant la phase à 120 degrés. Du fait du comportement à champ nul les lignes de transitions se terminent à (T , h) = (0, 0). L'anisotropie mono-ionique est ici considérée. HAFT avec anisotropie d'axe facile pour une anisotropie modérée, 0 < d
This doctoral dissertation presents a thorough determination of the phase diagrams of classical Heisenberg triangular antiferromagnet (HTAF) and its anisotropic variants based on theoretical and numerical analysis (Monte Carlo). At finite-field HTAF exhibits a non-trivial interplay of discrete Z3 symmetry and continuous S1 symmetry. They are successively broken (discrete then continuous) with distinct features at low and high fields: in the latter case the ordering is along transverse direction; in the former case an intermediate collinear phase is stabilised before 120-degree structure is. Due to zero-field behaviour, transition lines close at (T,h) = (0,0). Single-ion anisotropy is here considered. Easy-axis HTAF for moderate anisotropy strength 0 < d

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Bono, David. "Etude par RMN et MuSR des composés antiferromagnétiques fortement frustrés à géométrie de bicouches kagomé". Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00008532.

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Abstract (sommario):

Dans les composés antiferromagnétiques Heisenberg à géométrie kagomé, la frustration des interactions est à l'origine d'un état liquide de spins à T=0. Un état RVB, originalement proposé par Anderson dans les réseaux triangulaires puis dans les cuprates, décrit probablement ce fondamental, dont l'état singulet est dégénéré exponentiellement dans un faible gap singulet-triplet. Peu de composés expérimentaux se rapprochent aujourd'hui du système idéal et l'existence de perturbations ou d'anisotropie lève souvent la dégénérescence du fondamental lorsque T->0. Une étude par RMN, MuSR et SQUID, a été réalisée dans les composés à géométrie de bicouches kagomé de spin 3/2, Ba2Sn2ZnGa10-7pCr7pO22 et SrCr9pGa12-9pO19, considérés comme les archétypes d'un hamiltonien de spins purement Heisenberg sur un réseau kagomé. Outre l'absence caractéristique de transition jusqu'à une température Tg~2 K bien plus basse que la température de Curie-Weiss thetaCW~250 K, des propriétés physiques semblables dans ces deux systèmes sont mesurées malgré des défauts radicalement différent. Les propriétés intrinsèques de cette géométrie en sont déduites, à savoir: - une décroissance de la susceptibilité en dessous de 45 K (RMN) interprétée par de très faibles longueurs de corrélations magnétiques, au moins pour T>10 K, malgré les fortes interactions antiferromagnétiques (thetaCW~250 K). Ce maximum de la susceptibilité reste compatible avec l'existence d'un gap de spin; - l'existence de fluctuations quantiques pour T>30 mK, beaucoup plus bas que Tg (MuSR); - la corrélation entre l'apparition de ces fluctuations et celle d'un état de type verre de spin à Tg. Un modèle phénoménologique décrivant la relaxation des muons est présenté, pour la première fois dans ces systèmes, et suggère la stabilisation d'un état de type RVB en dessous de Tg.

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Ouedraogo, Edgard. "Caractérisation géométrique et acoustique de la diaphyse osseuse par tomographie ultrasonore". Cergy-Pontoise, 2002. http://www.theses.fr/2002CERG0163.

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Abstract (sommario):

Nous proposons d'utiliser la tomographie ultrasonore, technique multi-site et non ionisante comme une alternative permettant d'accéder à un ou plusieurs paramètres significatifs du milieu osseux. Nous avons combiné autour d'un processus itératif de reconstruction les propriétés des ondes réfléchies et transmises dans un os cortical sur la base d'un a priori sur les propriétés géométriques et acoustiques du milieu. Nous utilisons un modèle de propagation des ultrasons dans les milieux biologiques qui permet de remonter à la fluctuation de célérité et d'impédance. Dans ce cas les méthodes analytiques de reconstruction d'images qui requiert des chemins de propagation droits et parallèles sont applicables. La tomographie ultrasonore en réflexion (URT) a été utilisée pour obtenir le contour intérieur et extérieur des objets et la tomographie ultrasonore en transmission (UTT) pour les images des célérité. La méthode a été appliquée à des objets canoniques, puis à un fémur humain in vitro pour lequel nous présentons les premières images en tomographie quantitative ultrasonore
Our objective is to derive quantitative sound speed images of cortical bone using ultrasonic transmission tomography. The classical acquisition procedure of projection data is modified: the transducers are orientated according to Snell's law of refraction in the aim of optimizing sound propagation as parallel longitudinal rays inside bone. This strategy allows the subsequent application of straight-ray reconstruction by the backprojection technique, which is a classical procedure in X ray tomography. The method has been validated with Plexiglas® solid cylinders and tubes immersed in water. Improved sound velocity images are then derived using conventional Radon transform of experimental time-of-flight data. The method is then extended to in vitro human femur immersed in water. The procedure leads to significant restoration enhancement over the non corrected image. These preliminary quantitative images using combined reflected and transmission ultrasound are promising results for bone imaging

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Amice, Marc. "Le complexe granitique de Cabeza de Araya (Estrémadure, Espagne) : zonation, structures magmatiques et magnétiques, géométrie, discussion du mode de mise en place". Toulouse 3, 1990. http://www.theses.fr/1990TOU30115.

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Abstract (sommario):

Ce travail a la fois methodologique et systematique montre que les donnees de terrain, microstructures, de sm et d'asm, et de gravimetrie concourent a fournir une description nouvelle des massifs granitiques que l'on peut tenter d'interpreter en terme de mise en place. On propose ici que le massif de cabeza de araya a ete alimente a partir de deux ouvertures fragiles de la croute, paralleles a la schistosite regionale, et disposees symetriquement par rapport au centre du pluton. Le volume plus large donnant l'aspect du pluton, resulterait de la coalescence des 2 alimentations. Suivant le mecanisme de type "crack opening" (hutton, 1988b), on propose que ces 2 ouvertures resultent d'un cisaillement profond de sens dextre et de direction comprise entre e-w et nw-se

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Chapuis, Yann. "Frustration géométrique, transitions de phase et ordre dynamique". Phd thesis, Grenoble 1, 2009. http://www.theses.fr/2009GRE10130.

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Abstract (sommario):

Cette thèse traite de composés magnétiques géométriquement frustrés, cristallisant dans la structure pyrochlore, c'est-à-dire un arrangement tri-dimensionnel de tétraèdres reliés entre eux par leurs sommets. Tout d'abord, on montre que le liquide de spins Tb2Ti2O pose un certain nombre de difficultés quant à sa fabrication, certaines propriétés physiques mesurées étant très dépendantes des conditions de croissance. Cependant, deux températures caractéristiques, indépendantes des échantillons, à 2 et 50 K, ont pu être mises en évidence par différentes techniques expérimentales, et ce, sur différents échantillons. Ensuite, l'étude de la dynamique de spins dans Tb2Sn2O7, une glace de spins ordonnée, suggère l'existence d'un mécanisme complexe, caractérisé par plusieurs temps de fluctuations, dont l'un est de l'ordre de 10^-10 s. Pour ces deux composés, il est montré, par des mesures microscopiques mais également macroscopiques, que les niveaux de champ cristallin de plus basse énergie sont deux singulets, séparés d'environ 2 K, et non un doublet comme généralement admis. Concernant l'étude du composé antiferromagnétique Er2Ti2O7 de symétrie XY, certaines mesures suggèrent une dynamique de spins à basse température, conséquence d'excitations. Enfin, l'analyse des résultats obtenus pour le composé antiferromagnétique Heisenberg Gd2Sn2O7 met en évidence des contradictions concernant l'existence ou non d'une dynamique de spins à basse température
This PhD thesis is about geometrically frustrated magnetic materials which crystallise in the pyrochlore structure, made of corner sharing regular tetrahedra. Firstly, we show that the growth of the spin liquid Tb2Ti2O7 presents many difficulties : some physical properties are sample dependent. Anyhow, two characteristic temperatures (2 and 50 K) are deduced by different experimental techniques, irrespective of the sample. Then, about the ordered spin ice Tb2Sn2O7, the study of spin dynamics suggests the existence of a complex relaxation mechanism, characterized by several fluctuation times. One of them is tau ≈ 10^{-10} s. Microscopic and macroscopic measurements carried out on these two compounds show that the lowest two crystal field level are singlets, and they are separated by an energy of about 2 K. About the XY antiferromagnet Er2Ti2O7, some results suggest the existence of exitations, responsible for low temperature spin dynamics. Finally, there inconsistencies between the interpretation of some experimental results about the existence of a low temperature spin dynamics in the Heisenberg antiferromagnet Gd2Sn2O7

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Chapuis, Yann. "Frustration géométrique, transitions de phase et ordre dynamique". Phd thesis, Grenoble 1, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00463643.

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Abstract (sommario):

Cette thèse traite de composés magnétiques géométriquement frustrés, cristallisant dans la structure pyrochlore, c'est-à-dire un arrangement tri-dimensionnel de tétraèdres reliés entre eux par leurs sommets. Tout d'abord, on montre que le liquide de spins Tb2Ti2O7 pose un certain nombre de difficultés quant à sa fabrication, certaines propriétés physiques mesurées étant très dépendantes des conditions de croissance. Cependant, deux températures caractéristiques, indépendantes des échantillons, à 2 et 50 K, ont pu être mises en évidence par différentes techniques expérimentales, et ce, sur différents échantillons. Ensuite, l'étude de la dynamique de spins dans Tb2Sn2O7, une glace de spins ordonnée, suggère l'existence d'un mécanisme complexe, caractérisé par plusieurs temps de fluctuations, dont l'un est de l'ordre de 10^{-10} s. Pour ces deux composés, il est montré, par des mesures microscopiques mais également macroscopiques, que les niveaux de champ cristallin de plus basse énergie sont deux singulets, séparés d'environ 2 K, et non un doublet comme généralement admis. Concernant l'étude du composé antiferromagnétique Er2Ti2O7 de symétrie XY, certaines mesures suggèrent une dynamique de spins à basse température, conséquence d'excitations. Enfin, l'analyse des résultats obtenus pour le composé antiferromagnétique Heisenberg Gd2Sn2O7 met en évidence des contradictions concernant l'existence ou non d'une dynamique de spins à basse température.

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Perrin, Yann. "Réseaux artificiels à frustration géométrique". Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAY054/document.

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Abstract (sommario):

Les réseaux de nanoaimants à frustration géométrique font l'objet d'investigations depuis maintenant une décennie. Ils permettent de réaliser expérimentalement des modèles de spins théoriques qui n'ont parfois pas d'équivalent naturel. Ces réseaux présentent, entre autres, l'intérêt d'offrir un accès direct aux configurations locales de spin. Le travail présenté dans ce manuscrit vise à réaliser expérimentalement le modèle dit de "glace carrée" dans un réseau nanoaimants. Ce modèle hautement frustré présente un état fondamental massivement dégénéré, à l'origine de son entropie résiduelle à basse température. Dans ce travail, nous allons présenter deux approches permettant de réaliser le modèle de glace carrée.La première consiste à introduire dans le réseau carré conventionnel des nanoaimants supplémentaires. Sous certaines conditions, ceux-ci agissent en modifiant les couplages effectifs entre les aimants du réseau principal. Pour cela, les aimants additionnels doivent se comporter passivement vis à vis du réseau principal. Dans une étude théorique, nous montrerons que l'analyse du hamiltonien dans l'espace réciproque échoue à saisir les propriétés essentielles de ce nouveau modèle. C'est en calculant l'énergie de configurations aléatoires de spins que nous prouverons que notre système présente les caractéristiques recherchées. Nous porterons une attention particulière à l'effet de la portée et de la nature des interactions entre aimants. Grâce à des simulations micromagnétiques par différences finies, nous déterminerons les géométries pertinentes à employer pour une réalisation expérimentale. Grâce aux outils de microfabrication disponibles au laboratoire, nous avons pu fabriquer de tels réseaux. Les aimants sont constitués de permalloy mince, ce qui leur permet d'atteindre un régime superparamagnétique lors d'un recuit thermique. Nous avons observé que les aimants additionnels influencent comme prévu la physique du réseau carré. Un biais expérimental a cependant engendré une aimantation rémanente élevée dans certains réseaux. Cet effet a malheureusement masqué les corrélations caractéristiques attendues dans le modèle de glace carrée. Mais ces travaux ont permis de mettre en évidence un effet inattendu des aimants additionnels. Ceux-ci semblent stimuler les fluctuations thermiques dans les réseaux qui en sont pourvus.La seconde approche consiste à surélever les aimants orientés dans l'une des deux directions du réseau carré. Nous emploierons une méthodologie similaire à celle décrite précédemment pour l'étude de ce nouveau système. Théoriquement, le contrôle de la surélévation permet d'explorer trois modèles de spins différents, dont le modèle de glace carrée. Nous avons fabriqué des réseaux avec plusieurs surélévations, estimées au moyen de simulations micromagnétiques. Pour des raisons techniques, nous avons cette fois travaillé avec des nanoaimants de permalloy épais. Ils présentent la caractéristique d'être athermiques. Les fluctuations sont alors introduites grâce à un champ magnétique tournant et décroissant. Nous montrerons par des simulations que cette dynamique particulière stimule l'apparition de corrélations ferromagnétiques. La désaimantation réduit alors les surélévations nécessaires à la réalisation du modèle de glace carrée. Nous avons observé expérimentalement que l'effet de la surélévation est parfaitement cohérent avec nos prévisions. Les facteurs de structure que nous avons obtenus prouvent que nous avons réussi à réaliser le modèle de glace avec des nanoaimants. Cette approche nous a permis d'observer pour la première fois une phase de Coulomb dans l'espace direct. Ce travail ouvre des perspectives intéressantes pour l'étude des excitations existant dans cette phase, analogues à des monopoles magnétiques classiques
Since a decade, a big interest has grown about geometrically frustrated nanomagnets arrays. They allow experimental realisation of theoretical spin models, that sometimes have no natural counterpart. In addition to their high flexibility, these networks provide a direct access to local spin configurations. The work presented in this manuscript aims to realise experimentally the so-called "square ice" model, using nanomagnets array. This highly frustrated model has already been theoretically studied. It is found to have a massively degenerated ground state, associated to a residual entropy at low temperature. In this thesis, we present two approaches that should achieve the square ice model.The first one consists to introduce additional magnets in the conventional square nanomagnets array. They can act through an effective coupling between the magnets of the initial network. The condition required is that additional magnets should behave passively against main magnets. We will show in a theoretical study that a reciprocal space analysis of the Hamiltonian fails to grasp the essential properties of the new model. By computing the energy of a number of random spins configurations, we will show that the square ice model can be achieved. A special attention will be paid to the influence of the range and the nature of magnets interactions. Using finite-difference micromagnetic simulations, we will determine the geometries adapted to an experimental realisation. We were able to make such networks using the microfabrication tools available in the laboratory. Our magnets are made of thin permalloy films. This allows the magnets to reach a superparamagnetic regime during a thermal annealing. We observed that additional magnets have the expected influence on square nanomagnets arrays. However, an experimental bias caused a high residual magnetisation in some networks. This effect has unfortunately hided the correlations expected in the square ice model. But this work shown an unexpected effect. Additional magnets appear to enhance thermal fluctuations in the networks.The second approach is to raise the magnets oriented in one of the two directions of the square lattice. For the study of this new system, a methodology similar to that described above will be used. Theoretically, the control of the elevation can explore three different spins models, including the square ice model. We made arrays for different elevations, estimated by micromagnetic calculations. For technical reasons, we worked with thick permalloy nanomagnets. Their thickness makes them insensitive to thermal fluctuations. Fluctuations are then introduced using a decreasing rotating magnetic field. Our simulations show that this particular dynamic stimulates emergence of ferromagnetic correlations. The field demagnetisation then reduce the elevations required for achieving the square ice model. We have experimentally observed that the elevation has an effect perfectly consistent with our previsions. Experimental structure factors show that we succeed to achieve the square ice model with nanomagnets. This approach allowed us to observe, for the first time, a Coulomb phase in the real space. This work opens interesting perspectives for studying the excitations of this phase. It has previously been shown that they are similar to classical magnetic monopoles

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Borghesani, Valentina. "The neuro-cognitive representation of word meaning resolved in space and time". Doctoral thesis, Università degli studi di Trento, 2017. https://hdl.handle.net/11572/367587.

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Abstract (sommario):

One of the core human abilities is that of interpreting symbols. Prompted with a perceptual stimulus devoid of any intrinsic meaning, such as a written word, our brain can access a complex multidimensional representation, called semantic representation, which corresponds to its meaning. Notwithstanding decades of neuropsychological and neuroimaging work on the cognitive and neural substrate of semantic representations, many questions are left unanswered. The research in this dissertation attempts to unravel one of them: are the neural substrates of different components of concrete word meaning dissociated? In the first part, I review the different theoretical positions and empirical findings on the cognitive and neural correlates of semantic representations. I highlight how recent methodological advances, namely the introduction of multivariate methods for the analysis of distributed patterns of brain activity, broaden the set of hypotheses that can be empirically tested. In particular, they allow the exploration of the representational geometries of different brain areas, which is instrumental to the understanding of where and when the various dimensions of the semantic space are activated in the brain. Crucially, I propose an operational distinction between motor-perceptual dimensions (i.e., those attributes of the objects referred to by the words that are perceived through the senses) and conceptual ones (i.e., the information that is built via a complex integration of multiple perceptual features). In the second part, I present the results of the studies I conducted in order to investigate the automaticity of retrieval, topographical organization, and temporal dynamics of motor-perceptual and conceptual dimensions of word meaning. First, I show how the representational spaces retrieved with different behavioral and corpora-based methods (i.e., Semantic Distance Judgment, Semantic Feature Listing, WordNet) appear to be highly correlated and overall consistent within and across subjects. Second, I present the results of four priming experiments suggesting that perceptual dimensions of word meaning (such as implied real world size and sound) are recovered in an automatic but task-dependent way during reading. Third, thanks to a functional magnetic resonance imaging experiment, I show a representational shift along the ventral visual path: from perceptual features, preferentially encoded in primary visual areas, to conceptual ones, preferentially encoded in mid and anterior temporal areas. This result indicates that complementary dimensions of the semantic space are encoded in a distributed yet partially dissociated way across the cortex. Fourth, by means of a study conducted with magnetoencephalography, I present evidence of an early (around 200 ms after stimulus onset) simultaneous access to both motor-perceptual and conceptual dimensions of the semantic space thanks to different aspects of the signal: inter-trial phase coherence appears to be key for the encoding of perceptual while spectral power changes appear to support encoding of conceptual dimensions. These observations suggest that the neural substrates of different components of symbol meaning can be dissociated in terms of localization and of the feature of the signal encoding them, while sharing a similar temporal evolution.

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Bolteau, Blandine. "La magnétisante histoire de la goutte fakir ou étude des propriétés de mouillage de surfaces superhydrophobes à géométrie magnétiquement modulable". Thesis, Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS062/document.

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Abstract (sommario):

Dans cette thèse, nous avons travaillé sur la mise au point de surfaces superhydrophobes modèles dont la mouillabilité peut être contrôlée par un stimulus externe. Composées de forêts de piliers micrométriques élastomères à forts rapports d'aspect dans lesquels sont incorporées des particules magnétiques, les surfaces présentent, via l'application d'un champ magnétique externe, une orientation modulable des piliers, donc une rugosité de surface adaptable. En faisant varier la géométrie, l'élasticité et l'aimantation de ces derniers, nous avons pu mettre en évidence les points suivants. Nous avons vu dans un premier temps qu’en accord avec la littérature, et en l’absence de champ magnétique, l’hystérèse de mouillage augmente avec la fraction de surface. Cependant, elle reste constante lorsque l’élasticité des piliers varie. Résultat déroutant, car à l’échelle du pilier, il existe bel et bien une différence de mobilité des piliers entre les piliers les plus rigides et les plus complaisants qui subissent la traction de la ligne triple.Nous avons ensuite montré que l’orientation des piliers changeait significativement l’angle de glissement via l’application d’un champ magnétique. De plus, le glissement de la goutte sur la surface est favorisé lorsque les piliers sont orientés à l’opposé de la pente. Enfin, nous avons pu contrôler la façon dont une goutte d’eau se déplace sur une surface inclinée en deçà de l’angle de glissement, puisqu’elle n’avance vers le bas de la surface que si une actuation magnétique est appliquée. Ces surfaces seront une source d’étude intéressante pour comprendre comment moduler le mouillage ou l’écoulement de liquide en état fakir
During this thesis, we have developped superhydrophobic surfaces whose wettability can be controlled by an external magnetic stimulus. Formulating a network of elastomeric and magnetic micro-pillars with high aspect ratio allows the orientation of the pillars through magnetic forces, hence an adaptable surface roughness. Moreover, modulating the geometry, elasticity and magnetization of pillars allowed us to highlight the following conclusions.We have seen first that in agreement with the literature, without magnetic field, the wetting hysteresis increased with the surface fraction. However, it remains constant varying the elasticity of pillars. This conclusion is confusing, because at the pillar scale, there is indeed a difference of mobility between rigid and flexible pillars due to the force exerted by the triple line.We then demonstrated that the deflexion of the pillars can change significantly the sliding angle due to the applied magnetic field. Moreover, sliding of the droplet on such a surface is promoted when pillars are deflected against the slope.Finally, we managed to control the displacement of a droplet on a surface which is tilted with an angle below the sliding angle : it moves forward from the surface only if magnetic actuation is applied. This surfaces will be an attractive source of study in order to understand how to modulate wetting and liquid flow in fakir state

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Chabert-Pelline, Corinne. "Géométrie et cinématique de la branche occidentale de l'Arc de Castellane (Alpes de Haute-Provence-France)". Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 1996. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00800341.

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Abstract (sommario):

L'arc de Castellane est un arc satellite de l'arc des Alpes occidentales. Il s'étend entre Digne, au nord et les Baous de Saint-Jeannet, au sud-est. Il se compose d'une branche occidentale de direction méridienne et d'une branche orientale orientée est-ouest. Notre travail concerne essentiellement la branche occidentale qui borde, à l'ouest, le bassin sédimentaire mio-pliocene de Digne-Valensole. Cette branche se caractérise en outre par la présence d'accidents sub-méridiens dont les principaux ont servi de guide a la progression vers le S-SW de la nappe de Digne qui représente l'élément majeur de cet arc. Ainsi nous montrons tout au long de notre travail combien l'héritage est important dans la structuration de l'arc de Castellane et précisons les modalités et les ages de cette structuration sur la branche occidentale

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Jiang, Zhifan. "Évaluation des mobilités et modélisation géométrique du système pelvien féminin par analyse d’images médicales". Thesis, Lille 1, 2017. http://www.theses.fr/2017LIL10003/document.

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Abstract (sommario):

Le meilleur traitement des troubles des mobilités du système pelvien féminin est un enjeu de société concernant particulièrement les femmes âgées. C'est dans ce contexte que cette thèse porte sur le développement des méthodes d'analyse d'images médicales permettant d'évaluer les mobilités pelviennes et modéliser les géométries des organes pelviens. Pour ce faire, nous proposons des solutions reposant sur le recalage des modèles déformables sur des images, issues de la technique d'Imagerie par Résonance Magnétique (IRM). L'ensemble des résultats permet, à partir d'IRM, spécifiquement à chaque patiente, de détecter la forme et de quantifier le mouvement d'une part des organes et de reconstruire leurs surfaces. Ce travail facilite la simulation du comportement des organes pelviens par la méthode des éléments finis. L'ensemble des outils développés a pour objectif d'aider à comprendre le mécanisme des pathologies. Ceci permettra enfin de mieux prédire l'apparition de certaines d'entre elles, de préciser et personnaliser les procédures chirurgicales
The better treatment of female pelvic mobility disorders has a social impact affecting particularly aged women. It is in this context that this thesis focuses on the development of methods in medical image analysis, for the evaluation of pelvic mobility and the geometric modeling of the pelvic organs. For this purpose, we provide solutions based on the registration of deformable models on Magnetic Resonance Images (MRI). All the results are able to detect the shape and quantify the movement of a part of the organs and to reconstruct their surfaces from patient-specific MRI. This work facilitates the simulation of the behavior of the pelvic organs using finite element method. The objective of these developed tools is to help to better understand the mechanism of the pathologies. They will finally allow to better predict the presence of certain diseases, as well as make surgical procedures more accurate and personalized

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Qiu, Ruihao. "Étude théorique des instabilités de type ferroïques dans des géométries confinées et des réseaux distordus". Thesis, Bordeaux, 2017. http://www.theses.fr/2017BORD0660/document.

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Abstract (sommario):

Dans cette thèse de doctorat nous présentons une étude théorique de deux types d'instabilitésferroélectriques: celles apparaissant dans des géométries confinés et celles induites par le magnétismedans dans composés massifs de structure perovskite. Dans une première partie nous abordons leproblème des instabilités ferroélectriques apparaissant dans des nanotubes et des nanocoquillesoù nous développons un modèle théorique phénoménologique approprié à ces structures. Nousétudions comment l'émergence de la polarisation est affectée par (i) l'épaisseur des nanostructures,(ii) par la réponse diélectrique des matériaux environant la couche ferroélectrique et (iii) les conditionsaux interfaces. Nous observons un effet de taille finie topologique qui peut promouvoirune compétition inhabituelle entre deux types de distribution de la polarization, irrotationel eten vortex, dans la limite des très petites épaisseurs. Dans une deuxième partie nous utilisons descalculs ab-initio à base de la théorie de la fonctionnelle de la densité pour étudier les instabilitésferroélectriques des perovskites manganites à base de terres rares (RMnO3). A partir de ces calculsnous prédisons qu'il est possible d'induire une transition de phase sous pression dans EuMnO3 lefaisant transiter d'un ordre antiferromagnétique de type A isolant vers un ordre ferromagnétiquemétallique sous pression. Ce type de transition n'avait jamais été reporté précédemment dans lesmatériaux RMnO3. Nous étendons ensuite cette analyse à l'étude des effets de strain épitaxial dansles films minces de TbMnO3 et EuMnO3. Nos résultats montrent que le diagramme de phase souscontrainte d'épitaxie est bien plus riche que celui sous pression hydrostatique. Nous trouvons queles types antiferromagnétiques E-AFM et E*-AFM sont stabilisés dans le cas de TbMnO3, où letype E*-AFM est une phase métallique polaire. Dans le cas de EuMnO3, nous trouvons une phaseantiferromagnétique de type E qui n'a pas été observée sous pression hydrostatique
In this thesis, we present a theoretical study of two types of ferroic instabilities: the ferroelectric instability in novel confined geometries and magnetic instabilities controlled by the distortion of the underlying crystal lattice. On the one hand, we consider in detail the ferroelectric instability, specifically, in the nanotubes and the spherical nanoshells and develop a phenomenological theory for describing such an instability. We determine how the emergence of polarization is affected bythe thickness of the nanoparticle, the dielectric properties of the surrounding media and the interfacial boundary conditions. We finnd an intriguing topological finite-size effect that can promote an unexpected competition between two different types of distribution of polarization - irrotational and vortex-like - in the ultra-thin limit. One the other hand, we employ a different formalism to investigate the structural, electronic and magnetic properties of the rare-earth manganites. Specifically,we conduct a theoretical investigation from first-principles calculations. First, we predict a pressure-induced A-AFM insulator to FM metal transition on EuMnO3 under hydrostatic pressure, that is unprecedented in the multiferroic rare-earth manganites RMnO3. This investigation is extended to the study to the epitaxial strain effects on both EuMnO3 and TbMnO3 thin films. We show that epitaxial strain generates a much richer phase diagram compared to hydrostatic pressure. We predict novel magnetically-induced insulator { metal and polar { non-polar transitions. More specifically, we find that both the multiferroic E-AFM order and the polar metallic E*-AFM state are stabilized in TbMnO3 by means of epitaxial strain. In the contrast, we find a novel epitaxial-strain-induced multiferroic E-AFM state in EuMnO3 that cannot be obtained by means of just hydrostatic pressure

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Benzid, Khalif. "Etude de l'effet de l'anisotropie magnétique sur la phase dynamique et sur la phase géométrique des bits quantiques de spins électroniques d'ions de métaux de transition Mn2+, Co2+, Fe3+ isolés et des complexes d'ions Fe3+ dans l'oxyde de zinc monocristallin". Thesis, Strasbourg, 2016. http://www.theses.fr/2016STRAE009/document.

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Abstract (sommario):

Nous avons étudié, par RPE impulsionnelle, la cohérence quantique et des spins électroniques des ions de transition Mn2+, Co2+, Fe3+, et des complexes Fe3+/Cs+ et Fe3+/Na+, tous présents dans le ZnO monocristallin. Nous avons trouvé que l’anisotropie magnétique peut altérer la cohérence de la phase dynamique des qubits des spins électroniques. Nous avons mesuré une faible décohérence pour les spins d’ions Mn2+et Fe3+ dans ZnO, qui ont tous deux une faible anisotropie magnétique uniaxiale, tandis que les ions Co2+ isolés avec une très forte anisotropie magnétique uniaxiale, une décohérence rapide a été mis en évidence. Nous avons trouvé que les spins électroniques des complexes de type Fe3+/Cs+, ayant un tenseur d’anisotropie magnétique plus complexe que la simple anisotropie uniaxiale des ions Fe3+ isolés, possèdent presque le même temps de décohérence. Par la méthode des perturbations, nous avons mis en évidence théoriquement un terme supplémentaire à la phase habituelle de Berry, dû à l’anisotropie magnétique et qui existe dans tout système ayant un spin S>1/2
We studied by pulsed EPR (p-EPR), the quantum coherence of electronic spins qubits of isolated transition metal ions of Mn2+, Co2+, Fe3+ and Fe3+/Cs+ as well as Fe3+/Na+ complexes, all found as traces in mono-crystalline ZnO. Indeed, we experimentally demonstrated that the magnetic anisotropy can alter the coherence of the dynamic phase of electronic spins qubits. We found a small decoherence for Mn2+ and Fe3+, spins having a small uniaxial magnetic anisotropy, and on the contrary, we found a very strong decoherence for Co2+ spins having a very strong uniaxial magnetic anisotropy. We found that the electronic spins of the Fe3+/Cs+ complex, having a more complex tensor magnetic anisotropy compared to the simplest uniaxial one of isolated Fe3+ spins in ZnO, have almost the same coherence time. By the perturbation method, we have found theoretically an additional term to the usual geometric Berry phase, due to the magnetic anisotropy which exists in any system having a spin S>1/2

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Laporte, Sébastien. "Reconstruction 3D du squelette humain pour la biomécanique par radiographie biplane à dose minimale d'irradiation". Paris, ENSAM, 2002. http://www.theses.fr/2002ENAM0024.

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Sakly, Nahed. "Investigations structurale et physique du système d'oxydes à chaînes de spins Ising (Sr, Ca)1+xCoxMn1-xO3". Thesis, Normandie, 2020. http://www.theses.fr/2020NORMC232.

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Abstract (sommario):

Ce manuscrit présente l’étude expérimentale des propriétés structurales et physiques d’une série de composés à chaînes de spins Sr4−xCaxCoMn2O9, appartenant à la famille d’oxydes A1+X(A’XB1−X)O3. Dans cette série, les chaînes 1D sont constituées des octaèdres MnO6 et prismes trigonaux CoO6 reliés par les faces, et réparties sur un réseau triangulaire avec un couplage antiferromagnétique entre elles. Ces chaînes présentent une forte anisotropie magnétique de type Ising provenant du cation Co2+ (HS, 3d7, S = 3/2). D’abord, l'étude structurale de ces chaînes révèle qu’elles peuvent être incommensurables, à cause d’un changement de degré d'oxydation du cobalt en fonction des conditions de synthèse. Ensuite, nous nous sommes intéressés à l'étude des deux composés Sr4CoMn2O9 (x=0) et Sr2Ca2CoMn2O9 (x=2). Le composé x=0 commensurable a montré l'absence de mise en ordre magnétique à longue distance (LRO) et des réponses dynamiques de relaxation de spins, typiques des Single-Ion Magnet (SIM) et Single-Chain Magnet (SCM) dont l'amplitude de leurs pics caractéristiques dépendde la (in)commensurabilité. En revanche, dans x=2, seule la réponse SIM a été observée à basse température, et qui coexiste avec le LRO à TN ~ 28 K. Les données de diffraction des neutrons montrent que cet LRO est compatible avec un état antiferromagnétique partiellement désordonné (PDA). Un régime pré-transitionnel particulier a été aussi observé entre TN et T* (~ 32.5 K), qui a été considéré comme un effet précurseur de LRO. D'un autre côté, un couplage magnéto-électrique a été également mis en évidence au sein de ce composé, dont l'origine a été interprétée par un phénomène de striction d’échange. Finalement, nous avons étudié l'anisotropie magnétique dans des échantillons orientés, dont la morphologie des grains a été optimisée par différents traitements thermiques
This manuscript presents the experimental study of structural and physical properties of a spin chain compounds Sr4-xCaxCoMn2O9, belonging to the large oxides family A1+XA'XB1-XO3. In this series, the 1D chains are made up of the octahedra MnO6 (Mn4+) and trigonal prisms CoO6 (Co2+) connected by the faces, and distributed over a triangular lattice with an antiferromagnetic coupling between them. These chains exhibit a strong Ising-type magnetic anisotropy, originating from the cation Co2+ (HS, 3d7, S = 3/2). First of all, the structural study of these chains reveals that they can be immcommensurate, due to a change in the degree of oxidation of cobalt depending on the synthesis conditions. Then, we were interested in the study of the two compounds Sr4CoMn2O9 (x=0) and Sr2Ca2CoMn2O9 (x=2). The x=0 compound showed the absence of long-range magnetic ordering (LRO) and dynamic spin relaxation responses, typical of Single-Ion Magnet (SIM) and Single-Chain Magnet (SCM), of which the amplitude of their characteristic peaks depends on the (in)commensurability. On the other hand, in x = 2, only the SIM response was observed at low temperature, and which coexists with the LRO at TN ~ 28 K. The neutron diffraction data show that this LRO is compatible with a partially disordered antiferromagnetic state (PDA). A particular pre-transitional regime was also observed between TN and T* (~ 32.5 K), which was considered to be a precursor effect of LRO. Furthermore, a magneto-electric (ME) coupling has also been demonstrated within this compound. The mechanism of this ME coupling has been discussed as a result of exchange-striction phenomenon. Finally, we studied the magnetic anisotropy in oriented samples, whose grain morphology was optimized by different heat treatments

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Nussle, Thomas. "Theoretical and computational studies of the thermomechanics of magnetic materials". Thesis, Tours, 2019. http://www.theses.fr/2019TOUR4007.

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Abstract (sommario):

Le magnétisme est l'un des plus anciens phénomènes rapportés de l'histoire des sciences naturelles et probablement l'un des plus fascinants. Véritable manifestation macroscopique de la physique quantique, il subit en s'y couplant, l'influence de nombreux réservoirs énergétiques et statistiques, dont ceux de la thermique et de la mécanique.En remarquant qu'un moment magnétique élémentaire est un objet composite formé grâce à des variables anticommutantes inobservables, on peut engendrer une dynamique Hamiltonienne couplant ce degré de liberté à ceux provenant des autres réservoirs, eux-mêmes décrits par la dynamique de variables aléatoires.La première étape est d'étudier la dynamique d'un moment magnétique, vu comme un spin classique dans de tels bains. A cette fin on considère un bain magnétique afin d'évaluer la possibilité de mimer les effets de couplage entre moments magnétique ainsi que le couplage magnétoélastique par un tel modèle effectif.Par la suite, nous montrons que la précession d'un spin classique peut être modélisée par une dynamique de Nambu qui facilite la description de la nature, additive ou multiplicative, des couplages stochastiques. La dynamique ainsi produite est d'abord étudiée numériquement de façon stochastique en moyennant les différentes réalisations obtenues; ensuite un modèle déterministe sur la hiérarchie des moments statistiques est établi puis fermé afin de développer une méthode à la fois plus rapide mais également déterministe de déduction des propriétés magnétiques.Finalement, pour illustrer la pertinence tangible de toutes ces notions, nous construisons une dynamique étendue de particules ``fictives'' portant à la fois un moment magnétique et une déformation mécanique locaux exprimant la magnétoélasticité, d'une part dans une approche Lagrangienne puis Hamiltonienne. Pour chacune des deux approches nous étudierons la dynamique du retournement ultra-rapide d'aimantation pour NiO, oxyde antiferromagnétique prototype, sous sollicitations mécanique et électrique.Le formalisme, exposé ici, aussi bien conceptuel qu’informatique, ne sert pas, seulement, comme un exemple de l’état de l’art, mais permet une description des propriétés des milieux magnétiques, qui est fondamentale aussi bien pour la conception de nouveaux matériaux, que comme modèle pour aborder d’autres questions portant sur l’interaction entre bruit et variables dynamiques, plus généralement
One of the utmost interesting properties of matter is magnetism. This property, which is a macroscopic consequence of quantum physics, is subjected and couples to several reservoirs. Among them, two are most relevant, namely the thermal and mechanical reservoirs. We build a Hamiltonian model for the coupling between -- classical -- magnetism and elasticity, which relies on the -- underlying -- anticommuting nature of spin, so as to describe the coupled dynamics of these degrees of freedom.The first step is to study the behavior of the classical spin -- or magnetic moment -- when coupled to different -- stochastic -- baths. First a spin bath, so as to investigate if and how such an effective model can mimic the couplings, to different magnetic moments but also to the elastic structure of the compound. A different approach is then followed where, through a Nambu dynamics model for spin precession, the ways in which this spin can be coupled to a bath, additively or multiplicatively, are studied in order to make out which is better suited to describe coupling phenomena in magnetism. Those are then studied numerically, initially stochastically, with the appropriate averaging procedure over different realizations and then deterministically, by building an effective model for the moments of the statistical distributions. This model is obtained by truncating the thus derived hierarchy of moments, so as to construct a quicker and deterministic method to deduce magnetic properties of a system.The second step is to construct models for magnetoelastic coupling, which we do via ``virtual'' particles carrying both localized magnetic moment and mechanical strain tensor. We begin by a Lagrangian formulation for the precession of spin, which is coupled to a dynamical elastic solid by a magnetoelastic coupling term. This enables us to study their coupled dynamics in a way that is fully consistent with all the symmetries, which ensures a consistent description.We then shift to a Hamiltonian description where spin is interpreted as a composite -- commuting -- variable, which is a product of underlying and not observable -- anticommuting -- variables. Such a spin interacts with a couple of canonically conjugate variables representing the elastic medium, in an extended Poisson structure. Finally, for each of these two models, we numerically study the influence of an external stress on the switching behavior of the Néel order parameter and spin accumulation for a NiO toy model antiferromagnet, induced by an external spin-transfer-torque

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Bâty, Xavier. "Recalage de séquences cardiaques spation-temporelles IRM et TEP/SCAN". Phd thesis, Université d'Angers, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00346306.

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Abstract (sommario):

Les travaux décrits dans ce manuscrit ont pour thème général le recalage de séquences d'images multimodales : Image par Résonance Magnétique (IRM), Tomographie par Émission de Positons (TEP) et images de scanner X (CT) synchronisées à l'électrocardiogramme (ECG). Ces modalités présentent un intérêt pour l'évaluation de la fonction cardiaque permettant un diagnostic et un suivi des pathologies cardio-vasculaires. La TEP permet d'évaluer la fonction ventriculaire et l'IRM est une méthode de référence pour l'étude de la fonction ventriculaire gauche. L'intérêt de ce recalage est de pouvoir fusionner des images fonctionnelles, apportées par la TEP étudiant la viabilité myocardique et des images anatomiques plus précises apportées par l'IRM. Le recalage de ces séquences d'images, nécessite la mise en place de méthodes adaptées aux modalités mises en jeu et se décompose en deux étapes distinctes : (i) un recalage global 3D rigide, entre les données IRM et CT, fondé sur une approche modèle et (ii) un recalage local 2D utilisant l'information mutuelle et une Free Form Deformation (FFD). Concernant la première étape, nous proposons l'utilisation de modèles cardiaques 3D définis sur les données IRM et CT et recalés par ICP. Le recalage local 2D fait l'objet de deux contributions. Afin de rendre l'information mutuelle sensible aux informations des données TEP et CT, nous proposons la création d'une image composite qui permet de rendre compte des contours du myocarde (visibles sur les images TEP) et de l'enveloppe totale du coeur (visible sur les images CT). Pour optimiser notre processus dans l'étude de la séquence complète des images, nous proposons une initialisation originale aux transformations utilisées en utilisant le champ de déplacement temporel issu des données IRM. L'ensemble des résultats obtenus a été évalué par un expert

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Houwaart, Torsten. "Cobalt porphyrins on coinage metal surfaces - adsorption and template properties". Thesis, Lyon, École normale supérieure, 2014. http://www.theses.fr/2014ENSL0927.

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Abstract (sommario):

Cette thèse est une étude théorique sur la interface de porphyrine de cobalt avec des surfaces métalliques avec le code VASP DFT. Le cadre DFT nécessaire a été introduit dans le chapitre 1. La structure de la jBardeen, une programme ecrit en Java, pour la simulation de la STM est expliqué dans le chapitre 2 et le code source est jointe en annexe. Une étude de l'adsorption de CoTPP sur les surfaces métalliques a été entrepris dans le chapitre 3. Différents paramètres de calcul ont été évalués: Le site d'adsorption et de la géométrie à la fois la molécule et la surface ont été étudiés par rapport à la xc-fonctionnel et correction de la dispersion utilisée. Une adsorption site le plus stable est identifié. Par conséquent, ce site plus stable a été étudiée pour sa structure électronique. Calculés images STM avec le code jBardeen ont été comparés avec une experimentation de CoTPP Cu sur une surface (111) avec une couverture sous monocouche. Dans le chapitre 4, un adatome Fe a été présenté à la CoTPP sur Ag système (111). Trois sites de liaison symétrique différentes pour l'atome Fe ont été identifiés sur le macrocycle, marqué les , bi-, brd- et bru-positions. Un moment magnétique pouvait être attestée qui a été principalement situé sur l'atome Fe. Voies possibles entre les quatre, symétriquement équivalentes, sites bi- ont été étudiées avec des méthodes différentes. Simples calculs dans le vacuum et calculs de la “Nudged Elastic Band” (NEB) de l'ensemble du système a révélé une hauteur de barrière légèrement au-dessus de 0,2 eV allant de position bi à la posititon brd. Une analyse de vibration a montré que la commutation de l'atome Fe est susceptible, lorsqu'il est perturbé hors d'équilibre dans les positions brd et bru
This thesis is a theoretical study on the cobalt porphyrin - coinage metal surface interface with the DFT code VASP. The necessary DFT framework has been introduced in chapter 1. The structure of the Java program jBardeen for STM simulation is explained in chapter 2 and the source code is attached as Appendix. A study of the adsorption of CoTPP on coinage metal surfaces has been undertaken in chapter 3. Different parameters of the calculation have been evaluated: the adsorption site and the geometry of both the molecule and surface have been investigated with respect to the xc-functional and dispersion correction used. A most stable adsorption site -bridge down- is identified. Consequently, this most stable site was investigated for its electronic structure. Calculated STM images with the jBardeen code were compared with an experiment of CoTPP on a Cu(111) surface with sub monolayer coverage. In chapter 4 an Fe adatom was introduced to the CoTPP on Ag(111) system. Three symmetrically different binding sites for the Fe atom were identified on the macrocycle, labelled the bi-, brd- and bru-positions for bisector, bridge down and bridge up respectively. A magnetic moment could be evidenced which was mainly located on the Fe atom. Possible pathways between the four symmetrically equivalent bisector sites were investigated with different methods. Single point calculations in vacuum and Nudged Elastic Band (NEB) of the whole system revealed a barrier height of slightly above 0.2 eV going from bi- to the brd-position. A vibrational analysis showed that switching of the Fe atom is likely, when perturbed out of equilibrium in the brd- and bru- positions

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Bertin, Alexandre. "Geometrical frustration and quantum origin of spin dynamics". Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GRENY014/document.

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Abstract (sommario):

Cette thèse se concentre sur l'étude de composés magnétiques géométriquement frustrés où les ions magnétiques se situent aux sommets d'un réseau de tétraèdres partageant leurs sommets: les composés pyrochlores. Deux familles de formule chimique R2M2O7, où R est un lanthanide et M= Ti, Sn, sont particulièrement intéressantes puisqu'elles présentent une grande variété d'états magnétiques exotiques. Premièrement, nous avons étudié le champ cristallin agissant au site de la terre rare dans l'approximation de Stevens où uniquement le terme fondamental est considéré. Un jeu unique de paramètres a été déterminé pour chaque famille considérée grâce à une analyse globale incluant des spectres de neutrons inélastiques de plusieurs composés. Ensuite, nous avons caractérisé avec un large éventail de techniques les propriétés physiques à basse température de Nd2Sn2O7. En dessous de la température de transition Tc=0.91 K, ce composé possède un ordre magnétique à longue portée dans la configuration de spins dite "all-in-all-out". Une persistance de la dynamique de spins a été révélée dans la phase ordonnée, attribuée à des excitations unidimensionnelles de spins. Une dynamique de spins anormalement lente est également reportée dans la phase paramagnétique. Enfin, nous avons apporté quelques informations sur les deux états fondamentaux proposés pour le composé très étudié Tb2Ti2O7: premièrement, l'apparition d'une transition Jahn-Teller à basse température est suggérée mais l'absence d'élargissement des pics de Bragg réfute la présence d'une transition structurale. Enfin ce composé pourrait être un exemple d'une glace de spin quantique mais l'existence d'un plateau d'aimantation n'est pas évident jusqu'à T=20 mK
This Phd thesis focuses on the study of magnetically frustrated compounds where magnetic ions lie at the vertices of a corner-sharing tetrahedra network: the pyrochlore compounds. The two series of chemical formula R2M2O7, where R is a lanthanide and M=Ti, Sn, are of peculiar interest since they display a large variety of exotic magnetic ground states. First, we have studied the crystal-electric-field acting at the rare earth within the Stevens approximation where only the ground state multiplet is considered. A single set of parameters for each families of interest has been determined through a global analysis including several inelastic neutron scattering spectra of various compounds. Then, we have characterised with a large panel of techniques the low temperature physical properties of Nd2Sn2O7. This compound enters a long-range magnetic order at transition temperature Tc=0.91 K with an ``all-in-all-out'' spin configuration. A persistence of spin dynamics has been found in the ordered phase, ascribed to one-dimensional spin loops excitations. Anomalously slow paramagnetic spin fluctuations are also reported. Finally, we have brought information on the two proposed ground states of the widely studied compound Tb2Ti2O7: first, a Jahn-Teller transition is claimed to occur at low temperatures but no broadening of the Bragg peaks is seen down to T=4 K precluding premises of a structural transition. Secondly, this compound could be a realisation of a quantum spin-ice but no definitive evidence of a magnetisation plateau is found down to T=20 mK

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Sarvezuk, Paulo Willian Carvalho. "Estudo do sistema quase unidimensional AxA'1-xNb2O6 (A e A'=Ni, Fe e Co) : preparação e caracterização das propriedades e estruturas magnéticas". reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 2011. http://hdl.handle.net/10183/49345.

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Abstract (sommario):

Cette étude expérimentale est consacrée à la structure cristalline et aux propriétés magnétiques des phases orthorhombiques ANb2O6 (A = métaux magnétiques) qui ont retenues notre attention en tant que système Ising modèle quasi 1D. Ce comportement magnétique original de basse dimension résulte à la fois de la force des interactions magnétiques le long des chaînes d'atomes magnétiques quasi-unidimensionnelles, et à la faiblesse des interactions entre les chaînes qui sont de nature antiferromagnétique. Lorsque ces composés sont ordonnés l’ensemble de ces interactions inter et intra chaîne conduit à un ordre antiferromagnétique. Notre investigation s’appuie sur une caractérisation systématique de la série de composés AxA’1-xNb2O6 (A et A’ = Ni, Fe et Co), par des mesures variées et complémentaires, notamment: diffraction des rayons X à température ambiante, diffraction de neutrons au dessus et en dessous de la température d'ordre magnétique, mesures magnétiques : évolution thermique de courbes d’aimantation isochamp et mesures d’aimantation isotherme. De plus, des mesures de la chaleur spécifique et de spectroscopie Mössbauer ont été réalisées sur certains échantillons sélectionnés. Nous avons mis à jour, selon la concentration, des comportement très différents dans les systèmes pseudo binaires Fe-Co, Ni-Fe ou Co-Ni qui peuvent soit présenter un état ordonné soit conserver un état paramagnétique jusqu'à de très basses températures. Nos mesures démontrent que la température d’ordre magnétique et les vecteurs de propagations diffèrent sensiblement selon la composition car ces systèmes sont caractérisés par une compétition entre les interactions magnétiques mises en jeu dans un réseau triangulaire interchaines. Cette étude montre que le désordre cationique Fe/Co induit une réduction substantielle des interactions tant inter que intra chaînes, ce qui traduit la tendance à défavoriser l’établissement d’un ordre magnétique à longue portée. De manière similaire, le système NixFe1-xNb2O6 ne présente pas d’ordre magnétique pour x=0,2 et ceci jusqu’à 400 mk au moins.
Este trabalho é dedicado à investigação das propriedades estruturais e magnéticas destes compostos de estrutura ortorrômbica (A = metais magnéticos) ANb2O6 que chamaram nossa atenção como um sistema de Ising quase-1D. Esse comportamento magnético original de baixa dimensionalidade é resultado das interações magnéticas ao longo das cadeias de átomos magnéticos quase uni-dimensional, e ainda pelas fracas interações antiferromagnética entre as cadeias. Quando esses compostos são ordenadas todas essas interações dentro e entre as cadeias leva a uma ordem global antiferromagnético. Nossa investigação é baseada em uma caracterização sistemática da série de compostos AxA’1-xNb2O6 (A et A’ = Ni, Fe e Co), por diferentes tipos de medidas complementares, tais como: difração de raios X à temperatura ambiente, difração de nêutrons acima e abaixo da temperatura de ordenamento magnético, medidas magnéticas: evolução térmica das curvas de magnetização e isoterma de magnetização sob variação de campo aplicado. Além disso, medidas de calor específico e espectroscopia Mössbauer foram realizadas em algumas amostras selecionadas. Nós encontramos interessantes resultados, para diferentes concentrações, com diferentes comportamentos nos sistemas pseudobinários Fe-Co, Ni-Fe ou Co-Ni, que podem permanecer no estado paramagnético até temperaturas muito baixas ou ordenarse dependendo da série analisada. Nossas medidas mostram que a temperatura de ordenamento magnético e vetores de propagação diferem substancialmente, dependendo da composição, por esses sistemas serem caracterizados por uma competição entre as interações magnéticas que estão envolvidas em uma rede triangular intermoleculares. Este estudo mostra que a desordem catiônicos Fe/Co induz uma redução substancial em ambas as interações dentro das; e entre as; cadeias, refletindo a tendência de se opor à criação de uma ordem de longo alcance magnético. Da mesma forma, o sistema NixFe1-xNb2O6 não mostra ordenamento magnético nem em medidas de até 400 mk realizadas para x = 0,2.
This work is dedicated to the investigation of structural and magnetic properties of these compounds with orthorhombic structure (A = magnetic metals) ANb2O6 that caught our attention as a system of quasi-1D Ising. This unique magnetic behavior is the result of low-dimensional magnetic interaction along the chains of magnetic atoms almost uni-dimensional, and also by weak antiferromagnetic interactions between the chains. When these compounds are ordered all these interactions between and within the chain leads to a global antiferromagnetic order. Our research is based on a systematic characterization of the series of compounds AxA'1-xNb2O6 (A et A' = Ni, Fe and Co) by differents types of complementary measures, such as X-ray diffraction at room temperature, neutron diffraction above and below the magnetic ordering temperature, magnetic measurements: thermal evolution of magnetization curves and isotherm magnetization variation in applied field. In addition, specific heat measurements and Mössbauer spectroscopy were performed on some selected samples. We found interesting results depending on the concentration, different behaviors on these pseudo binary systems Ni-Fe, Fe-Co, or Co-Ni, which can remain in the paramagnetic state up to very low temperatures or to order depending on the series analyzed. Our measurements show that the magnetic ordering temperature and propagation vectors differ substantially depending on the composition, for these systems are characterized by a competition between magnetic interactions that are involved in a triangular lattice intermolecular. This study shows that disorder cationic Fe / Co induced a substantial reduction in both the interactions within and between them; chains, reflecting the tendency to oppose the creation of a long-range magnetic order. Likewise, the system NixFe1-xNb2O6 dont shows magnetic ordering even at measures taken up to 400 mk for x = 0.2.

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Leonardi, Valentin. "Modélisation dynamique et suivi de tumeur dans le volume rénal". Thesis, Aix-Marseille, 2014. http://www.theses.fr/2014AIXM4056/document.

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Abstract (sommario):

Ce travail de thèse porte sur la modélisation dynamique 3D du rein et le suivi d’une tumeur de cet organe. Il s’inscrit dans le projet KiTT (Kidney Tumor Tracking) qui regroupe des chercheurs issus de plusieurs domaines : la modélisation géométrique, la radiologie et l’urologie. Le cadre de cette thèse suit une tendance de mini-invasivité des gestes chirurgicaux observée ces dernières années (HIFU, coelioscopie). Sa finalité est d’aboutir à un nouveau protocole de destruction de tumeurs rénales totalement non-invasif, par la diffusion d’agents physiques (ondes d’ultrasons) à travers la peau et focalisés sur la tumeur. Devant le mouvement et la déformation que le rein présente au cours du cycle respiratoire, la problématique de ces travaux de recherche est de connaître en permanence la position de la tumeur afin d’ajuster à moyen terme la diffusion des ondes en conséquence
This Ph.D. thesis deals with the 3D dynamic modeling of the kidney and tracking a tumor of this organ. It is in line with the KiTT project (Kidney Tumor Tracking) which gathers researchers from different fileds: geometric modeling, radiology and urology. This work arised from the tendency of nowadays surgical gestures to be less and less invasive (HIFU, coelioscopy). Its goal is to result in a totally non-invasive protocol of kidney tumors eradication by transmitting ultrasound waves through the skin without breaking in it. As the kidney presents motions and deformations during the breathing phase, the main issue is to know the kidney and tumor positions at any time in order to adjust the waves accordingly

Tesi sul tema "Géométrie magnétique"

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