Tesi sul tema "Ondes de trou noir"
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Ritter, Patxi. "Ondes gravitationnelles et calcul de la force propre pour un astre compact en mouvement autour d'un trou noir super-massif". Thesis, Orléans, 2013. http://www.theses.fr/2013ORLE2038/document.
Abstract (sommario):
Cette thèse s'inscrit dans le cadre de la modélisation des ondes gravitationnelles et du mouvement relativiste associés aux systèmes binaires à grand rapport de masses (Extreme Mass Ratio Inspiral - EMRI). Ces systèmes sont formés d'un trou noir super massif autour duquel gravite un objet compact de masse stellaire. Dans le formalisme de la théorie perturbative des trous noirs, on développe une méthode numérique qui calcule les formes d'ondes produites par une particule ponctuelle en orbite autour d'un trou noir de Schwarzschild. Il s'agit de résoudre l'équation d’onde de Regge-Wheeler-Zerilli dans le domaine temporel dont la solution, invariante de jauge, peut être reliée aux modes de polarisation, à l'énergie et au moment cinétique emporté par les ondes gravitationnelles. En réaction à l'énergie et au moment perdu, la trajectoire de la particule est affectée au cours du temps. Dans le cadre du formalisme de MiSATaQuWa, on calcule la force propre agissant sur une particule, initialement au repos, est en chute libre sur un trou noir de Schwarzschild. Nous montrons comment cette quantité est définie dans la jauge de Regge-Wheeler par le biais de la régularisation mode-sum. L'effet de la force propre sur le mouvement de la particule est ensuite pris en compte de façon itérative et auto-consistante grâce à un algorithme utilisant une méthode d'orbites osculatrices que nous avons développé. Nous quantifions cet effet en calculant soit la déviation orbitale par rapport au mouvement géodésique, soit les formes d'ondes perturbées et l'énergie rayonnée associéeThis thesis focuses on modelling the gravitational waves and the relativistic motion associated to Extreme Mass Ratio Inspiral (EMRI) systems. These systems consist of a stellar mass compact object gravitationally captured by a super-massive black hole. In black hole perturbation theory, we further develop a numerical method which computes waveforms generated by a point mass particle orbiting a Schwarzschild black hole. The Regge-Wheeler-Zerilli wave equation is solved in time domain. The gauge invariant solution is related to the polarisation modes, the energy and the angular momentum carried by the gravitational waves. In reaction to the energy and the moment lost, the trajectory is modified all along. In the MiSaTaQuWa formalism, we compute the self-force acting upon a point particle which is initially at rest, and then falling into a Schwarzschild black hole. We show how this quantity is defined in the Regge-Wheeler gauge by using the mode-sum regularisation technique. We take into account the self-force effect on the motion of the particle by using an iterative and osculating orbit method conceived herein. We quantify the orbital deviation with respect to the geodesic motion, but also the perturbed wave forms and the associated radiated energy
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Ritter, Patxi. "Ondes gravitationnelles et calcul de la force propre pour un astre compact en mouvement autour d'un trou noir supermassif". Phd thesis, Université d'Orléans, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00920959.
Abstract (sommario):
Cette thèse s'inscrit dans le cadre de la modélisation des ondes gravitationnelles et du mouvement relativiste associés aux systèmes binaires à grand rapport de masses (Extreme Mass Ratio Inspiral - EMRI). Ces systèmes sont formés d'un trou noir super massif autour duquel gravite un objet compact de masse stellaire. Dans le formalisme de la théorie perturbative des trous noirs, on développe une méthode numérique qui calcule les formes d'ondes produites par une particule ponctuelle en orbite autour d'un trou noir de Schwarzschild. Il s'agit de résoudre l'équation d'onde de Regge-Wheeler-Zerilli dans le domaine temporel dont la solution, invariante de jauge, peut être reliée aux modes de polarisation, à l'énergie et au moment cinétique emporté par les ondes gravitationnelles. En réaction à l'énergie et au moment perdu, la trajectoire de la particule est affectée au cours du temps. Dans le cadre du formalisme de MiSATaQuWa, on calcule la force propre agissant sur une particule, initialement au repos, est en chute libre sur un trou noir de Schwarzschild. Nous montrons comment cette quantité est définie dans la jauge de Regge-Wheeler par le biais de la régularisation mode-sum. L'effet de la force propre sur le mouvement de la particule est ensuite pris en compte de façon itérative et auto-consistante grâce à un algorithme utilisant une méthode d'orbites osculatrices que nous avons développé. Nous quantifions cet effet en calculant soit la déviation orbitale par rapport au mouvement géodésique, soit les formes d'ondes perturbées et l'énergie rayonnée associée.
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Grandclément, Philippe. "Étude numérique de binaires d'étoiles à neutrons et de trous noirs". Paris 7, 2001. http://www.theses.fr/2001PA077200.
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Grosjean, Daniel. "Aspects de la recherche de coalescences binaires avec le détecteur Virgo". Phd thesis, Chambéry, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00184887.
Abstract (sommario):
Le détecteur d'ondes gravitationnelles Virgo est un interféromètre laser pourvu de bras d'une longueur de trois kilomètres. Ce détecteur a atteint une sensibilité qui permet depuis mai 2007 de mener une première prise de données scientifiques en réseau avec les autres interféromètres mondiaux. Parmi les sources d'ondes gravitationnelles prometteuses pour ce réseau figurent les coalescences de systèmes binaires d'astres compacts. La connaissance théorique solide du rayonnement gravitationnel émis par ces sources permet d'envisager, malgré l'amplitude faible des signaux recherchés, une méthode de recherche performante. A partir de calques décrivant le rayonnement émis, on peut en effet filtrer les données pour en extraire un signal physique éventuellement présent et "noyé" dans le bruit du détecteur. Le travail présenté dans cette thèse s'intéresse à différents aspects de cette recherche.La sensibilité actuelle du détecteur a été atteinte après une période de mise en route de l'interféromètre marquée par différentes campagnes de prises de données. L'analyse dans le contexte d'une recherche de systèmes binaires d'étoiles à neutrons des données recueillies depuis août 2005 s'est concentrée sur la notion de qualité de données et a conduit à développer des méthodes d'exclusion d'événements liés à un fonctionnement anormalement bruyant de l'interféromètre. La compréhension de ces sources de bruit a parfois permis d'en améliorer le fonctionnement.
La méthode d'analyse utilisée pour la recherche de systèmes binaires d'étoiles à neutrons peut s'avérer mal adaptée au cas de systèmes binaires plus massifs comportant un ou deux trous noirs. Après avoir clarifié ce point, nous envisageons dans le contexte du détecteur Virgo fonctionnant à sensibilité nominale différentes solutions pour une recherche performante de tels systèmes. Il s'agit d'une part de l'utilisation d'une famille de calques de détection, dont on confirme les performances. D'autre part, on s'intéresse à l'utilisation de calques spécifiquement adaptés à la description de l'évolution de systèmes binaires de trous noirs. Certains aspects techniques nécessaires à la mise en oeuvre d'une recherche utilisant ces solutions sont discutés.
Enfin, le dernier aspect de la recherche de systèmes binaires abordé concerne l'analyse en réseau des données recueillies par les différents détecteurs mondiaux. En utilisant des données simulées, on montre que la définition d'un nouveau temps de référence pour les événements de coalescences permet d'améliorer la précision de reconstruction de la position des sources binaires.
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Xiang, Shuyang. "Sur la dynamique des fluides dans le domaine de communication extérieur d'un espace-temps de Schwarzschild". Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066179/document.
Abstract (sommario):
Cette thèse est consacrée à la dynamique globale d’un fluide évoluant dans le domaine de communication extérieur d’un espace-temps de Schwarzschild. Dans le premier chapitre, on formule le problème de Cauchy pour le modèle d’Euler relativiste dans la classe des solutions à la variation bornée contenant des ondes de choc. On propose ensuite une version de la méthode de Glimm fondée sur les solutions stationnaires globales hors du trou noir et le problème de Riemann généralisé et on démontre un théorème d’existence globale en temps pour les écoulements de fluides faiblement réguliers. Dans le deuxième chapitre, on considère le modèle de Burgers relativiste. Nous introduisons une version de la variation totale qui est décroissante en temps pour les solutions générales du problème de Cauchy. Nous avons aussi utilisé les caractéristiques généralisées pour démontrer la stabilité nonlinéaire d’une solution stationnaire par morceaux. Dans le troisième chapitre, nous pr étudions plusieurs méthodes numériques basées sur la géométrie de Schwarzschild et nous étudions numériquement la stabilité nonlinéaire des solutions stationnaires et le comportement asymptotique des solutions générales. Les schémas propos ́es fournissent un outils numérique capable de préserver exactement les équilibres et nous permettent d’analyser l’evolution de fluides en présence d’effets géométriques. Dans le quatrième chapitre, nous présentons un modèle non-relativiste préservant certains effets du trou noir de SchwarzschildThis thesis is devoted to fluid dynamics evolving in the domain of outer communication of a Schwarzschild black hole. In the first chapter, we formulate the initial value problem of the relativistic Euler model within a class of weak solutions with bounded variation, possibly containing shock waves. We then introduce a version of the random choice method founded on the global steady state solutions and the generalized Riemann problem and we establish a global-in-time existence theory for the initial value problem within the proposed class of weakly regular fluid flows. In the second chapter, we consider the relativistic Burgers model. We have introduced a version of the total variation which is decreasing with respect to time in the Cauchy problem. We also use the generalized characteristics to prove the nonlinear stability of a piecewise steady state solution. In the third chapter, we present some numerical methods based on the Schwarzschild geometry and study numerically the nonlinear stability of steady state solutions and the asymptotic behavior of a general solutions. The proposed schemes provide a numerical tool capable to preserve exactly the equilibria and allow us to analyse the evolution of fluids with the geometry effects
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Bacon, Philippe. "Graphes d'ondelettes pour la recherche d'ondes gravitationnelles : application aux binaires excentriques de trous noirs". Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2018. http://www.theses.fr/2018USPCC113/document.
Abstract (sommario):
En décembre 2015, les détecteurs LIGO ont pour la première fois détecté une onde gravitationnelle émise lors de la coalescence d'une paire de trous noirs il y a de cela 1.3 milliards d'années. Une telle première dans la toute nouvelle astronomie gravitationnelle a été suivie par plusieurs autres observations. La dernière en date est la fusion de deux étoiles à neutron dont la contrepartie électromagnétique a pu être observée par plusieurs observatoires à travers le monde. A cette occasion, les ondes gravitationnelles se sont inscrites dans l'astronomie multi-messager. Ces observations ont été rendues possibles par des techniques avancées d'analyse de données. Grâce à elles, la faible empreinte laissée par une onde gravitationnelle dans les données de détecteurs peut être isolée. Le travail de cette thèse est dédié au développement d'une technique de détection d'ondes gravitationnelles ne reposant que sur une connaissance minimale du signal à isoler. Le développement de cette méthode consiste plus précisément à introduire une information sur la phase du signal d'onde gravitationnelle selon un contexte astrophysique déterminé. La première partie de cette thèse est consacrée à la présentation de la méthode. Dans une seconde partie cette méthode est appliquée à la recherche de signaux d'ondes gravitationnelles en provenance de systèmes binaires de trous noirs de masse stellaire dans du bruit Gaussien. Puis l'étude est répétée dans du bruit de détecteurs collecté pendant la première période de prise de données. Enfin la troisième partie est dédiée à la recherche de binaires de trous noirs dont l'orbite montre un écart à la géométrie circulaire, ce qui complexifie la morphologie du signal. De telles orbites sont qualifiées d'excentriques. Cette troisième analyse permet d'établir de premiers résultats quant à la méthode proposée lorsque le signal d'intérêt est peu connuIn december 2015 the LIGO detectors have first detected a gravitational wave emitted by a pair of coalescing black holes 1.3 billion years ago. Many more observations have been realised since then and heralded gravitational waves as a new messenger in astronomy. The latest detection is the merge of two neutron stars whose electromagnetic counterpart has been followed up by many observatories around the globe. These direct observations have been made possible by the developpement of advanced data analysis techniques. With them the weak gravitational wave inprint in detectors may be recovered. The realised work during this thesis aims at developping an existing gravitational wave detection method which relies on minimal assumptions of the targeted signal. It more precisely consists in introducing an information on the signal phase depending on the astrophysical context. The first part is dedicated to a presentation of the method. The second one presents the results obtained when applying the method to the search of stellar mass binary black holes in simulated Gaussian noise data. The study is repeated in real instrumental data collected during the first run of LIGO. Finally, the third part presents the method applied in the search for eccentric binary black holes. Their orbit exhibits a deviation from the quasi-circular orbit case considered so far and thus complicates the signal morphology. This third analysis establishes first results with the proposed method in the case of a poorly modeled signal
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Leng, Julien. "Controlling flexural waves using subwavelength perfect absorbers : application to Acoustic Black Holes". Thesis, Le Mans, 2019. http://www.theses.fr/2019LEMA1027/document.
Abstract (sommario):
Le contrôle des vibrations à basse fréquence adapté aux structures légères est un défi scientifique ettechnologique en raison de contraintes économiques et écologiques de plus en plus strictes. De récentes études enacoustique ont portées sur l’absorption totale d’ondes basses fréquences à l’aide d’absorbeurs parfaits sublongueursd’onde. Ces métamatériaux sont obtenus en exploitant la condition de couplage critique. Unegénéralisation de cette méthode pour le domaine élastodynamique serait d’un grand intérêt pour répondre auxexigences du contrôle des vibrations de structures légères à basse fréquence.Cette thèse vise à adapter le problème d’absorption parfaite des ondes de flexion dans des systèmes 1D et 2D avecdes résonateurs locaux en utilisant la condition de couplage critique. Une étude préliminaire sur des systèmes 1D àgéométries simples sont d’abord proposée. Celle-ci propose une méthode de conception de résonateurs simplespour une absorption efficace des ondes de flexion. Une complexification du système 1D est ensuite considérée avecl’étude du couplage critique de Trou Noir Acoustique (TNA) 1D. Ceci a motivé l’interprétation de l’effet TNA à l’aidedu concept de couplage critique afin de présenter des outils clés à de futures procédures d’optimisation pour ce typede terminaisons. La condition de couplage critique est ensuite étendue aux systèmes 2D. L’absorption parfaite parle premier mode axisymétrique d’un résonateur circulaire inséré dans une plaque mince infinie est analysée. Ladiffusion multiple par une ligne de résonateurs circulaires insérés dans une plaque mince 2D infinie ou semi-infinie,appelée métaplaque, est aussi considérée dans l’optique de se rapprocher d’une application industrielle. A traverscette thèse, des modèles analytiques, des simulations numériques et des expériences sont présentés pour valider lecomportement physique des systèmes présentésThe vibration control adapted to light structures is a scientific and technological challenge due toincreasingly stringent economic and ecological standards. Meanwhile, recent studies in audible acoustics havefocused on broadband wave absorption at low frequencies by means of subwavelength perfect absorbers. Suchmetamaterials can totally absorb the energy of an incident wave. The generalisation of this method for applicationsin elastodynamics could be of great interest for the vibration control of light structures.This thesis aims at adapting the perfect absorption problem for flexural waves in 1D and 2D systems with localresonators using the critical coupling condition. A study of 1D systems with simple geometries is first proposed. Thisprovides methods to design simple resonators for an effective absorption of flexural waves. The 1D systems thenbecome more complex by studying the critical coupling of 1D Acoustic Black Holes (ABH). The ABH effect is theninterpreted using the concept of critical coupling, and key features for future optimisation procedures of ABHs arepresented. The critical coupling condition is then extended to 2D systems. The perfect absorption by the firstaxisymmetric mode of a circular resonator inserted in a thin plate is analysed. Multiple scattering by an array ofcircular resonators inserted in an infinite or semi-infinite 2D thin plate, called metaplate, is also considered to getclose to practical applications. Through this thesis, analytical models, numerical simulations and experiments areshown to validate the physical behaviour of the systems presented
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Aoudia, Sofiane. "Capture des étoiles par les trous noirs et ondes gravitationnelles". Nice, 2008. http://www.theses.fr/2008NICE4103.
Abstract (sommario):
Un des domaines classiques de la relativité générale est la réaction de radiation gravitationnelle. Ce phénomène est d’une grande importance pour la détection des ondes gravitationnelles issues des captures des étoiles par les trous noirs supermassifs. Ce phénomène, qui résulte de la perturbation de la géométrie de l’espace-temps du trou noir supermassif par l’étoile capturée, peut être interprété par l’action d’une force propre agissant dans la métrique de fond en faisant dévier l’étoile de son mouvement géodésique. Le cas de la chute radiale est intéressant non seulement pour le fait d’être le contexte suivant lequel une partie fondamentale de la physique s’est développée (la tour de Pisa, la pomme de Newton, l’ascenseur d’Einstein) mais parce qu’il représente une physique plus complexe pour l’absence des conditions adiabatiques et pour sa signature. Cette dernière est commune à tous les plongeants, ce qui révèle l’existence de l’horizon et de ce fait représente la preuve directe de l’existence des trous noirs. Cette thèse est consacrée au calcul analytique et numérique de la région de radiation gravitationnelle dans le cas de la chute radiale d’une étoile particule de faible masse dans un trou noir supermassif de Schwarzschild.
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Siellez, Karelle. "Les systèmes binaires compacts comme sources de multimessagers : taux, distribution, émissions". Thesis, Nice, 2015. http://www.theses.fr/2015NICE4055.
Abstract (sommario):
La coalescence d'objets compacts (étoiles à neutrons entre elles ou étoile à neutrons avec un trou noir) émet des ondes gravitationnelles et on pense qu’elle produit un sursaut gamma court. Avec l'arrivée des détecteurs d'ondes gravitationnelles de seconde génération, on s'attend à détecter ce signal, qui est l'un des mieux modélisé.L'observation en coïncidence des ondes gravitationnelles émises par ce système et de l'émission électromagnétique sera une source d'informations considérable pour la compréhension de ces phénomènes, de leur progéniteur et du moteur central. Le but de ma thèse a été d’estimer ce taux de détections en coïncidence attendus en fonction des différents instruments. La première méthode se base sur les observations, j’ai donc sélectionné et étudié un échantillon de 31 sursauts gamma courts possédant une mesure de distance. Après avoir dérivé un taux local isotropique du nombre de sursauts gamma courts pour différents satellites, j’ai utilisé la seconde méthode de Monte Carlo avec la simulation de cette population de sursauts gamma courts. La différence entre les taux dérivés des observations et celui venant des simulations est expliqué par la présence d'une sous-population à bas redshift qui était sous-estimée auparavant. Cette thèse montre la faisabilité d'une étude en coïncidence et les stratégies observationnelles à adopter. La compréhension de notre échantillon de sursauts gamma courts, avec une nouvelle sous-population à bas redshift et basse-luminosité, est cruciale dans la préparation de ces détections simultanéesThe coalescence of compact binaries (two neutron stars or a neutron star and a black hole) emits gravitational waves and are thought to produce a short Gamma-Ray Burst (sGRB). With the second generation of gravitational waves detector, the detection in coincidence of both electromagnetic and gravitational emission will open a new window in astrophysics; the multimessenger area. It will allow the understanding of this phenomena, their progenitor and central engine. The goal of this thesis was to made an estimation of the coincident rate for different instruments, using two different method. The first one was based on the oberservations. Thus, I selected a sample of 31 sGRBs of known redshift based on specific criteria. After studying the spectral, temporal and host properties, I derived the isotropic local rate corrected from all known biases. This result was then applied to different satellites and gravitational detectors. After that I simulated this population to confirm this coincident rate with the Monte Carlo simulations. The difference between the two results is explained by a low-redshift population that can't be reproduce by the simulations, and was underestimated before. After tested different parameters for the model, I conclude that this non reproducible population of faint sGRBs at low redshift might be due to an other sort of progenitor. This thesis shows the feasibility of a coincident detection and the observational strategy that should be adopted. The understanding of our sample of sGRB is crucial in the preparation of this coincident detection
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Foucaud, Simon. "Propagation d'ondes dans un guide inhomogène : application à la cochlée". Thesis, Toulouse, ISAE, 2012. http://www.theses.fr/2012ESAE0027/document.
Abstract (sommario):
Dans la cochlée, la réponse couplée de sa structure et de son fluide interne peut être représentée sous la forme d’une onde dont les caractéristiques varient en fonction de la position longitudinale. La méthode asymptotique Wentzel-Kramers-Brillouin est adaptée à la modélisation de ce type d’onde. Dans un premier temps, cette méthode est reprise. Un modèle numérique est également développé et les résultats des deux méthodes sont comparés. Dans un deuxième temps, la métohde Wentzel-Kramers-Brillouin est améliorée afin de prendre en compte le couplage entre plusieurs ondes. Le couplage d’un mode propagatif avec des modes évanescents est réalisé et validé. Dans la cochlée, la stimulation des cellules cillées résulte d’un mouvement de cisaillement de la membrane tectoriale et de flexion de la membrane basilaire. Le couplage entre ces deux modes de déformation est encore peu connu et offre une perspective intéressante. Dans un troisième temps, une nouvelle méthode couplant la méthode Wentzel-Kramesr Brillouin et une méthode numérique est développée et validée afin de déterminer des modes transverses de propagation. Cette méthode est appliquée à la mécanique cochléaire et un mode de flexion de la membrane basilaire et un mode relatif à un mouvement de cisaillement de la membrane tectoriale sont déterminés. Enfin, une expérience inspirée des cochlées artificielles est conçue et réalisée. La propagation d’ondes est observée et la tonotopie est mesurée et comparée aux modèles. Afin de limiter la réflexion des ondes et de faciliter la mesure, une combinaison originale du trou noir acoustique avec une lame de largeur variable est utiliséeThe cochlea is the organ of hearing for humans and mammals. It is often modelled as an inhomogeneous waveguide. A travelling wave propagates along the fluid structure coupled waveguide. The mechanical impedance of the structure is varying and provides a frequency place relation. The asymptotic method Wentzel-Kramers-Brillouin allows to solve for the basilar membrane vibration. The evanescents modes are taken into account to provide a better representation compared to the numerical models. As a second step, the finite elements method is used to solve for the transversal modes while the WKB Approximation deals with the longitudinal propagation. The first flexural mode of the basilar membrane is shown. The second propagative mode reveals a shearing motion of the tectorial membrane which can help stimulating the hair cells. An over-size artificial cochlea is designed and built. Thanks to an acoustic black hole, used as a anechoic end, travelling waves are observed on this device. Reflected waves are attenuated and the interferences with incident waves reduced. Mode coupling could be applied not only to evanescent modes but also to propagatives ones. Perspectives for the adaptation of the WKB method to fluid structure inhomogeneous waveguides, and particularly to the immersed acoustic black hole, seem to be very promising
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Denis, Vivien. "Amortissement vibratoire de poutre par effet Trou Noir Acoustique". Thesis, Le Mans, 2014. http://www.theses.fr/2014LEMA1011/document.
Abstract (sommario):
L'amortissement des vibrations de structure joue un rôle important dans de nombreuses applications industrielles. Les méthodes classiques de réduction de vibration par ajout de revêtement viscoélastique donnent généralement lieu à une augmentation de masse importante, ce qui peut être rédhibitoire dans l'industrie des transports pour des raisons écologiques ou économiques. L'effet Trou Noir Acoustique (TN) est une méthode passive permettant d'obtenir un amortissement de la structure sans augmenter sa masse: les ondes de flexion se propageant dans une extrémité de plaque profilée avec une loi de puissance sont efficacement dissipées si l'on place un film amortissant dans la zone terminale.Une étude préliminaire de nature expérimentale confirme le potentiel du TN comme stratégie d'amortissement: une analyse modale montre que le TN augmente significativement le facteur de recouvrement modal (MOF) de la poutre, et réduit donc son caractère résonant. Une analyse basée sur une approche ondulatoire montre que le coefficient de réflexion de l'extrémité TN présente de faibles valeurs. Un modèle numérique 2D d'une poutre, développé pour analyser le comportement de la terminaison, montre que l'augmentation du MOF peut-être expliquée par une augmentation de la densité modale et par un fort amortissement des modes de la structure, causé par une localisation de l'énergie dans la région profilée. La poutre TN possède des modes locaux bi-dimensionnels, et un modèle de guide de la terminaison TN incluant des imperfections, qui ne peuvent être évitées en pratique, montre que l'énergie incidente est diffusée sur de nombreux modes locaux. Les imperfections du TN améliorent ses performancesVibration damping of mechanical structures plays an important role in the design of many industrial systems. Classical methods for reducing vibrations using viscoelastic layers glued to the structure usually result in added mass on the treated structure, which may be prohibitive in the transportation industry for ecological and economical reasons. The "Acoustic Black Hole" (ABH) effect is a lightweight passive vibration technique: the flexural waves propagating in a beam extremity tapered with a power law profile are efficiently dissipated if an absorbing layer is placed where the thickness is minimum.A preliminary study experimentally confirms the potential of ABH as an efficient strategy for vibration damping: a modal analysis shows that the ABH significantly increases the Modal Overlap Factor (MOF) of the beam, thus reducing the resonant behaviour of the structure. An analysis based on a wave approach clearly shows that the reflection coefficient of an ABH termination has small values. Further investigations, including a two dimensional numerical model of the structure developed in order to understand its behaviour, show that the increase of MOF can be explained partly by an increase of the modal density and mostly by a high damping of a number of modes of the structure due to energy localisation in the tapered region. It is shown that the ABH beam possesses two-dimensional local modes. A waveguide model of an ABH termination with tip imperfection, which cannot be avoided in practice, shows that incident energy is scattered on local modes and that imperfections enhance the damping effect
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Gourgoulhon, Eric. "Étoiles à neutrons, étoiles de quarks, trous noirs et ondes gravitationnelles". Habilitation à diriger des recherches, Université Paris-Diderot - Paris VII, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00004260.
Abstract (sommario):
Cette thèse d'habilitation présente des études numériques d'objets compacts (étoiles à neutrons, étoiles de quarks étranges, trous noirs), principalement considérés comme sources d'ondes gravitationnelles pour les détecteurs VIRGO et LISA.
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Euvé, Léo-Paul. "Interactions ondes-courant-obstacle : application à la physique des trous noirs". Thesis, Poitiers, 2017. http://www.theses.fr/2017POIT2280/document.
Abstract (sommario):
Le projet de recherche consiste à observer en laboratoire la radiation de Hawking, cette prédiction stupéfiante de l'astrophysicien anglais Stephen Hawking faite en 1974 : les trous noirs ne sont pas noirs. Autrement dit, ils n'absorbent pas tout ce qui est à leur portée mais émettent un rayonnement. En plus des complications du fait que ces objets célestes sont à des milliers d'années-lumière, ce rayonnement est tellement faible que cela reviendrait à essayer d'entendre un murmure dans un concert de rock. Mais William Unruh, en 1981, a proposé une solution : utiliser des systèmes hydrodynamiques qui présentent les mêmes équations mathématiques qu'en astrophysique. Plus précisément, dans notre cas, nous utilisons la correspondance entre la propagation des ondes lumineuses au voisinage d'un trou noir et celles des ondes de surface dans un contre-courant rendu inhomogène par la présence d'un obstacle immergé. Pour cela, une compréhension approfondie de la mécanique des ondes de surface est nécessaire (bathymétrie variable, vorticité, non-linéarités…). Du côté technique, une méthode de mesure de surface libre a été développée et optimiséeThe aim of the PhD is the observation the Hawking radiation in the laboratory, this astounding prediction of the English astrophysicist Stephen Hawking made in 1974: black holes are not black. In other words, they do not absorb anything within reach but emit a radiation. In addition to the complications of the fact that these celestial objects are thousands of light years away, this radiation is so weak that it would be like trying to hear a whisper in a rock concert. But William Unruh, in 1981, proposed a solution: to use hydrodynamic systems which have the same mathematical equations as in astrophysics. More precisely, in our case, we use the correspondence between the propagation of light in the vicinity of a black hole and surface waves propagation on a inhomogeneous countercurrent (due to the presence of a submerged obstacle). For this, a thorough understanding of the surface waves physics is necessary (variable bathymetry, vorticity, non-linearities ...). On the technical side, a free surface measurement method has been developed and optimized
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Laurent, Philippe. "VERS UNE SIGNATURE DES SYSTEMES BINAIRES COMPORTANT UN TROU NOIR". Habilitation à diriger des recherches, Université Paris-Diderot - Paris VII, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00683273.
Abstract (sommario):
Mes recherches ont eu pour but principal de trouver des signatures astrophysiques des trous noirs dans les systemes binaires d'étoiles. Comme je le montre dans ce mémoire, les astronomies X et γ semblent bien adaptées pour ces recherches. J'ai donc participé à la définition d'instruments X et γ, tout d'abord dans le cadre de la mission franco-russe Granat/Sigma puis dans celui de la mission de l'Agence Spatiale Européenne Integral. Mon rôle y a été de modéliser aussi précisément que possible la réponse des instruments, grâce à des simulations Monte-Carlo. Dans le cadre de la mission Integral, j'ai aussi contribué à définir et à réaliser les étalonnages au sol du satellite complet (étalonnage " end to end "), et à réaliser avec mon étudiant, Michaël Forot, le logiciel pour traiter les données dites " Compton " du télescope Integral/Ibis. Ces études nous ont permis, mon collègue Olivier Limousin et moi, de déposer un brevet sur une nouvelle γ-caméra permettant l'imagerie 3D de sources radioactives. Grâce aux données γ récoltées par Sigma et Integral, j'ai étudié, avec Marion Cadolle- Bel, les systèmes binaires contenant un trou noir de masse stellaire. Celui-ci accréte la matière de l'étoile compagnon donnant lieu à une émission X et γ, dont le processus d'émission, lié principalement à l'effet Compton sur les électrons chauds du plasma entourant le trou noir, est décrit dans le mémoire. Le résultat majeur de ce travail fut l'observation avec l'observatoire Integral du candidat trou noir, Cygnus X-1, en particulier lors d'un changement d'état en juin 2003 et lors de son éruption de septembre 2006. Enfin, j'ai modélisé la signature X/γ de trous noirs, comme il est décrit au chapitre 4. Cette modélisation s'est faite grâce à un modèle que j'ai développé avec Lev Titarchuk, modèle qui montre que le spectre observé de candidat trou noir peut être expliqué en considérant des photons X faisant un effet Compton inverse sur les électrons tombant en chute libre dans le trou noir. Ce modèle original, basé sur des simulations Monte-Carlo en Relativité Générale, a fait l'objet de plusieurs publications. Nous avons aussi étudié l'élargissement de la raie du fer, une autre signature très connue des trous noirs dans le domaine des X mous. Nous avons montré que cet élargissement pourrait être plutôt dû à la propagation des photons de fluorescence dans un vent, ce qui ne nécessiterait pas la présence d'un trou noir. Cet élargissement pourrait donc être une signature de trous noirs controversée. Dans les années à venir, je continuerai la définition de télescopes nouveaux, en particulier en optimisant les performances du projet d'astronomie spatiale Simbol-X. Ce projet prévoit, par le moyen de deux satellites en formation, d'étendre la technique de focalisation par incidence rasante aux rayons X durs afin d'étudier les phénomènes non thermiques de notre Univers. Je superviserai aussi la conception et la réalisation de l'anticoïncidence de Simbol-X, afin d'obtenir un bruit de fond sur les détecteurs aussi faible que possible. Notre expérience sur Simbol-X pourra aussi nous servir, de manière plus générale, de support aux développements de futures missions X et γ, comme par exemple l'observatoire IXO prévu par la NASA et l'ESA. Les futures observations Integral, d'un autre coté, me permettront d'observer les trous noirs accrétants au MeV, et potentiellement, grâce au mode Compton, de mesurer leur état de polarisation, ce qui n'a encore jamais été fait dans cette gamme d'énergie. Enfin, nous développons avec L. Titarchuk un modèle de création de paires électrons-positrons au voisinage d'un trou noir, qui aura de nombreuses conséquences observationnelles qu'il nous faudra étudier.
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Clavel, Maïca. "Activité du trou noir supermassif au centre de la Galaxie". Thesis, Paris 11, 2014. http://www.theses.fr/2014PA112170/document.
Abstract (sommario):
Le centre de la Galaxie abrite un trou noir supermassif, Sagittarius A*. Sa proximité en fait un laboratoire privilégié pour étudier les phénomènes d’accrétion à l’œuvre autour des trous noirs et contraindre le cycle d’activité de ces astres. Sgr A* est actuellement extrêmement peu lumineux et malgré des sursauts d’activité quotidiens sa luminosité demeure au moins huit ordres de grandeur en dessous de sa luminosité d’Eddington. Cet objet est ainsi l’un des trous noirs supermassifs connus les moins lumineux. Les mécanismes radiatifs à l’origine des variations quotidiennes observées ne sont pas clairement identifiés. Nous présentons les résultats d’une campagne d’observation multi-longueurs d’onde visant à mesurer le spectre de ces événements simultanément en rayons X et en infrarouge proche, à l’aide de l’observatoire XMM-Newton et de l’instrument VLT/NACO. Les données infrarouges obtenues grâce à la technique de spectro-imagerie en bande large ont permis d’étudier la variabilité du spectre de Sgr A* en infrarouge. Les incertitudes liées aux erreurs systématiques sont encore importantes mais les premiers tests réalisés semblent indiquer que l’indice spectral pourrait dépendre de la luminosité du trou noir. Sur des échelles de temps plus grandes, nous montrons également que Sgr A* n’a pas toujours été aussi peu actif. Des traces de son activité passée sont en effet visibles dans la matière moléculaire directement autour du trou noir, notamment sous la forme d’un rayonnement réfléchi visible dans la raie de fluorescence du fer à 6.4 keV. Nous avons réalisé une étude complète et systématique des variations de cette émission détectée dans la zone moléculaire centrale en utilisant les observatoires Chandra et XMM-Newton. Nos résultats confirment que Sgr A* a connu des sursauts intenses au cours des derniers siècles, au moins six ordre de grandeur en dessus de la luminosité actuelle. En particulier, nous avons mis en évidence, pour la première fois, la présence de deux événements transitoires distincts de relativement courte durée, probablement liés à des événements catastrophiques. Ces résultats constituent une première étape pour relier l’activité de ce trou noir spécifique aux autres noyaux de galaxie présents dans l’UniversSagittarius A⋆ is the supermassive black hole at the Galactic center. Due to its proximity, this specimen is an excellent laboratory to study the accretion processes occurring around black holes and to constrain the duty cycle of these objects. Sgr A* is currently extremely faint and despite the detection of daily flares, its luminosity remains at least eight orders of magnitude below its Eddington luminosity, making this specimen one of the least luminous known supermassive black holes. The radiative processes responsible for the daily variations of its luminosity have not been clearly identified yet. We present the results of a multi-wavelength campaign observing Sgr A* simultaneously in X-rays and in the near-infrared, using the XMM-Newton observatory and the VLT/NACO instrument. We studied the spectral variability of Sgr A* using the infrared data we obtained through a spectro-imaging technique. Uncertainties linked to the systematic errors are still large but the first tests applied seem to show that the spectral index of Sgr A* could depend on the black hole luminosity. On longer timescales, we demonstrate that Sgr A* experienced a higher level of activity in the recent past. Indeed, echoes of its past activity can be detected in the molecular material surrounding the black hole. They are traced by a strong signal in the iron fluorescence line at 6.4 keV. We achieved a complete and systematic study of this variable emission detected from the central molecular zone, using Chandra and XMM-Newton observatories. Our results confirm that Sgr A* experienced intense flares in the past few centuries, with a luminosity at least six orders of magnitude higher than its current one. In particular, we highlight for the first time the existence of two distinct transient events of relatively short duration, which are probably due to catastrophic events. These results are the first step needed to include Sgr A*’s activity into a broader understanding of the galactic nuclei
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Iguaz, Juan Joaquim. "Un conte de trous noirs primordiaux : des aspects cosmologiques aux recherches astrophysiques". Electronic Thesis or Diss., Chambéry, 2023. http://www.theses.fr/2023CHAMA023.
Abstract (sommario):
Les trous noirs primordiaux (PBH) peuvent se former au tout début de l'univers et peuvent être associés à de nombreuses signatures cosmologiques et astrophysiques. Dans cette thèse, j'explore la physique liée aux PBH depuis sa possible formation aux premiers stades de l'univers jusqu'aux possibles signatures d'une population de PBH dans notre propre galaxie. Je présente ici une histoire fascinante avec les PBH comme personnage unique et principal et jouant les rôles de : la matière noire (DM), les objets coalescents détectés par LIGO/Virgo et les trous noirs supermassifs (SMBH). Après une introduction, la thèse est divisée en trois chapitres principaux organisés chronologiquement : Dans le premier chapitre, j'aborde la possible formation des PBH lors de la phase de 'preheating' qui suit immédiatement la période d'inflation cosmique. Dans le deuxième chapitre, je présente une discussion sur les implications des phénomènes de l'univers primordial, notamment la transition de phase de la chromodynamique quantique (QCD) et l'annihilation électron-positron, sur la distribution de masse des PBH se formant à ces époques ; j'analyse ensuite les contraintes de ce scénario à partir d'un certain nombre d'observations : le motif spécifique des anisotropies du fond diffus cosmologique (CMB) induites par l'accrétion sur les PBH, les distorsions spectrales du CMB, les recherches d'ondes gravitationnelles et les comptages directs des SMBH à haut décalage vers le rouge. Enfin, dans le dernier chapitre, j'étudie l'évaporation des PBH légers via l'évaporation de Hawking et ses éventuelles signatures observables sur les flux de rayonnement gamma galactiques et isotropes mesurés. Aucun signal PBH n'est détecté et nous fixons la limite la plus forte sur PBH en tant que DM dans la gamme de masse à l'étude. Une discussion sur d'autres directions de recherche conclut la thèse, tandis que les aspects techniques sont rapportés dans les annexesPrimordial Black Holes (PBHs) can form in the very early universe and can be associated to numerous cosmological and astrophysical signatures. In this thesis we explore the physics related to PBHs since its possible formation at the earliest stages of the universe to the possible signatures of a population of PBHs in our own galaxy. I present here a fascinating story with PBHs as the only and main character and playing the roles of: Dark Matter (DM), coalescing objects detected by LIGO/Virgo, and Supermassive Black Holes (SMBHs). After an introduction, the bulk of the thesis is divided into three main chapters organized chronologically: In the first chapter, I discuss the possible formation of PBHs during the preheating phase that immediately follows inflation. In the second chapter, I present a discussion on the implications of early universe phenomena, most notably the quantum chromodynamics (QCD) phase transition and electron-positron annihilation, on the mass distribution of PBHs forming at these epochs; I then analyze the constraints on this scenario from a number of observations: the specific pattern in cosmic microwave background (CMB) anisotropies induced by accretion onto PBHs, CMB spectral distortions, gravitational wave searches, and direct counts of SMBHs at high redshift. Finally, in the last chapter, I study the evaporation of light PBHs via Hawking evaporation and its possible observable signatures on the measured galactic and isotropic gamma ray fluxes. No PBH signal is detected and we set the strongest limit on PBH DM in the mass range under study. A discussion of further research directions concludes the thesis, while technical results are reported in some appendices
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Luminet, Jean-Pierre. "Effets de marée : rupture explosive d’étoiles par un trou noir géant". Paris 7, 1985. http://www.theses.fr/1985PA077061.
Abstract (sommario):
Cet article passe en revue les développements récents dans l'étude du comportement d'un corps en mouvement dans le champ de marée d'une source rigide compacte. Depuis les travaux de pionnier de Roche et de ses successeurs, il est bien connu qu'il existe des figures d'équilibre stationnaire ellipsoidale pour les corps homogènes incompressibles en orbites circulaires dont le rayon dépasse une limite critique de Roche, donnée par (M/g,,,11/3, où M est la masse de la source et g, la densité du corps déformé. Quand le corps se déplace dans un champ de marée variable, du moment angulaire et des mouvements internes de vorticité uniforme se développent de façon à maintenir une figure ellipsoïdale. Le sort ultime d'un corps transgressant la limite de Roche peut être élucidé en intégrant les équations du mouvement interne. Le corps est généralement détruit après son passage dans le rayon de Roche, sa forme évoluant vers un cigare indéfiniment long et mince pour une pénétration modeste ou vers un disque indéfiniment plat en cas de pénétration plus grande. Suivant l'idée originale de Carter & Luminet (1982), l'article attire ensuite l'attention sur le fait que la compressibilité du matériel stellaire conduit à un comportement radicalement différent en cas de forte pénétration dans le rayon de Roche, en ce sens que la rupture est précédée d'une brève phase de très forte Compression dans une configuration aplatie en crêpe, au cours de laquelle la densité et la température dans le coeur de l'étoile peuvent augmenter assez pour faire détoner une fraction importante du fuel thermonucléaire disponible. On peut s'attendre à des effets semblables lors de collisions directes entre deux étoiles identiques animées d'une vitesse relative dépassant largement la vitesse de libération minimale requise pour la rupture. En ce qui concerne le problème de marée, des estimations quantitatives peuvent être faites dans le cadre d'un modèle d'étoile affine idéalisé, où l'on suppose que les couches de densité constante gardent une forme ellipsoidale. Le modèle affine, qui inclut la compressibilité et des effets non adiabatiques tels que la génération d'énergie nucléaire et la dissipation visqueuse, est complètement décrit en termes d'une matrice 3x3 de déformation, dont l'évolution détermine les variations temporelles des axes principaux de l'ellipsoïde et des composantes du vecteur de vitesse angulaire et du vecteur de vorticité. On rappelle comment la plupart des propriétés mécaniques bien connues des modèles incompressibles peuvent se généraliser au modèle affine compressible. L'application du modèle affine au problème d'une étoile plongeant profondément dans le rayon de Roche d'un trou noir géant permet d'évaluer les quantités physiques extrémales telles que densité, température, etc. . . Dans la configuration en crêpe, en fonction du facteur de pénétration. Les calculs anatytiques et numériques mènent à la conclusion que le noyau d'une étoile ordinaire de la séquence principale pénétrant d'un facteur 15 subit une compression et un chauffage à 106 g/cm3 et 109K pendant 1 seconde lors du passage au périastre. Lorsque le champ gravitationnel extérieur est décrit dans le Cadre de la Relativité Générale en termes de la géométrie spatio-temporelle de Schwarzschild, des effets de compressions multiples se produisent en maintes circonstances.
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Filloux, Charline. "Croissance et évolution des trous noirs supermassifs : simulations cosmologiques". Nice, 2009. http://www.theses.fr/2009NICE4107.
Abstract (sommario):
La présence de trous noirs supermassifs dans les centres galactiques semble aujourd’hui être un fait bien établi et leur masse est bien corrélée avec les propriétés de leurs hôtes. Cette thèse a pour but d’apporter des éléments de réponses quant à l’origine de ces corrélations, en étudiant de manière couplée la formation et l’évolution des galaxies et des trous noirs supermassifs. Dans ce cadre, des simulations cosmologiques ont été réalisées. L’évolution des galaxies est incluse via des mécanismes de formation stellaire et de feedback. L’évolution des trous noirs suit quant à elle un scénario classique de croissance de semences primordiales de 100 masses solaires par accrétion de matière. Nos simulations indiquent qu’une croissance à symétrie sphérique des trous noirs (accrétion de Hoyle-Bondi) n’est pas assez efficace pour former des trous noirs très massifs mais qu’en revanche, une croissance par l’intermédiaire d’un disque de gaz visqueux permet la formation de trous noirs de masse atteignant 109 masses solaires. Dans ce cas, les corrélations entre la masse du trou noir et la dispersion de vitesse, la masse stellaire, la luminosité et la masse du halo noir sont bien reproduites. Nos travaux indiquent que ces relations sont fortement affectées par le feedback des supernovae ou des trous noirs eux-mêmes. Les simulations révèlent également que l’évolution des corrélations susmentionnées suit un schéma hiérarchique, bien que les observations semblent plutôt suggérer que les trous noirs grossissent plus rapidement que leurs halos hôtes. Enfin, nous nous sommes également intéressés à l’étude de l’émission d’ondes gravitationnelles résultant de la capture d’objets compacts par les trous noirs supermassifs ou par la coalescence de trous noirs lors de la fusion de deux galaxiesThe presence of supermassive black holes in the centers of galaxies seems to be a well established fact and their masses are correlated with properties of their host galaxies. This thesis aim to bring some answers about the origin of these correlations, studying the coeval evolution of galaxies and supermassive black holes through cosmological simulations. The galaxy evolution is followed according to the star formation history and corresponding feedback mechanisms. Black holes grow from primordial 100 solar masses seeds that accrete matter mainly through a viscous gaseous disk. Our simulations indicate that the spherical accretion (Hoyle-Bondi accretion) is not efficient enough to produce very massive black holes but seeds are able to grow up to masses of 109 solar masses by accreting through a disk. In this case; the different correlations involving the black hole mass and the velocity dispersion, the stellar mass or the host halo mass are well reproduced. Our work indicates that these relations are strongly affected by the feedback either of supernovae or of black holes themselves. The present simulations indicate that the evolution of the aforementioned relations follow a hierarchical pattern, although some observations seem to suggest that seeds grow faster than their host halos. Finally, we have also investigated the emission of gravitational waves resulting from the capture of compact stars by supermassive black holes or by the coalescence of black holes during a merger of two galaxies
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Le, Tiec Alexandre. "Coalescence de trous noirs en relativité générale & Le problème de la matière noire en astrophysique". Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00521645.
Abstract (sommario):
La première partie de cette thèse s'inscrit dans le cadre de la modélisation des ondes gravitationnelles en provenance des systèmes binaires coalescents de trous noirs, dans la perspective de leur détection par les antennes gravitationnelles terrestres LIGO/VIRGO et spatiale LISA. Nous étudions la dynamique relativiste de tels systèmes binaires d'objets compacts à l'aide de deux méthodes d'approximation en relativité générale : les développements post-newtoniens, et le formalisme de la force propre, une extension naturelle de la théorie des perturbations d'un trou noir ; nous démontrons la cohérence des résultats ainsi obtenus dans leur domaine de validité commun. Dans un second temps, nous combinons ces deux méthodes perturbatives afin d'estimer l'effet de recul gravitationnel lors de la coalescence de deux trous noirs de Schwarzschild ; nos résultats sont en très bon accord avec ceux obtenus par des simulations en relativité numérique. La seconde partie de cette thèse traite du problème de la matière noire en astrophysique. L'hypothèse de la matière noire rend compte de nombreuses observations indépendantes de l'échelle des amas de galaxies jusqu'aux échelles cosmologiques. Les observations à l'échelle galactique sont toutefois en bien meilleur accord avec la phénoménologie de la dynamique newtonienne modifiée (MOND), qui postule une modification des lois de la gravité en l'absence de matière noire. Nous proposons une troisième alternative : conserver la théorie de la gravitation standard, mais doter la matière noire d'une propriété de polarisabilité dans un champ gravitationnel, de façon à rendre compte de la phénoménologie de MOND à l'échelle des galaxies.
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Trap, Guillaume. "Etude du trou noir massif central de la Galaxie et de son environnement". Phd thesis, Université Paris-Diderot - Paris VII, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00862003.
Abstract (sommario):
Ce manuscrit rassemble une série de travaux observationnels et phénoménologiques relatifs à des objets compacts variables du centre de notre Galaxie, à savoir le trou noir supermassif central, Sagittarius A*, et des étoiles à neutrons hébergées par des sursauteurs X. La première partie traite de la source Sgr A*, sujette à des éruptions quotidiennes, dont les mécanismes déclencheurs et les processus de rayonnement sont encore inconnus. Cette activité éruptive a été sondée par l'intermédiaire de plusieurs vastes campagnes d'observations multi-longueurs d'onde (en rayons gamma, rayons X, infrarouge et submillimétrique) étalées entre 2007 et 2009. Des données recueillies simultanément par les instruments XMM-Newton/EPIC, INTEGRAL/ISGRI+JEM-X, Fermi/LAT, VLT/NACO+VISIR et APEX/LABOCA, lors de plusieurs nouvelles éruptions majeures, ont ainsi permis de caractériser en détail le comportement spectro-temporelle de ces dernières et de contraindre les modèles d'émissions non-thermiques du milieu radiatif (synchrotron, Compton inverse, plasmoïde en expansion). Dans un second temps, une vingtaine de sursauts X de type I en provenance de deux binaires X de faible masse, transitoires, du noyau Galactique, GRS 1741.9-2853 et AX J1745.6-2901, ont été examinés à travers les données de différents satellites X de basse énergie (2-30 keV). Ces observations ont été discutées dans le cadre théorique, relativement bien établi, d'explosions thermonucléaires d'un mélange hydrogène-hélium, amassé à la surface d'étoiles à neutrons accrétantes.
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Erbin, Harold. "Trous noirs en supergravité N = 2". Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066367/document.
Abstract (sommario):
La solution des équations d'Einstein–Maxwell décrivant le trou noir le plus général a été découverte par Plebański et Demiański en 1976. Cette thèse accomplit plusieurs étapes en vue d'intégrer une généralisation de cette solution en supergravité jaugée N = 2. Le contenu bosonique de cette dernière comprend la métrique assortie de champs de jauge et de deux types de champs scalaires (appelés scalaires-vecteurs et hyperscalaires); cela implique qu'il est beaucoup plus compliqué de trouver une solution générale et l'on doit se restreindre à des classes particulières de solutions ou bien utiliser des algorithmes pour générer des solutions.Dans la première partie de cette thèse nous approchons ce problème grâce à la première stratégie en nous restreignant aux solutions BPS.Dans un premier temps nous étudions les jaugeages abéliens qui impliquent les hyperscalaires afin de comprendre quelles sont les conditions nécessaires pour obtenir des vides N = 2 adS4 ainsi que des géométries de proche-horizon associées à des trous noirs statiques.Par la suite nous décrivons une solution générale et analytique pour des trous noirs (extrémaux) 1/4-BPS qui possèdent une masse, une charge de NUT, des charges dyoniques et des champs scalaires non-triviaux dans le contexte de la supergravité N = 2 jaugée à la Fayet–Iliopoulos.Dans la seconde partie nous obtenons une extension de l'algorithme de Janis-Newman afin de prendre en compte tous les champs bosoniques de spin inférieur à 2, les horizons topologiques et le cas des autres dimensions.Ainsi cela met à disposition tous les outils nécessaires pour appliquer cet algorithme à la supergravité (jaugée ou non)The most general black hole solution of Einstein–Maxwell theory has been discovered by Plebański and Demiański in 1976.This thesis provides several steps towards generalizing this solution by embedding it into N = 2 gauged supergravity.The (bosonic fields of the) latter consists in the metric together with gauge fields and two kinds of scalar fields (vector scalars and hyperscalars); as a consequence finding a general solution is involved and one needs to focus on specific subclasses of solutions or to rely on solution generating algorithms. In the first part of the thesis we approach the problem using the first strategy: we restrict our attention to BPS solutions, relying on a symplectic covariant formalism. First we study the possible Abelian gaugings involving the hyperscalars in order to understand which are the necessary conditions for obtaining N = 2 adS4 vacua and near-horizon geometries associated to the asymptotics of static black holes.A preliminary step is to obtain covariant expressions for the Killing vectors of symmetric special quaternionic-Kähler manifolds. Then we describe a general analytic solutions for 1/4-BPS (extremal) black holes with mass, NUT, dyonic charges and running scalars in N = 2 Fayet–Iliopoulos gauged supergravity with a symmetric very special Kähler manifold. In the second part we provide an extension of the Janis–Newman algorithm to all bosonic fields with spin less than 2, to topological horizons and to other dimensions. This provides all the necessary tools for applying this solution generating algorithm to (un)gauged supergravity, and interesting connections with the N = 2 supergravity theory are unravelled
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Enríquez, de Salamanca Isabel. "Etude la matiere autour d'un trou noir massif dans les noyaux actifs des galaxies". Paris 7, 1995. http://www.theses.fr/1995PA077253.
Abstract (sommario):
Ce travail de recherche porte sur les noyaux actifs de galaxies. Ce sont des noyaux de galaxies qui emettent un rayonnement continu tres puissant (entre 10#4#1erg/s et 10#4#8erg/s) sur tout le spectre electromagnetique (depuis les rayons gamma jusqu'aux ondes radio) a partir d'une source extremement confinee (de l'ordre de quelques dixieme de parsecs). Ceci ne peut pas etre explique par des processus stellaires normaux. Le modele physique generalement accepte consiste en un trou noir massif (entre 10#7 et 10#9 masses solaires environ) avec un disque d'accretion, et un ensemble de nuages emetteurs, en rotation keplerienne autour de ce systeme. Le continu ionisant est produit dans les regions centrales, proches du trou noir. Ce rayonnement illumine le disque et les nuages, qui emettent a leur tour, les raies. Nous avons determine la taille caracteristique de la region ou les raies larges sont emises de deux galaxies de seyfert pour lesquelles elle n'etait pas connue. Ces tailles sont comparables avec celles d'autres galaxies de seyfert de luminosite similaire. Cela a ete fait apres une analyse des raies, et en tenant compte des sources possibles d'erreurs telles que le seeing, l'emission du fer, etc. A partir de l'etude du profil des raies, on trouve que les regions emissives sont complexes, avec une stratification des proprietes physiques (densite, vitesse, etc) du gaz qui les composent. Cependant, il existe des differences d'une galaxie de seyfert a l'autre: reponse plus ou moins rapide du gaz qui se trouve pres du noyaux, presence d'un milieu absorbant pres du centre, etc. Tous ces resultats sont compatibles en general avec les modeles standards: il serait donc necessaire de les modeliser quantitativement, de facon a contraindre les parametres physiques de ces modeles
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Nissanke, Samaya Michiko. "Aspects théoriques de la forme des ondes gravitationnelles pour les phases spiralante et de fusion des systèmes binaires compacts". Paris 7, 2006. http://www.theses.fr/2006PA077053.
Abstract (sommario):
Cette these concerne la prediction theorique de la forme des ondes gravitationnelles emises lors de la phase «spiralante » et de l'eventuelle fusion de systemes binaires compacts, tels que ceux constitues de deux trous noirs ou de deux etoiles neutrons. Les formes de ces ondes sont fondamentales pour les mesures par interferometries lasers depuis le sol ou l'espace. Deux domaines importants du developpement des «patrons» d'ondes gravitationnelles sont abordes. Nous etudions d'abord l'effet du rayonnement gravitationnel sur des systemes isoles dans le cadre de l'approximation post-newtonienne en relativite generale. Puis, nous appliquons ce formalisme au calcul de la force du rayonnement de reaction dans les equations du mouvement d'un sysfeme compact binaire a l'ordre 3. 5pn en coordonnees harmoniques. Enfin, nous presentons des conditions initiales astrophysiques de resultats numeriques pour la fusion de deux trous noirs en accord avec le developpement post-newtonienThis thesis is devoted to the theoretical prediction of the gravitational waveform for the inspiral and eventual merger of compact binaries, le. Systems of two black holes or neutron stars. Such waveforms are essential for detecting and measuring gravitational waves by ground-based and space-based laser interferometers. In developing theoretical waveform templates for such systems, the thesis addresses two important areas. Firstly, we study gravitational radiation reaction effects on isolated matter systems in the post-newtonian approximation of general relativity. The formalism is applied to the computation of the radiation reaction force in the equations of motion of a compact binary system at the 3. 5pn order in harmonic coordinates (in both a general frame and the centre-of-mass frame). Secondly, we propose astrophysically motivated freely specifiable initial datathat are in agreement with post-newtonian results for numerically modelling binary black hole mergers
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Ghanem, Sari. "Équations de Maxwell et de Yang-Mills sur des Espaces-Temps Courbes avec un Trou Noir". Paris 7, 2014. http://www.theses.fr/2014PA077125.
Abstract (sommario):
Dans cette thèse, nous menons une étude systématique de régularité des champs de Maxwell et de Yang-Mills sur des espaces-temps courbes et en présence d'un trou noir. Dans le premier chapitre, nous écrivons la preuve de la non-explosion de la courbure de Yang-Mills sur des espaces-temps courbes quelconques, fixes, en utilisant la paramétrix de Klainerman-Rodnianski combinée avec des inégalités de type Grönwall appropriées. Alors que l'argument de Chruściel-Shatah nécessite un contrôle de deux dérivées de la courbure de Yang-Mills, nous pouvons en sortir en contrôlant uniquement une seule dérivée, et écrire une nouvelle preuve indépendante de tout choix de jauge. Dans le chapitre qui suit, nous étudions les équations de Maxwell dans le domaine extérieur du trou noir de Schwarzschild. Nous montrons que si nous supposons que les composantes du milieu des solutions non-stationnaires des équations de Maxwell vérifient une certaine estimée de type Morawetz sur une région compacte dans l'espace autour de la surface piégée, alors nous pouvons prouver des propriétés de décroissance uniforme pour les composantes des champs de Maxwell dans tout l'extérieur du trou noir de Schwarzschild, y compris des points sur l'horizon, en faisant uniquement recours à des inégalités de Sobolev combinées avec des estimées d'énergie en utilisant directement les équations de Maxwell. Cette preuve ne passe pas par l'équation d'onde scalaire, n'a pas besoin de séparer les composantes du milieu, et serait alors utile pour le cas des champs de Yang-Mills où la séparation ne peut pas se produire. Le dernier chapitre est une ouverture sur des problèmes différents en équations aux dérivées partiellesIn this thesis, we take a systematic study of global regularity of the Maxwell equations and of the Yang-Mills equations on curved black hole space-times. In the first chapter, we write the proof of the non-blow up of the Yang-Mills curvature on arbitrary curved space-times using the Klainerman-Rodnianski parametrix combined with suitable Grönwall type inequalities. While the Chruściel-Shatah argument requires a control on two derivatives of the Yang-Mills curvature, we can get away by controlling only one derivative instead, and write a new gauge independent proof on arbitrary, fixed, sufficiently smooth, globally hyperbolic, curved 4-dimensional Lorentzian manifolds. In it's sequel, we study the Maxwell equations in the domain of outer-communication of the Schwarzschild black hole. We show that if we assume that the middle components of the non-stationary solutions of the Maxwell equations verify a Morawetz type estimate supported on a compact region in space around the trapped surface, then we can prove uniform decay properties for the components of the Maxwell fields in the entire exterior of the Schwarzschild black hole, including the event horizon, by making only use of Sobolev inequalities combined with energy estimates using the Maxwell equations directly. This proof does not pass through the scalar wave equation on the Schwarzschild black hole, does not need to separate the middle components for the Maxwell fields, and would then be in particular useful for the non-abelian case of the Yang-Mills equations where the separation of the middle components cannot occur. The last chapter is an opening to different problems in partial differential equations
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Del, Santo Melania. "Observations of black hole binaries in the integral era : binaires à trou noir à l'ère d'INTEGRAL". Toulouse 3, 2005. http://www.theses.fr/2005TOU30052.
Abstract (sommario):
Une binaire X est un système constitué de une étoile et d'un objet compact (étoile à neutron ou trou noir). La matière de l'étoile compagnon qui tombe sur l'objet compact avec une géométrie de disque, est un puissant émetteur de rayons X et gamma. Un des objectifs de la mission en bande Gamma INTEGRAL est justement la recherche et l'étude de ce type d'objets, qu'ils soient transitoires ou persistants. Un balayage périodique du plan et de la région du Centre galactique, riches de tels systèmes binaires est prévu dans le cadre du " INTEGRAL Core Programme ". Grâce au télescope IBIS/ISGRI, permettant la formation d'images haute résolution et fonctionnant dans la bande 20-600 keV, il est possible de résoudre ces objets jusqu'à 12' FWHM et d'en étudier le spectre à haute énergie. Le travail de doctorat décrit dans ce manuscrit se divise en deux phases distinctes trouvant leur continuité dans l'instrument IBIS. La première phase concerne, dans une première partie plus expérimentale, la calibration au sol et en vol de l'instrument IBIS à l'aide d'observations du Crabe et l'étude de ses performances à l'aide d'observations de Cyg X-1. D'autre part, elle décrit les premiers résultats scientifiques, parmi lesquels la réalisation du premier catalogue de IBIS et l'attribution de l'émission diffuse entre 20-100 keV à des sources ponctuelles galactiques. La seconde phase concerne les observations, l'analyse et l'interprétation des données de trois objets binaires contenant un trou noir observées simultanément par INTEGRAL et d'autres satellites en bande X comme XMM et RXTE. En particulier, je présent les deux candidates trois noirs transitoires, XTE J1720-318 et IGRJ 17464-3213 et l'évolution spectral et de luminosité durant un sursaut d'activité (" outburst "). Le troisième est par contre un objet persistant, 1E1740. 7-2942, qui se trouve à peu d'arcs minutes du Centre galactique. Nous en avons suivi l'évolution temporelle avec IBIS lors de la première année d'observations d'INTEGRAL (Février–Octobre 2003), durant laquelle le flux a varié d'un facteur 3. Une étude spectrale à bande large a également été réalisée à l'aide d'observations RXTE/PCA et INTEGRAL. A partir de Septembre 2003, la source a initié une phase de décroissance du flux, laquelle a coïncidé avec un changement d'état spectral. Le spectre d'émission de dur est devenu mou dans un régime de faible accrétion. Les différents états spectraux sont discutés dans le cadre d'un modèle thermique de Comptonization. A partir de Mars 2004, le flux est descendu au dessous des valeurs de sensibilité des détecteurs, soit IBIS/ISGRI que PCA, un état de quiescence unique qui se poursuit encore actuellementAn X-ray binary is a system containing a compact object (black hole, neutron star or white dwarf) accreting material from a companion star. The matter falling on the compact object is an emitter of X and even soft-gamma radiation. Searching and studying these objects, either transient or persistent, is one of the main goal of INTEGRAL, the in-orbit ESA mission devoted to X-ray and gamma-ray astrophysics. Scans of the Galactic plane and deep exposures of the Galactic Centre are performed periodically by INTEGRAL in the framework of the Core Programme guaranteed time. These regions are well known to be rich of X-ray binaries. Thanks to its unprecedented combined spatial resolution (12' FHM) and sensitivity, the IBIS/ISGRI telescope on board INTEGRAL provides high resolution images and good quality spectra in the energy range 15-600 keV. The work reported in this thesis is divided in two different parts which are linked to the status of the IBIS instrument during the different stages of its operation. In the first part, on-ground and in-flight calibration activities of the IBIS telescope are described. Observations of the Crab have been used in order to improve the spectral response matrix of the instrument; sensitivity and imaging capabilities have been accurately tested with several pointings of the Cyg X-1 region. In order to give an idea of the IBIS scientific performances, among the several results of the first year of observations, I briefly report on two key results I have been contributing: the first IBIS source catalogue and the origin of the Galactic diffuse emission between 20 and 100 keV, explained as being mainly due to the emission of previously unresolved Galactic point sources. The second part concerns data analysis and interpretation of three black hole binaries observed with INTEGRAL and simultaneously with two other X-ray satellites, namely XMM-Newton and RXTE. I present in this thesis the spectral evolution and luminosity variation of two transient black hole candidates, XTE J1720-318 and IGR J17464-3213, observed during their 2003 outburst activities. .
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Marcel, Grégoire. "Etude des cycles d'hystérésis dans les binaires X à trou noir : application à l'objet GX 339-4". Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAY042/document.
Abstract (sommario):
Les cycles d’hysteresis des binaires X lors de leurs sursauts restent inexpliqués a ce jour. Dans ce travail, nous avons développé les idées du paradigme propose par Ferreira et al. (2006), ou la matière dans le disque accrète de deux manières différentes. Dans le mode standard (SAD, Shakura et Sunyaev 1973), le couple turbulent transporte le moment cinétique radialement vers l’extérieur du disque. Dans le mode éjectant (JED, Ferreira et Pelletier 1995), le disque magnetise produit des jets qui emporte la matière, l’énergie et le moment angulaire verticalement. Dans ce cadre, la transition entre les deux modes est liée a la distribution de champ magnétique dans le disque, une inconnue. Pendant cette thèse, j’ai développé un code capable de résoudre a chaque rayon dans un disque l’équilibre thermique a deux températures pour de multiples jeu de paramètres. Ce code utilise Belm (Belmont et al. 2008 ; Belmont 2009) pour traiter le refroidissement radiatif et créer les spectres de manière auto-cohérente. Les processus de chauffage sont analytiques, ainsi que les processus d’advection, qui sont calcules de l’interieur vers l’exterieur.Grace a ce code, nous avons pu montrer que des solutions de JED reproduisaient très bien les états hard jusqu’à 0.5 luminosités d’Eddington (Marcel et al. 2018a). Il a aussi été démontré que le JED subit un cycle d’hysteresis. En revanche, la luminosité de ce cycle est bien trop faible et la présence inévitable de jets dans la configuration nous pousse a l’utilisation d’un SAD pour la reproduction d’états soft.Fort de ces résultats, j’ai adapte le code a la résolution de configuration de disque hybride, compose d’un JED interne et d’un SAD externe, séparé en un rayon de transition rJ. En jouant sur ce paramètre rJ et sur le taux d’accrétion mdot, nous avons pu montrer que les observations X de cycles typiques pouvaient être pavée. Après des calculs similaires a Heinz et Sunyaev (2003), nous pouvons estimer quel est le flux radio associe a chaque jeu de paramètres. Cela nous a permis de montrer 2 choses. (1) tous les flux radios sont reproductibles a l’aide d’un seul facteur de normalisation commun. (2) le flux radio et la forme du spectre en rayons X sont cohérents : les jeux de paramètres qui reproduisent le mieux chaque forme spectral sont associes aux bon flux radios. Afin d’illustrer ce résultat, 5 états canoniques de l’évolution de GX 339-4 ont ete reproduits : forme spectrale en X et flux radios (Marcel et al. 2018b). Pour finir, en utilisant une simple procédure d’ajustement sur la forme spectrale en X, le cycle de 2010-2011 de GX 339-4 a pu être reproduit. De manière bluffante, les évolutions de rJ et mdot semblent être en accord avec les prédictions théoriques (Esin et al. 1997). De plus, les estimations de flux radio étant cohérentes avec les observations, nous avons décidé de les ajouter directement dans la procédure d’ajustement. L’ajout de cette composante a permis une excellente reproduction simultanée de la radio et des spectres X de manière. C’est, a notre connaissance, la première fois que les phénomènes d’accrétion et d’éjection sont utilisés simultanément. Ces résultats, ainsi que les discussions et implications seront bientôt soumisThe hysteresis behavior of X-ray binaries during their outbursts remains a mystery. In this work, we developed the paradigm proposed in Ferreira et al. (2006) where the disk material accretes in two possible, mutually exclusive, ways. In the standard accretion disk (SAD, Shakura et Sunyaev 1973) mode, the dominant local torque is due to MHD turbulence that transports radially the disk angular momentum. In the jet-emitting disk (JED, Ferreira et Pelletier 1995) mode, magnetically-driven jets carry away mass, energy and all the angular momentum from the disk. Within our framework, the transition from one mode to another is related to the magnetic field distribution, an unknown yet.In this thesis, I have developped a two-temperature plasma code able to compute the thermal balance at each radius for a large ensemble of disk parameters, as well as the self- consistent global emitted spectrum. The radiative cooling term and related spectrum (comptonized bremsstrahlung and synchrotron emission) are obtained using the Belm code (Belmont et al. 2008 ; Belmont 2009). Heating processes are analytical and due only to accretion, while advection is properly taken into account, carrying outside-in the memory of the outer thermal states.Using this code, we have shown that a JED extending along the entire disk nicely repro- duces hard states up to 0.5 Eddington luminosities (Marcel et al. 2018a). It was also shown that JEDs produce a natural hysteresis cycle. However, the global luminosity of the cycle is insufficient and the inevitable presence of jets in JEDs advocates for an inner SAD configuration in soft states.Based on these results, the code was enhanced to solve hybrid configurations with an internal JED and an external SAD, separated by a given transition radius rJ. Playing on both rJ and the accretion rate mdot, we have shown that X-ray observations of typical cycles can be completely covered. Using a simple synchrotron model similar to that of Heinz et Sunyaev (2003), the radio flux produced by the jets can be estimated, showing two important features. First, all radio observations can be covered by our model. Second, the radio flux and X- ray spectral coverages are consistents : parameter sets that reproduce best each spectral state also account for a consistent associated radio flux. For illustration, 5 canonical states from GX 339-4 have been reproduced in X-ray spectral shape and associated radio fluxes (Marcel et al. 2018b).Finaly, using a simple fitting procedure on X-ray spectral shape, the 2010-2011 cycle from GX 339-4 has been reproduced. Strikingly, the co-evolution of rJ and mdot seems to be in adequacy with initial theoretical expectations (Esin et al. 1997). Moreover, the estimated radio flux evolution being close to observations, we decided to use those within the fitting procedure. Adding radio fluxes constraints in the procedure allowed us to reproduce both the associated X-ray spectral shape and radio fluxes with excellent agreement. This is, to our knowledge, the first time that such an accretion-ejection cycle is reproduced. Those results, as well as discussions and implications will be soon submitted
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Michel, Yann. "Aspects des trous noirs extrémaux en supergravité et théorie des cordes". Paris 6, 2008. http://www.theses.fr/2008PA066486.
Abstract (sommario):
Cette thèse est consacrée à l'étude des trous noirs extrémaux en supergravité et en théorie des cordes. Nous commençons par une présentation générale des théories de gravitation, en nous penchant plus en détail sur la description des trous noirs dans ces théories. La deuxième partie traite des trous noirs extrémaux stationnaires à symétrie sphérique en supergravité N=2 et N=4. Le mécanisme d'attracteur des trous noirs extrémaux y est décrit, ainsi que les propriétés générales de ces trous noirs. Puis nous présentons l'approche twistorielle de l'étude des trous noirs extrémaux, ainsi que les méthodes liées aux sous-groupes à un paramètre. Nous terminons par une présentation des solutions de trous noirs multi-centrés, ainsi que par une brève revue de la quantification de l'espace des phases des trous noirs BPS. Nous nous intéressons ensuite à l'effet des corrections aux dérivées supérieures. Nous y étudions l'effet des corrections en R^2 sur les symétries cachées dans les réductions dimensionnelles de divers modèles gravitationnels. Puis, une brève revue des propriétés des trous noirs extrémaux en présence de termes aux dérivées supérieures est présentée.
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Grüning, Pierre. "Développement et exploitation d'un simulateur électro-optique pour le futur détecteur spatial à ondes gravitationnelles eLISA". Sorbonne Paris Cité, 2015. https://theses.hal.science/tel-01307782.
Abstract (sommario):
Les ondes gravitationnelles ont été prédites par Einstein il y a près d'un siècle. Ce sont des perturbations de l'espace-temps qui se propagent à la vitesse de la lumière et qui comportent des informations uniques sur leurs sources. Ces sources sont nombreuses allant du Big Bang aux objets massifs tels que les trous noirs. L'effet au passage d'une onde gravitationnelle est extrêmement faible, la variation de distance étant de l'ordre du picomètre pour une distance d'un million de km. De ce fait leur détection est très difficile et met en jeu des détecteurs très performants. Le projet eLISA est le premier projet spatial visant à faire de l'astronomie des ondes gravitationnelles et sera constitué d'un interféromètre laser ayant des bras longs de 1 million de km. Ce détecteur sera soumis à de multiples sources de bruits qu'il s'agit de comprendre et de réduire afin d'obtenir la sensibilité requise. Le bruit le plus important sera issu du laser lui-même. Dans un interféromètre classique à bras égaux, de type Michelson par exemple, le bruit de fréquence du laser s'annule du fait de la longueur identique des bras. Sur eLISA, en raison de l'orbitographie des satellites, les longueurs vont varier. Pour cela, un algorithme de réduction de bruit nommé TDI sera appliqué une fois les mesures réalisées afin de réduire le niveau de bruit. La technique TDI doit être testée en condition expérimentale et c'est le principal but de cette thèse qui a porté sur u simulateur électro-optique, le LOT, visant à simuler eLISA et les techniques de réductions de bruit tel que TDI. Elle présente donc le simulateur hardware ainsi que les expériences réalisées et les résultats qui ont été obtenusGravitational waves have been predicted by Einstein near a century ago. They are disturbances of space-time traveling at the speed of light and are carrying unique informations about their sources. These sources are various, form the Big Bang to massive objects like black holes. The effect of a gravitational wave is very tiny, the distance variation is at the order of picometer for a 1 million km distance. Thus, their detection is very challenging and needs very performant detectors. Te eLISA project is the first space based detector which aims to do gravitational wave astronomy and which will be made of a laser interferometer with 1 million km arms. Many noises will disturb this detector, this noises must be well known and reduced in order to reach the required sensitivity. The most important noise will corne from the laser itself. In a classic equal arm Michelson type interferometer, the laser frequency noise cancels. On eLISA the arm lengths are not constant because of the orbitography of the satellites. Thus a noise reduction algorithm called TDI will be applied on the measured data to reduce the noise level. The TDI technic must be tested in experimental conditions and this is the goal of this thesis which describes an electro-optical simulator, the LOT, aiming to simulate eLISA and noise reduction technics such as TDI. This thesis presents the hardware simulator and the experiences realized as well as the results we obtained
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Goutéraux, Blaise. "Solutions de Trou Noir aux Équations d'Einstein en Présence de Matière et Modifications de la Gravitation en Dimensions Supplémentaires". Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00608494.
Abstract (sommario):
Dans cette thèse, nous nous intéressons aux solutions de trou noir dans des théories de gravitation modifiées, inspirées par la Cosmologie ou la Théorie des Cordes. Les théories Einstein-Maxwell-Dilaton (EMD) comprennent des champs scalaires et de jauge additionnels, ainsi qu'un potentiel scalaire de Liouville en exponentielle. Dans les théories Einstein-Gauss-Bonnet, l'espace-temps est étendu à plus de quatre dimensions. Nous commençons par passer en revue et classer les solutions des théories EMD. Dans le cas où l'horizon du trou noir est planaire, l'obtention d'une équation maîtresse constitue l'un des principaux résultats. Elle alors permet d'intégrer totalement le système d'équations, au prix d'une contrainte sur les constantes de couplage, et sinon d'obtenir des solutions particulières. Dans le cas des théories Einstein-Gauss-Bonnet à six dimensions, le tenseur de Weyl de l'horizon intervient dans les équations par l'action de la constante de couplage du terme de Gauss-Bonnet : cela a pour effet de restreindre grandement la topologie de l'horizon, ce qui lève en partie la dégénérescence qui existait en Relativité Générale. Par la suite, nous étudions les propriétés thermodynamiques des trous noirs en Relativité Générale et en théories EMD. Pour ces dernières, nous montrons que des transitions de phases similaires à celles en Relativité Générale existent dans l'ensemble canonique. Plus généralement, ces propriétés dépendent de manière cruciale des constantes de couplage de la théorie. Pour finir, nous donnons une interprétation holographique aux trous noirs des théories EMD, en tant que bonnes approximations à l'Infra-Rouge. Nous calculons également les conductivités en courant continu et alternatif dans le cadre d'une application à la Matière Condensée, et trouvons certaines caractéristiques typiques des métaux étranges.
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Cordier, Bertrand. "Etude du centre galactique dans le domaine des rayons y de faible énergie à partir des observations pratiquées par le télescope spatial SIGMA". Paris 7, 1992. http://www.theses.fr/1992PA077318.
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Chuard, Dimitri. "Echos X dans la zone moléculaire centrale. Une histoire de l'activité du trou noir galactique au cours du dernier millénaire". Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2018. http://www.theses.fr/2018USPCC214.
Abstract (sommario):
Comme la plupart des galaxies massives, la Voie lactée héberge en son centre un trou noir supermassif. Contrairement aux noyaux actifs, celui-ci brille par la faiblesse de sa contrepartie radiative, la source Sgr A?, dont la luminosité est inférieure de près de neuf ordres de grandeur à la luminosité limite d’Eddington. Plusieurs traces indirectes suggèrent cependant que le trou noir galactique a connu des épisodes d’activité plus intense dans le passé. La réflexion des rayons X émis lors des plus récents de ces épisodes est notamment observée aujourd’hui sur les nuages de la zone moléculaire centrale. À partir de l’observation de ces échos de lumière, cette étude offre une vision unique de l’activité du noyau galactique au cours du dernier millénaire. Elle confirme en particulier que l’émission non thermique diffuse du complexe moléculaire Sagittarius C, étudiée avec les satellites Chandra et XMM-Newton, résulte bien du phénomène de réflexion. La localisation individuelle des structures brillantes est rendue possible par l’utilisation de modèles spectraux Monte-Carlo, dont le modèle rayflX développé spécifiquement pour rendre compte du phénomène de réflexion et, notamment, de ses aspects temporels. À partir des spectres de huit nuages issus des quatre principaux complexes moléculaires des régions centrales de la Galaxie, ce travail fournit la première preuve quantitative avec un haut niveau de confiance de l’existence de deux sursauts d’activité de Sgr A?se propageant dans la zone moléculaire centrale, dont l’âge, la durée et la luminosité peuvent être déterminés. Ces résultats fournissent de nouvelles contraintes pour l’étude du cycle d’activité de Sgr A? et ouvrent la voie à une caractérisation par tomographie de la distribution de matière au centre de notre galaxieLike most massive galaxies, the Milky Way hosts a supermassive black hole at its centre. In contrast with active galaxies, the luminosity of its radiative counterpart — the source Sagittarius A* — is almost nine orders of magnitude below the Eddington limit. However, there are several indications that the black hole may have been more active in the past. In particular, the giant clouds located within the central molecular zone reflect X-rays emitted during the most recent outbursts. The study we present here focuses on these light echoes that are key to probing the past activity of the Galactic nucleus over the past thousand years. Using the X-ray observatories Chandra and XMM-Newton, we confirm the reflection origin of the non-thermal, diffuse emission from the molecular complex Sagittarius C. The localisation of each bright clump is made possible by the use of Monte Carlo-simulated reflection spectra, notably the rayflX model we specifically designed for the study of the reflection phenomenon and its time behaviour. Considering eight clouds from the main molecular complexes of the Galactic central regions, this work provides with a high confidence level the first quantitative evidence that Sgr A* experienced two powerful outbursts, whose age, duration and luminosity can be estimated. These results place new constraints on the black hole duty cycle and pave the way for a tomographic reconstruction of the matter distribution at the Galactic centre
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Rihani, Mahran. "Maxwell's equations in presence of metamaterials". Electronic Thesis or Diss., Institut polytechnique de Paris, 2022. https://theses.hal.science/tel-03670420.
Abstract (sommario):
Le sujet principal de cette thèse est l’étude de la propagation des ondes électromagnétiques, en régime harmonique, dans un milieu hétérogène composé d’un diélectrique et d’un matériau négatif (c’est-à-dire avec une permittivité diélectrique négative ε et/ou une perméabilité magnétique négative μ) qui sont séparés par une interface avec une pointe conique. En raison du changement de signe de ε et/ou μ, les équations de Maxwell peuvent être mal posées dans les cadres classiques (basés sur l’espace L2). D’autre part, nous savons que lorsque les deux problèmes scalaires associés, impliquant respectivement ε et μ, sont bien posés dans H1, les équations de Maxwell sont bien posées. En combinant la méthode de la T-coercivité avec l’analyse de Mellin dans les espaces de Sobolev à poids, nous présentons, dans la première partie de ce travail, une étude détaillée de ces problèmes scalaires. Nous prouvons que pour chacun d’entre eux, le caractère bien posé dans H1 est perdu si et seulement si le contraste associé appartient à un ensemble critique appelé intervalle critique. Ces intervalles correspondent aux ensembles de contrastes négatifs pour lesquels des singularités propagatives, aussi appelées ondes de trou noir, apparaissent à l’extrémité de la pointe. Contrairement au cas d’un coin 2D, pour une pointe 3D, plusieurs ondes de trou noir peuvent exister. Des expressions explicites de ces intervalles critiques sont obtenues pour le cas particulier des pointes coniques circulaires. Pour les contrastes critiques, en utilisant le principe de radiation de Mandelstam, nous construisons des cadres fonctionnels dans lesquels le caractère bien posé des problèmes scalaires est restauré. Le cadre physiquement pertinent est sélectionné par un principe d’absorption limite. En outre, nous présentons, dans la deuxième partie de ce travail, une nouvelle méthode numérique pour les problèmes scalaires dans le cas des contrastes non-critiques. Cette approche, contrairement aux techniques existantes, ne nécessite pas d’hypothèses supplémentaires sur le maillage au voisinage de l’interface. La troisième partie de la thèse concerne l’étude des équations de Maxwell avec un ou deux coefficients critiques. En utilisant de nouveaux résultats de potentiels vecteurs dans des espaces de Sobolev à poids, nous expliquons comment construire de nouveaux cadres fonctionnels pour les problèmes électrique et magnétique, qui sont directement liés à ceux obtenus pour les deux problèmes scalaires associés. Si l’on utilise le cadre qui respecte le principe d’absorption limite pour les problèmes scalaires, alors les cadres fournis pour les problèmes électrique et magnétique sont également cohérents avec le principe d’absorption limite. Enfin, la dernière partie porte sur des résultats d’homogénéisation des équations de Maxwell harmoniques et des problèmes scalaires associés dans un domaine 3D qui contient une distribution périodique d’inclusions faites de matériau négatif. En utilisant l’approche de la T-coercivité, nous obtenons des conditions sur les contrastes telles que le processus d’homogénéisation est possible pour les problèmes scalaires et vectoriels. De façon peu intuitive, nous montrons que les matrices homogénéisées associées auxproblèmes limites sont soit définies positives, soit définies négativesThe main subject of this thesis is the study of time-harmonic electromagnetic waves in a heterogeneous medium composed of a dielectric and a negative material (i.e. with a negative dielectric permittivity ε and/or a negative magnetic permeability μ) which are separated by an interface with a conical tip. Because of the sign-change in ε and/or μ, the Maxwell’s equations can be ill-posed in the classical L2 −frameworks. On the other hand, we know that when the two associated scalar problems, involving respectively ε and μ, are well-posed in H1, the Maxwell’s equations are well-posed. By combining the T-coercivity approach with the Mellin analysis in weighted Sobolev spaces, we present, in the first part of this work, a detailed study of these scalar problems. We prove that for each of them, the well-posedeness in H1 is lost iff the associated contrast belong to some critical set called the critical interval. These intervals correspond to the sets of negative contrasts for which propagating singularities, also known as black hole waves, appear at the tip. Contrary to the case of a 2D corner, for a 3D tip, several black hole waves can exist. Explicit expressions of these critical intervals are obtained for the particular case of circular conical tips. For critical contrasts, using the Mandelstam radiation principle, we construct functional frameworks in which well-posedness of the scalar problems is restored. The physically relevant framework is selected by a limiting absorption principle. In the process, we present a new numerical strategy for 2D/3D scalar problems in the non-critical case. This approach, presented in the second part of this work, contrary to existing ones, does not require additional assumptions on the mesh near the interface. The third part of the thesis concerns Maxwell’s equations with one or two critical coefficients. By using new results of vector potentials in weighted Sobolev spaces, we explain how to construct new functional frameworks for the electric and magnetic problems, directly related to the ones obtained for the two associated scalar problems. If one uses the setting that respects the limiting absorption principle for the scalar problems, then the settings provided for the electric and magnetic problems are also coherent with the limiting absorption principle. Finally, the last part is devoted to the homogenization process for time-harmonic Maxwell’s equations and associated scalar problems in a 3D domain that contains a periodic distribution of inclusions made of negative material. Using the T-coercivity approach, we obtain conditions on the contrasts such that the homogenization results is possible for both the scalar and the vector problems. Interestingly, we show that the homogenized matrices associated with the limit problems are either positive definite or negative definite
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Van, Aelst Karim. "Rotating black holes in the cubic Galileon theory". Thesis, Université de Paris (2019-....), 2020. http://www.theses.fr/2020UNIP7043.
Abstract (sommario):
Ce projet de thèse s'inscrit dans un large contexte : l'étude des théories de la gravitation, notamment par la modélisation d'objets compacts tels que les trous noirs. Le but ultime de cette démarche est de déterminer toutes les théories incompatibles avec les observations, ou présentant des pathologies théoriques. En conséquence, la première partie de ce manuscrit présente les concepts et principes essentiels communs à toutes ces théories, et introduit certaines d'entre elles entretenant un lien avec le projet. La deuxième partie expose les résultats propres au projet : une comparaison entre une famille de trous noirs en rotation issue de la théorie du Galileon cubique, et les trous noirs de Kerr de la théorie de la relativité générale. Le Galileon cubique est une théorie très récente relativement à la relativité générale, développée par Albert Einstein il y a plus d'un siècle.Tout d'abord, ces trous noirs sont construits numériquement. Les orbites autour de ces trous noirs, notamment leur stabilité, sont ensuite étudiées. Enfin, les images produites par un modèle simple de disque d'accrétion en orbite autour de ces trous noirs sont simulées numériquement. Ces géodésiques et images sont directement liées aux observations réalisées par certains instruments en activité, tels que GRAVITY ou l'Event Horizon Telescope, qui sont dédiés à l'étude des trous noirs supermassifs. Ce projet permet ainsi d'identifier de possibles tensions entre les prédictions de la théorie du Galileon cubique et certaines observations liées aux trous noirsThe present project falls within the wide effort conducted to study theories of gravitation, notably by modelling the physics of compact objects like black holes. The long-term objective of this approach is to determine all theories that are either incompatible with observations, or theoretically inconsistent. The first part of the manuscript thus presents the essential concepts and principles that are common to all these theories, and introduces some of these theories which connect to the project. In the second part, the actual contribution of the project is exposed: comparing rotating black holes of the cubic Galileon theory with the Kerr family of the general theory of relativity. The latter was developed by Albert Einstein more than a century ago, while the cubic Galileon is a much more recent theory.First, the rotating black holes are constructed numerically. Then, the properties of the orbits around them are investigated, in particular their stability. Finally, the images of a simple model of accretion disk orbiting the black holes are simulated. Such orbits and images directly relate the observations realized by instruments like GRAVITY or the Event Horizon Telescope, which monitor supermassive black holes. The present project thus allows to identify possible tensions between the predictions of the cubic Galileon theory and observational data on black holes
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Cuenca, Jacques. "VIBRATIONS DE FLEXION DE PLAQUES MINCES: APPROCHES ONDULATOIRES - Modèle des vibrations de plaques polygonales basé sur la méthode des sources image - Absorption passive de vibrations par l'effet de trou noir acoustique". Phd thesis, Université du Maine, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00442260.
Abstract (sommario):
Les vibrations de flexion des structures minces sont étroitement liées au rayonnement sonore et à l'endommagement des structures. Ainsi, des méthodes de modélisation des vibrations et des techniques d'amortissement sont indispensables dans divers domaines scientifiques et techniques. La première partie de la thèse traite du développement d'un modèle des vibrations de flexion de plaques minces polygonales excitées ponctuellement, basé sur la méthode des sources image. Celle-ci consiste à représenter les réflexions successives sur les bords de la plaque par des sources virtuelles, obtenues par symétries successives de la source d'origine. Le modèle développé permet de prédire les vibrations d'une plaque et d'un assemblage de plaques dont la géométrie et les conditions aux limites sont arbitraires. La particularité de la méthode est que la précision des simulations s'améliore avec la fréquence et l'amortissement structural, ce qui est contraire à la méthode des éléments finis ou aux méthodes dites modales. Un outil de mesure du module d'Young et du facteur d'amortissement de panneaux fortement amortis est également proposé. La deuxième partie de la thèse traite de l'amortissement des vibrations par l'effet de ``trou noir acoustique''. La célérité des ondes de flexion dépend de l'épaisseur de la structure dans laquelle elles se propagent. Ainsi, une onde se propageant dans une plaque d'épaisseur décroissante ralentit et, dans certaines conditions, peut s'arrêter complètement. Le coefficient de réflexion d'une telle structure étant nul en théorie, le phénomène porte le nom de trou noir acoustique. Un modèle est développé, permettant d'estimer les valeurs optimales des paramètres des matériaux utilisés afin de maximiser l'amortissement. Les résultats numériques, ainsi que des études expérimentales, montrent une réduction de niveau vibratoire atteignant 20 décibels. Une configuration alternative est également explorée, consistant à contrôler la célérité des ondes en modifiant le module d'Young de la structure. Pour ce faire, une poutre en polymère à mémoire de forme est soumise à un gradient thermique. Enfin, l'utilisation d'un gradient thermique sur une poutre à épaisseur décroissante montre une atténuation considérable du champ vibratoire.
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Bouazizi, Abdelaziz. "Optimisation du couplage énergétique entre les micro-ondes et les composites époxy-noir de carbone". Toulouse, INPT, 1988. http://www.theses.fr/1988INPT005G.
Abstract (sommario):
Le comportement sous micro-ondes des composites epoxy-noir de carbone est analyse grace a l'etude des variations en fonction du temps de la temperature des echantillons et des pertes d'energie electrique associees. Des micro-ondes de frequence 2,45 ghz sont emises en modes continu et pulse. Dans ce dernier cas, l'emission est definie par sa periode c, la duree d'impulsion ou le rapport cyclique /c et la puissance electrique moyenne po du rayonnement. Deux etudes parametriques de l'activation de la reaction de reticulation des composites a concentration variable de noir de carbone sont conduites en mode continu d'une part et en mode pulse d'autre part. Dans les deux cas une transition energetique qui n'a rien a voir avec la percolation electrique, est observee. Cette transition est responsable de l'inversion de la tendance a l'acceleration de la cinetique de reticulation avec des concentrations croissantes des charges. Elle est en fait reliee a l'agregation des grains de noir de carbone. Lorsque des ondes pulsees sont mises en uvre, des valeurs particulieres de la periode c, appelees periodes optimisees, conduisent a des accelerations maximum de la cinetique. Elles sont attribuees a des processus de relaxations affectant des segments de chaines appartenant aux entites chimiques de la matrice. De telles relaxations, appelees encore relaxations segmentales, consomment une quantite d'energie pu#d#s, tandis que la relaxation dipolaire en relation avec la frequence de l'onde porteuse (2,45 ghz) en necessite une quantite pu#d#d. En tenant compte des pertes par conduction electrique dans les charges, l'expression des pertes electriques totales pu est donnee par: pu=pu#d#d+pu#d#s+pu#c. La balance entre pu#d#d et pu#d#s depend de la duree d'impulsion ou du rapport cyclique qui peuvent prendre egalement des valeurs optimisees du point de vue de l'acceleration de la cinetique de reticulatio
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Bouazizi, Abdelaziz. "Optimisation du couplage énergétique entre les micro-ondes et les composites époxy-noir de carbone". Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37611896w.
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Limousin, Francois. "Etude de systèmes binaires d'objets compacts : étoiles à neutrons, étoiles de quarks étranges et trous noirs". Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00067971.
Abstract (sommario):
La détection des ondes gravitationnelles par les détecteurs interférométriques terrestres, tels que VIRGO ou LIGO, et par la mission spatiale LISA sera fortement facilitée par la connaissance théorique à priori du signal. On s'intéresse dans cette thèse à l'étude d'une des sources de rayonnement gravitationnel les plus importantes, à savoir les systèmes binaires d'objets compacts. Plus précisément, on considère, dans le cadre de la relativité générale, les dernières orbites de la phase de quasi-équilibre. Elles permettent, d'une part, de fournir des données initiales aussi réalistes que possible pour la phase de coalescence et, d'autre part, d'apporter de nombreuses informations sur les objets compacts émetteurs.Un effort est fait pour améliorer, rendre ces données initiales les plus réalistes possible d'un point de vue astrophysique. Nous avons ainsi construits les premières séquences de binaires d'étoiles de quarks étranges, et ce pour différentes équations d'état. Contrairement au cas d'étoiles à neutrons polytropiques, la séquence se termine par une instabilité dynamique. Nous avons également calculé des configurations de binaires d'étoiles à neutrons à l'aide d'une théorie sans onde allant au delà de l'approximation communément admise de métrique spatiale conformément plate. Les solutions obtenues devraient être plus précises et de meilleures conditions initiales que celles réalisées jusqu'alors. Nous avons enfin étudié, pour des systèmes d'un seul trou noir puis des trous noirs binaires, l'influence de conditions de bords aux horizons provenant du formalisme des horizons isolés et regroupnt des ingrédients de quasi-équilibre.
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Limousin, François. "Etude de systemes binaires d'objets compacts : etoiles a neutrons, etoiles de quarks etranges et trous noirs". Paris 6, 2005. http://www.theses.fr/2005PA066524.
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Cuenca, Jacques. "Wave models for the flexural vibrations of thin plates : model of the vibrations of polygonal plates by the image source method : vibration damping using the acoustic black hole effect". Le Mans, 2009. http://cyberdoc.univ-lemans.fr/theses/2009/2009LEMA1011.pdf.
Abstract (sommario):
Les vibrations de flexion des structures minces sont étroitement liées au rayonnement sonore et à l'endommagement des structures. Ainsi, des méthodes de modélisation des vibrations et des techniques d'amortissement sont indispensables dans divers domaines scientifiques et techniques. La première partie de la thèse traite du développement d'un modèle des vibrations de flexion de plaques minces polygonales excitées ponctuellement, basé sur la méthode des sources image. Le modèle développé permet de prédire les vibrations d'une plaque et d'un assemblage de plaques dont la géométrie et les conditions aux limites sont arbitraires. La particularité de la méthode est que la précision des simulations s'améliore avec la fréquence et l'amortissement structural, ce qui est contraire à la méthode des éléments finis ou aux méthodes dites modales. Un outil de mesure du module d'Young et du facteur d'amortissement de panneaux fortement amortis est également proposé. La deuxième partie de la thèse traite de l'amortissement des vibrations par l'effet de ``trou noir acoustique''. La célérité des ondes de flexion dépend de l'épaisseur de la structure dans laquelle elles se propagent. Ainsi, une onde se propageant dans une plaque d'épaisseur décroissante ralentit et, dans certaines conditions, peut s'arrêter complètement. Un modèle est développé, permettant d'estimer les valeurs optimales des paramètres des matériaux utilisés afin de maximiser l'amortissement. Les résultats numériques, ainsi que des études expérimentales, montrent une réduction de niveau vibratoire atteignant 20 décibelsFlexural vibrations of thin structures are strongly related to sound radiation and structural damage, for which they deserve careful attention in many domains of science and engineering. Two aspects of crucial importance are the development of accurate tools for the prediction and analysis of vibrations and efficient vibration damping. In the first part of the thesis, a model of the flexural vibrations of thin convex polygonal plates based on the image source method is presented. The developed approach allows to predict the vibrations of individual plates and plate assemblies of arbitrary convex polygonal geometry and having arbitrary boundary conditions. The method is particularly suitable for mid- and high-frequency dynamics, in that its accuracy is improved with an increase in frequency or structural damping. A tool for estimating the Young's modulus and structural damping ratio of highly damped flat panels is also proposed. The second part of the thesis concerns vibration damping using the acoustic black hole effect. It is weel-known that a flexural wave travelling in a thin plate or beam slows down in a zone of decreasing thickness. Thus, if the thickness decreases sufficiently smoothly to zero, the wave stops travelling, without being reflected back. Such is the principle of the so-called acoustic black hole effect. A model of the flexural vibrations of such profile is proposed, allowing to determine optimal geometrical and material properties in order to maximise vibration damping. Simulated and measured responses show a reduction of vibration level up to 20 decibels
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Grisé, Fabien. "Sources X ultra-lumineuses: étude optique détaillée de deux contreparties et de leurs environnements : Deux exemples contre la présence d'un trou noir de masse intermédiaire". Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2008. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2008/GRISE_Fabien_2008.pdf.
Abstract (sommario):
Les sources X ultralumineuses (ULXs) sont des objets qui dépassent la limite d'Eddington d'un trou noir de 10 masses solaires et qui se situent en dehors du noyau de leur galaxie hôte. Malgré deux décennies d'observations dans la gamme des rayons X, la nature précise des ULXs reste un mystère. En effet, ces systèmes binaires accrétants sont devenus les candidats idéaux des fameux trous noirs de masse intermédiaire (IMBHs), mais les preuves directes manquent. Cette thèse fait donc appel à des données optiques d'une profondeur jusque là inexploitée, grâce à l'utilisation conjointe des télescopes terrestres de la classe des 8 mètres et du télescope spatial Hubble, dans une démarche d'étude multi-longueurs d'onde indispensable dans l'astrophysique contemporaine. Les observations sur deux des ULXs les plus brillants connus jusqu'alors ont révélé quantité d'informations, parmi lesquelles une identification spectroscopique claire de leur contrepartie optique via la détection d'une raie d'HeII en émission dans le continu de celle-ci. La photométrie de l'environnement de ces sources a permis d'associer les ULXs à des associations stellaires jeunes et peu massives et a également rendu possible la détermination d'une masse limite supérieure pour l'étoile donneuse de masse dans ces systèmes. Une variabilité photométrique sur des échelles de temps diverses a été observée et est interprétée comme étant liée à des variations stochastiques du disque d'accrétion. Pour la première fois, une modification de la vitesse radiale de la raie d'HeII a été observée, lançant la course à l'obtention d'une courbe de vitesse radiale pour un ULX ce qui permettrait de discriminer sans ambiguité la classe de trous noirs à laquelle il appartient. En l'état, seule une limite supérieure sur la masse du trou noir dans un ces systèmes a pu être déterminée et elle est compatible avec un trou noir de masse inférieure à 50 masses solaires, rendant l'hypothèse d'un trou noir de grande masse improbable. L'environnement stellaire dans lequel se situent ces objets plaident également pour des trous noirs de plus faible masse que la gamme intermédiaire. Enfin, ces ULXs se distinguent par la présence de larges nébuleuses autour d'eux ; la spectroscopie de ces bulles ionisées révèle une contribution importante liée aux chocs ainsi qu'une contribution photoionisante restant à quantifier plus précisément. Dans tous les cas, la présence de jets et/ou de vents provenant de l'ULX semble être la seule façon de pouvoir sculpter ces nébuleuses d'une taille très inhabituelleUltraluminous X-ray sources (ULXs) are objects emitting above the Eddington limit of a 10 solar masses black hole while not being located at the nucleus of their host galaxy. Despite two decades of X-ray observations, the precise nature of ULXs remains a mystery. Indeed, these accreting binary systems became the ideal candidates for the famous intermediate mass black holes (IMBHs), but direct proofs are missing. This thesis relies on optical data of unprecedented exposure time that was taken by ground-based telescopes of the 8+ meter class and by the Hubble space telescope. My study follows a multi-wavelength approach that is essential in present astrophysics. Observations of two of the most luminous ULXs known revealed lots of information, such as a secure spectroscopic indentification of their optical counterparts by detecting an HeII emission line in the continuum. The photometry of the environment of these sources has permitted to link ULXs to young and small stellar associations and to estimate an upper mass limit for the donor star in these systems. Photometric variability on different time scales has been observed and is interpreted as being linked to stochastic variations of the accretion disk. For the first time, a shift in the radial velocity of the HeII line has been detected, which has encouraged an attempt to determine a radial velocity curve of a ULX. Such a curve would permit to discriminate unambiguously the black hole class to which it belongs. For the moment, only an upper limit on the black hole mass has been found, being compatible with less than 50 solar masses. The presence of a high mass black hole is hence unlikely. The stellar environment in which these objects are located also pleads for small mass black holes rather than the intermediate mass ones. Finally, these ULXs distinguish themselves by the presence of large nebulae around them; spectroscopy of these ionised bubbles reveals an important contribution due to shocks and a second contribution by photoionization that is still to be quantified precisely. In any case, the ejection of jets and/or winds by the ULX itself seems to be the only way to shape these nebulae of a very unusual size
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Grisé, Fabien Pakull Manfred W. Motch Christian. "Sources X ultra-lumineuses : étude optique détaillée de deux contreparties et de leurs environnements deux exemples contre la présence d'un trou noir de masse intermédiaire /". Strasbourg : Université Louis Pasteur, 2008. http://eprints-scd-ulp.u-strasbg.fr:8080/1097/01/GRISE_Fabien_2008-restrict.pdf.
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Penillard, Anne. "Caractérisation du phosphore noir pour des applications optoélectroniques hyperfréquences". Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS019.
Abstract (sommario):
Les dispositifs à base de silicium, industrialisés aujourd’hui pour les systèmes électroniques, atteignent leurs limites en termes de miniaturisation et de performances. La course à l’innovation et à la miniaturisation vise aujourd’hui à dépasser cette limite en intégrant de nouveaux matériaux dans les dispositifs, en couplant d’autres phénomènes physiques de l’optique à l’électronique haute fréquence. Le travail conduit pendant cette thèse porte sur la caractérisation du phosphore noir (bP) pour des applications dans le domaine de l'optoélectronique hyperfréquence avec une application spécifique aux interrupteurs microondes pilotés optiquement à 1,55 µm. La caractérisation du bP passe par le développement de techniques de fabrication de couches bidimensionnels de bP et également par la détermination de l'influence des matériaux annexes utilisés sur les propriétés de la couche. Cela a été couplé à une étude optique pour connaitre la réponse du bP à une excitation laser à 1,55 µm. La détermination de paramètres intrinsèques spécifiques du matériau tels que le temps de vie des photoporteurs, la résistivité et la permittivité a été conduite par l'intermédiaire d'expériences de caractérisation dans le domaine optique, radiofréquence et électronique (DC). Les résultats obtenus confirment l’intérêt du bP pour ce genre d'application et ont permis l'intégration du matériau dans le dispositif hyperfréquence visé. Les résultats obtenus lors de tests préliminaires présentés dans ce mémoire sont très encourageants et ouvre la voie à de nombreuses applications ultra-rapide à haute fréquenceThe research project conducted focuses on the optoelectronic and high frequency characterization of black phosphorus. The context of this project is the trend of downscaling and multi-physical coupling seen today in industrial electronics. The characterization carried out is directed for a specific application, the realisation of microwave photoswitch controlled by a laser optical excitation at 1.55 µm. For this purpose, during this PhD a production process of thin and large bi-dimensional layers of black phosphorus has been performed, along with the fabrication of characterization devices, and a discussion to determine suitable appendices for substrate, capping layer and metallization. The technological development is coupled with optical, electronic (DC) and radiofrequency characterizations of the bi-dimensional layers for the determination of inherent black phosphorus properties like the photogenerated carrier lifetime, the material permittivity, the resistivity and the mobility of the carriers. Those parameters are essential to understanding design and simulate high frequency optoelectronic devices on black phosphorus such as the microwave photoswitch controlled at 1.55 µm. The obtained results assert black phosphorus as a promising material for this kind of application. The first performances obtained with the use of bP as an active material for photoconductive switching are very encouraging and open the way for high frequency and high speed applications
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Hartwig, Tilman. "Formation and growth of the first supermassive black holes". Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066386/document.
Abstract (sommario):
Les trous noirs supermassifs résident dans les centres de la plupart des galaxies massives et on observe des corrélations entre leurs masses et les propriétés de leurs galaxies hôtes. De plus, on observe des trous noirs de plus d’un milliard de masses solaires quelques centaines de millions d’années seulement après le Big Bang. Ces trous noirs supermassifs présents dans l’univers jeune ne sont que le sommet de l’iceberg de l’ensemble de la population de trous noirs, mais ils mettent en question notre compréhension de la formation et de la croissance des premiers trous noirs. Notre nouvelle méthode améliorant le calcul de la densité de colonne de H2 donne des probabilités pour former des graines massives de trous noirs qui sont plus d’un ordre de grandeur plus élevées que prédit précédemment. Nous trouvons que CR7 pourrait être le premier candidat à héberger un tel trou noir formé par effondrement direct et nous démentons l’existence initialement revendiquée d’une population stellaire massive primordial dans CR7. Nous calculons la densité des taux de fusion des trous noirs binaires des premières étoiles et leurs taux de détection avec aLIGO. Notre modèle démontre que les détections des ondes gravitationnelles à venir au cours des prochaines décennies permettront d’imposer des contraintes plus strictes sur les propriétés des premières étoiles et donc sur les scénarios de formation des premiers trous noirs. Nous développons un modèle analytique en 2D de la rétroaction des noyaux actifs de galaxie pour démontrer qu’un profil de disque plus réaliste réduit la quantité de gaz qui est éjectée du halo par rapport aux modèles 1D existants. La rétroaction empêche l’accretion de gaz sur le trou noir central pendant seulement ∼1 million d’année environ, ce qui permet une accretion de gaz presque continue dans le plan du disque. Avec cette thèse, je contribue à une meilleure compréhension de la formation et la croissance des premiers trous noirs supermassifsSupermassive black holes reside in the centres of most massive galaxies and we observe correlations between their mass and properties of the host galaxies. Besides this correlation between a galaxy and its central black hole (BH), we see BHs more massive than one billion solar masses already a few hundred million years after the Big Bang. These supermassive BHs at high redshift are just the tip of the iceberg of the entire BH population, but they challenge our understanding of the formation and growth of the first BHs. Our improved method to calculate H2 self-shielding yields probabilities to form massive seed BHs that are more than one order of magnitude higher, than previously expected. We find that CR7 might be the first candidate to host such a direct collapse BH and we disprove the initially claimed existence of a massive metal-free stellar population in CR7. We calculate the merger rate density of binary BHs from the first stars and their detection rates with aLIGO. Our model demonstrates that upcoming detections of gravitational waves in the next decades will allow to put tighter constraints on the properties of the first stars and therefore on formation scenarios of the first BHs. We develop a 2D analytical model of active galactic nuclei-driven outflows to demonstrate that a more realistic disc profile reduces the amount of gas that is ejected out of the halo, compared to existing 1D models. The outflow prevents gas accretion on to the central BH for only about ∼1Myr, which permits almost continuous gas inflow in the disc plane. With this thesis, I contribute to a better understanding of the formation and growth of the first supermassive BHs
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Zouari, Samuël. "Étude de l'origine de l'émission à très haute énergie au centre de notre galaxie et connexion possible avec Sgr A*, notre plus proche trou noir super-massif". Electronic Thesis or Diss., Université Paris Cité, 2023. http://www.theses.fr/2023UNIP7120.
Abstract (sommario):
Le centre de notre Galaxie abrite un trou noir super massif appelé Sgr A*. L'expérience HESS a observé la région en rayons gamma de très haute énergie, et a détecté source compacte HESS J1745-290 à une position compatible avec le trou noir, ainsi qu'une émission diffuse qui a été interprétée comme étant due à la présence d'un excès de particules énergétiques fraîchement injectées par un PeVatron. Un point clé quant à l'origine de l'émission diffuse concerne l'établissement de l'association entre Sgr A* et la source au Centre : sa possible extension, son comportement spectral ainsi que ses possibles variations temporelles. En effet, il existe deux objets compatible avec la position de HESS J1745-290, pouvant théoriquement émettre en rayons gamma à très haute énergie : Sgr A* et la nébuleuse de pulsar G359,95-0,04. Cette thèse se propose d'investiguer ces questions aussi bien d'un point de vue théorique qu'à travers l'analyse des très nombreuses données prises par HESS. Ce travail permettra également de dégager les perspectives pour les premières années d'observation du Centre Galactique avec CTA. En reprenant un modèle d'émission gamma via l'interaction en rayons cosmique et nuages moléculaire, et en y incorporant une description spatiale gaz cible, nous avons pu modéliser l'évolution temporelle du flux gamma au TeV à partir d'un spectre d'injection de protons, d'une hypothèse sur la vitesse de diffusion de ceux-ci et d'un scénario d'injection de particules (2 éruptions il y a 100 et 200 ans). Nous trouvons que la variations de flux correspondant à nos hypothèses est de l'ordre de 10 à 15 % sur la période d'observation de HESS. En ce qui concerne l'analyse des données HESS à proprement parler, nous commençons par la mise en pratique de l'analyse spectro-morphologique (ou analyse 3D) récemment mise au point pour HESS, appliquée au Centre Galactique. Cela nous permet d'obtenir le premier spectre intrinsèque de la source HESS J1745-290, c'est-à-dire séparé de toute contribution de l'émission diffuse. Nous effectuons au passage une ré-estimation de l'amplitude des erreurs systématiques de HESS sur les paramètres spectraux, en utilisant notamment les nouveaux outils numériques développés dans le cadre de la librairie python gammapy. La séparation des contributions de HESS J1745-290 et de l'émission diffuse est ce qui nous permet ensuite de suivre l'évolution temporelle de la source centrale. En effet, le suivi d'une source sur une quinzaine d'année est compliqué par les nombreux changements (instrumentaux, climatiques, etc.) qu'a connu le système HESS. Nous utilisons donc l'émission diffuse comme référence pour suivre plus précisément les variations intrinsèques de la source HESS J1745-290. Nous n'observons cependant pas de signe de variabilité sur la période 2004-2019. Pour estimer la sensibilité de HESS aux variations temporelles, afin de déterminer les scénarios d'évolution que l'on peux d'ores et déjà exclure, nous avons simulé des données HESS, en utilisant les fonctions de réponse de l'instrument et différents modèles d'évolution temporelle. Nous trouvons que la variation du flux de HESS J1745-290 sur une année est détectable si elle est supérieure à 30 %. Ensuite, pour une décroissance linéaire du flux entre 2004-2019, HESS est en mesure de la détecter si elle est supérieure à 30 % sur 16 ans. On en déduit que le modèle élaboré précédemment n'est pas exclus par les observations de HESS. Enfin, en utilisant des fonctions d'instrument prévisionnelles pour CTA, nous avons pu effectuer des prédictions sur les performances de CTA quant à l'observation de HESS J1745-290 : nous déterminons que CTA aura une résolution angulaire suffisante pour déterminer si cette source gamma est associée à Sgr A* ou G359,95-0,4. De plus, la sensibilité de CTA aux faibles variations de flux permettra de confirmer ou d'infirmer le scénario d'évolution temporelle étudier dans notre travailAt the Centre of our Galaxy lies a supermassive black hole named Sgr A*. The HESS experiment has been observing the region in very high energy gamma rays, and has detected a compact source HESS J1745-290, compatible in position with the black hole, as well as a diffuse emission, interpreted as a proof of an excess of energetic particles, freshly injected by a PeVatron. The key to understanding the origin of the diffusion emission is the establishment of an association between Sgr A* and the central source : its possible extension, its spectral behaviour and its possible time variations. Indeed, there are two objects compatible with the position of HESS J1745-290, which could theoretically emit very high energy gamma rays : Sgr A* and the pulsar nebula G359,95. This thesis will investigate these questions from a theoretical perspective and then through the analysis of the many data HESS has gather on the Galactic Centre (GC). This work will also allow to offer prospects for the first years of CTA observing the GC. By using gamma ray emission model relying on the interaction between cosmic rays and molecular clouds, and by incorporating a spatial description of the target gas, we were able to model the temporal evolution of the gamma ray flux at TeV energies from a injection spectrum of protons, a hypothesis on their diffusion speed and a particle injection scenario (2 massive flares 100 and 200 years ago). We find that the flux variations corresponding to our assumptions are of the order of 10 to 15% during the HESS observation period. With regard to the analysis of HESS data we begin with the practical application of the spectro-morphological analysis (or 3D analysis) recently developed for HESS, applied to the Galactic Center. This allows us to obtain the first intrinsic spectrum of the HESS J1745-290 source, i.e separated from any contribution from the diffuse emission. We also re-estimate of the amplitude of the systematic errors of HESS on the spectral parameters, using in particular the new numerical tools developed within the framework of the python library gammapy. The separation of the contributions from HESS J1745-290 and the diffuse emission is what allows us to better study the temporal evolution of the central source. Indeed, monitoring a source over fifteen years is made difficult by the many changes (instrumental, climatic, etc.) experienced by the HESS system. We therefore use the diffuse emission as a reference to monitor more precisely the intrinsic variations of the HESS J1745-290 source. However, we do not observe any sign of variability over the period 2004-2019. To estimate the sensitivity of HESS to temporal variations, and in order to determine the evolution scenarios that we can already exclude, we simulated HESS data, using the response functions of the instrument and different models of temporal evolution. We find that the variation in flux of HESS J1745-290 over a single year is detectable if it is greater than 30%. Then, for a linear decrease in flux between 2004-2019, HESS is able to detect it if it is greater than 30% over 16 years. We deduce that the particle injection model developed previously is not excluded by the observations of HESS. Finally, using predictive instrument functions for CTA, we were able to make predictions about CTA's performance with respect to the observation of HESS J1745-290 : we determine that CTA will have sufficient angular resolution to determine whether this gamma source is associated with Sgr A* or G359.95-0.4. In addition, CTA's sensitivity to low flux variations will confirm or invalidate the temporal evolution scenario studied in our work
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Julié, Félix-Louis. "Sur le problème à deux corps et le rayonnement gravitationnel en théories scalaire-tenseur et Einstein-Maxwell-dilaton". Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2018. http://www.theses.fr/2018USPCC131/document.
Abstract (sommario):
Avec la naissance de l’"astronomie gravitationnelle", vient l’opportunité inédite de tester la relativité générale et ses alternatives dans un régime de champ fort jamais observé jusqu’alors : celui de la coalescence d’un système binaire d’objets compacts. Cette thèse propose d’étudier le problème du mouvement ainsi que du rayonnement gravitationnel d’un tel système en gravités modifiées, en y adaptant et en généralisant certains développements analytiques clés de la relativité générale. On montre d’abord comment étendre le formalisme "effective-one-body" (EOB) à une large classe de gravités modifiées, parmi lesquelles les théories scalaire-tenseur. Dans ces dernières, l’interaction gravitationnelle est modifiée par l’ajout d’un degré de liberté scalaire (sans masse) à la relativité générale. Le lagrangien à deux corps correspondant étant connu à l’ordre post-post-keplerien, nous construisons un hamiltonien EOB associé, décrivant le mouvement d’une particule test dans des champs effectifs. Ceci permet de simplifier la dynamique à deux corps et d’en définir une resommation ; et ainsi, d’en explorer le régime de champ fort, près de la coalescence du système. On "s’attaque" ensuite, et pour la première fois, à la description analytique d’un système binaire de trous noirs "chevelus", afin d’obtenir les formes d’ondes gravitationnelles (EOB) associées ; et ce, sur l’exemple simple des théories Einstein-Maxwell-dilaton, qui généralisent les théories scalaire-tenseur par l’ajout d’un champ vectoriel (sans masse). Pour ce faire, on calcule le lagrangien à deux corps à l’ordre post-keplerien ainsi que le flux d’énergie rayonnée à l’infini à l’ordre quadrupolaire. Tout comme en relativité générale, ces développements reposent sur la description de la trajectoire des trous noirs par les lignes d’univers de particules ponctuelles, décrites par une action "skeleton" généralisant celle, géodésique, de la relativité générale. Enfin, à l’aide des "superpotentiels" de Katz, que l’on généralise pour définir la masse (nœtherienne) d’un trou noir à "cheveux" vectoriel et scalaire, on montre que la première loi de la thermodynamique qui en découle est particulièrement adaptée, lorsqu’un trou noir est membre d’un système binaire, pour en décrire les réajustements éventuels sous l’influence d’un compagnon lointain. La thermodynamique des trous noirs est alors utilisée pour interpréter et discuter du domaine de validité de leur "skeletonisation"With the birth of "gravitational wave astronomy" comes the opportunity to test general relativity and its alternatives in a strong field regime that had never been observed so far: that of the coalescence of a compact binary sytem. This thesis studies the problem of motion and gravitational radiation from such systems in modified gravities, by adapting some of the key analytical tools that were first developed in the context of general relativity. First, we show how to widen the "effective-one-body" (EOB) formalism to a large class of modified gravities, including, e.g., scalar-tensor theories. In the latter, the gravitational interaction is described by supplementing general relativity with a (massless) scalar degree of freedom. The corresponding two-body lagrangian being known at post-post-keplerian order, we build an associated EOB hamiltonian, which describes the motion of a test particle orbiting in effective external fields. This enables to simplify and resum the two-body dynamics; and hence, to explore the strong-field regime near merger. We then "tackle", for the first time, the analytical description of "hairy" binary black hole systems, and obtain their (EOB) gravitational waveform counterparts in Einstein-Maxwell-dilaton theories, which generalize scalar-tensor theories by means of a (massless) vector field. To that end, we derive the two-body lagrangian at post-keplerian order as well as the energy flux radiated at infinity at quadrupolar order. As in general relativity, our developments rely on the phenomenological description of the black hole’s trajectories as worldlines of point particles that are, in turn, described by a "skeleton" action generalizing that of general relativity. Finally, we develop a formalism based on Katz’ "superpotentials" to define the mass (as a nœther charge) of a black hole that is endowed with vector and scalar "hair". We then deduce the first law of thermodynamics, which is particularly suitable to describe its readjustments when interacting with a faraway companion. Black hole thermodynamics is lastly shown to be a powerful tool to interpret and discuss the scope of their "skeletonization"
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Smolderen, Alison. "Cinquante nuances de noir. Problèmes de diagnostic en archéologie du feu: études de cas du Bassin Mosan belge au MIS 3". Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2016. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/223857.
Abstract (sommario):
L’objectif de ce travail est de contribuer à la réflexion méthodologique autour du problème de l’identification des traces de feu contrôlé sur les sites paléolithiques. L’étude se focalise plus particulièrement sur la question des gisements « mal documentés », c’est-à-dire les gisements pour lesquels les données de terrain, et en particulier les données contextuelles (données spatiales, contexte géologique et archéologique), sont imprécises, partielles ou totalement absentes. Une approche méthodologique adaptée aux spécificités des gisements « mal documentés » est d’abord définie à partir d’un état de l’art des méthodes analytiques et des modèles interprétatifs utilisés pour l’identification et la caractérisation des témoins de combustion. Deux cas représentatifs sont ensuite traités :la collection Dupont du Trou Magrite (Pont-à-Lesse, Province de Namur) qui constitue un exemple représentatif de gisements fouillés à la fin du 19e ou au début du 20e siècle et le Tiène des Maulins (Rochefort, Province de Namur) qui permet d’aborder les problèmes spécifiques liés à la révision de données issues de fouilles récentes. Pour le Trou Magrite, l’analyse s’appuie sur un référentiel des différents types de traces caractéristiques de l’altération thermique du silex et de l’os établi à partir d’une synthèse bibliographique et de l’examen de corpus expérimentaux (collection d’ossements brûlés du CEPAM, collection de silex brûlés de M. Horevoets et collection d’os brûlés issus d’expérimentations effectuées dans le cadre de cette thèse) et archéologiques (issus de plusieurs gisements :Scladina, Trou Magrite, Trou du Diable et Trou de l’Abîme). Même si le degré de résolution visé par l’analyse a dû être adapté en fonction de la documentation disponible, cette étude montre qu’il est possible de déterminer l’existence de feu anthropogénique dans un site anciennement fouillé pour lequel presque aucune donnée stratigraphique fiable n’a été enregistrée. L’analyse critique des données de terrains et des résultats des analyses physiques et géochimiques (thermoluminescence, diffraction et fluorescence des rayons X, analyses thermiques simultanées, MEB + EDS, lames minces) réalisées sur les structures de combustion supposées du Tiène des Maulins met quant à elle en lumière deux problèmes importants :la difficulté de déterminer l’origine anthropique d’une structure dans le cadre d’une démarche de révision, d’une part, et la complexité de l’interprétation des données de laboratoire, d’autre part. Si ces deux études de cas illustrent bien les difficultés posées par les lacunes dans les données contextuelles, elles démontrent également qu’une révision critique des données peut permettre de proposer une nouvelle interprétation des traces de feu avec un degré de confiance relativement élevé.Doctorat en Histoire, histoire de l'art et archéologie
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Djahel, Soufiene. "Secure routing and medium access protocols in wireless multi-hop networks". Thesis, Lille 1, 2010. http://www.theses.fr/2010LIL10094/document.
Abstract (sommario):
Récemment, les comportements malveillants dans les réseaux sans fil multi-sauts ont attiré l’attention de la communauté scientifique. La prolifération rapide du nombre de dispositifs sans fil ainsi que la diversification des applications basées sur ces réseaux ont grandement contribué à l’amélioration de la qualité de vie ainsi que la modernisation de la société. Cependant, la nécessité de sécuri ser ces réseaux et de garantir la robustesse de leurs services est devenue une préoccupation majeure. En effet, les caractéristiques spécifiques de ces réseaux, telles que l’absence d’infrastructure et l’absence d’une entité centrale de confiance, font que les réponses à leurs problèmes de sécurité sont tout à fait différentes de celles des réseaux filaires. De plus, le manque de confiance entre les nœuds rend ces problèmes encore plus critiques. L’objectif de cette thèse vise à contribuer au renforcement de la sécurité dans les réseaux sans fil multi-sauts. Elle se focalise sur l’étude des comportements malveillants au niveau des couches MAC et réseau. Nous nous intéressons au développement de nouvelles solutions pour faire face à l’attaque du trou noir ”Black hole” dans le contexte du protocole OLSR, ainsi qu’analyser le comportement des nœuds cupides ”Greedy” au niveau de la couche MAC, dans toutes ses versions.Une attaque de trou noir peut être menée suivant deux scénarios. Le premier scénario consiste à lancer l’attaque, exclusivement, au niveau de la couche réseau. Le second scénario consiste en une attaque multi-couches. Dans le cadre de cette thèse, nous analysons l’impact de ces deux types d’attaques et proposons des contre-mesures appropriées. Au niveau de la couche MAC, nous étudions particulièrement le comportement cupide adaptatif dans le cadre des réseaux sans fil maillés et nous proposons une solution originale baptisée, FLSAC, afin de prévenir ce type de menace. Dans le cadre des réseaux mobiles ad hoc (MANETs), nous définissons un nouveau modèle de comportement des nœuds cupides. Nous développons aussi un nouvel algorithme de backoff, dont l’avantage principal est d’assurer une détection rapide des nœuds cupides non conformes aux spécifications du protocole IEEE802.11. Cet algorithme offre un mécanisme de réaction qui incite un nœud cupide à se comporter correctement en lui donnant la chance de se repentir après détectionWhile the rapid proliferation of mobile devices along with the tremendous growth of various applications using wireless multi-hop networks have significantly facilitate our human life, securing and ensuring high quality services of these networks are still a primary concern. In particular, anomalous protocol operation in wireless multi-hop networks has recently received considerable attention in the research community. These relevant security issues are fundamentally different from those of wireline networks due to the special characteristics of wireless multi-hop networks, such as the limited energy resources and the lack of centralized control. These issues are extremely hard to cope with due to the absence of trust relationships between the nodes.To enhance security in wireless multi-hop networks, this dissertation addresses both MAC and routing layers misbehaviors issues, with main focuses on thwarting black hole attack in proactive routing protocols like OLSR, and greedy behavior in IEEE 802.11 MAC protocol. Our contributions are briefly summarized as follows. As for black hole attack, we analyze two types of attack scenarios: one is launched at routing layer, and the other is cross layer. We then provide comprehensive analysis on the consequences of this attack and propose effective countermeasures. As for MAC layer misbehavior, we particularly study the adaptive greedy behavior in the context of Wireless Mesh Networks (WMNs) and propose FLSAC (Fuzzy Logic based scheme to Struggle against Adaptive Cheaters) to cope with it. A new characterization of the greedy behavior in Mobile Ad Hoc Networks (MANETs) is also introduced. Finally, we design a new backoff scheme to quickly detect the greedy nodes that do not comply with IEEE 802.11 MAC protocol, together with a reaction scheme that encourages the greedy nodes to become honest rather than punishing them
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Grould, Marion. "Études d'effets relativistes au Centre Galactique à l'aide de simulations d'observations d'orbites d'étoiles par l'instrument GRAVITY". Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016PSLEO013/document.
Abstract (sommario):
Le Centre Galactique abrite en son cœur un objet compact de plusieurs millions de masses solaires. L'hypothèse faite à l'heure actuelle est que cet objet serait un trou noir supermassif décrit par la relativité générale. L'instrument de seconde génération du Very Large Telescope Interferometer, GRAVITY, va permettre d'apporter des réponses quant à la réelle nature de cet objet. Grâce à sa précision astrométrique de 10 microsecondes d'angle, il va pouvoir sonder l'espace-temps en champ fort via l'observation des étoiles et du gaz situés à proximité de l'objet central.Au cours de ma thèse j'ai mis au point un modèle permettant de simuler les observations d'orbites d'étoiles de GRAVITY, l'objectif étant d'extraire à l'aide de celui-ci les paramètres fondamentaux du candidat trou noir central ainsi que les effets relativistes. Pour cela, j'ai utilisé le code de tracé de rayons GYOTO développé à l'Observatoire de Paris. Ce code permet de calculer des trajectoires d'étoiles et de photons obtenues en présence d'un objet compact. Il est alors possible de simuler les positions apparentes d'étoiles en orbite autour du Centre Galactique en calculant leur image relativiste.J'ai d'abord validé le calcul des trajectoires des photons effectué dans GYOTO. Grâce à des tests effectués en déflexion faible et forte, j'ai pu démontrer que GYOTO était hautement satisfaisant pour simuler les observations GRAVITY. En effet, j'ai montré que l'erreur sur le calcul des géodésiques de genre lumière était inférieure à environ 10^-2 microseconde d'angle, et cela même pour de grandes distances d'intégration.Je me suis ensuite intéressée à l'étude d'une étoile appelée S2 qui a contribué à fortement contraindre la masse de l'objet central. Sa proximité au Centre Galactique fait d'elle une cible idéale pour sonder l'espace-temps en champ fort. En particulier, j'ai estimé quels étaient les temps minimaux d'observation nécessaires pour détecter des effets relativistes à l'aide de mesures astrométriques et spectroscopiques obtenues sur l'étoile S2. Pour cela, j'ai mis en place plusieurs modèles d'orbites prenant en compte chacun un certain nombre d'effets relativistes. Le modèle le plus précis est obtenu en relativité générale complète avec le code GYOTO. Néanmoins, puisque l'étoile S2 est suffisamment éloignée de l'objet compact, ce modèle néglige certains effets de lentilles gravitationnelles telles que les images secondaires et l'amplification des images primaires. Par ailleurs, je me suis également intéressée à la contraindre du moment cinétique du candidat trou noir central avec cette étoile. En particulier, j'ai déterminé, grâce au modèle le plus précis mis en place ici, qu'il était possible de contraindre la norme et la direction du moment cinétique avec une incertitude d'environ 0,1 et 20 degrés, respectivement, et cela en considérant des observations obtenues sur trois périodes de S2 et des précisions de 10 microsecondes d'angle et 10 km/s.En vue de la possible détection d'étoiles plus proches du Centre Galactique par GRAVITY, j'ai développé un modèle prenant en compte les effets de lentilles négligés dans le modèle précédent. Néanmoins, afin de minimiser le temps de calcul demandé par celui-ci, j'ai déterminé une zone de l'espace dans laquelle il était tout de même possible d'utiliser ce dernier.Enfin, j'ai étudié l'influence de corps du Système Solaire sur les mesures astrométriques de GRAVITY, c'est-à-dire sur la séparation angulaire entre deux sources du Centre Galactique. Cette étude a montré que ces mesures différentielles n'étaient déviées que de quelques microsecondes d'angle par la perturbation gravitationnelle engendrée par le Soleil. Cependant, celles-ci sont modifiées de plusieurs centaines de microsecondes d'angle par l'effet d'aberration induit par le mouvement de la Terre par rapport aux sources du Centre Galactique. Il sera donc nécessaire de prendre en compte cet effet lors de l'interprétation des données obtenues par GRAVITYDecades of studies have demonstrated the presence of a compact object of several million solar masses at the center of the Galaxy. Nowadays, the assumption is that this compact object is probably a supermassive black hole described by general relativity. The second generation instrument at the Very Large Telescope Interferometer, GRAVITY, is expected to better constrain the nature of this central object. By using its astrometric accuracy of about 10 microarcseconds, it will probe spacetime in strong gravitational fields by observing stars and gas located near the compact object.During my PhD I have developed a stellar-orbit model in order to interpret the future GRAVITY observations. By using this model it will be possible to extract the central black hole candidate parameters and relativistic effects. To implement the model, I used the ray-tracing code GYOTO developed at Observatoire de Paris. This code allows computing star and photon trajectories obtained in the vicinity of a compact object. It is thus possible to simulate apparent positions of stars orbiting the Galactic Center by computing relativistic images.My work started by validating the photon trajectories computed in GYOTO. By doing tests in both weak- and strong-deflection limits, I have shown that the GYOTO code is highly qualified to simulate GRAVITY observations. Indeed, the error made on the photon trajectories is inferior to 10^-2 microarcsecond, even when integrating over large distances.Then, I was interested in studying a star called S2 that contributed to importantly constrain the mass of the central object. This star is the second closest star to the Galactic Center and has an orbital period of about 16 years. Nowadays, we do not know whether closer-in stars will be discovered by GRAVITY. It is thus important to extract as much information as possible from this star. In particular, I have estimated the minimal observation times needed to detect relativistic effects by using astrometric and spectroscopic measurements of S2. To do so, I have developed different stellar-orbit models taking into account a certain number of relativistic effects. The more accurate model is obtained by using the ray-tracing code GYOTO and considering all relativistic effects. However, as the S2 star is sufficiently far from the compact object, this model neglects certain gravitational lensing effects such as the secondary images and the primary images amplification. Besides, I was also interested in the possibility of constraining the angular momentum of the central black hole candidate with the S2 star. In particular, I have shown that with a model which does not use ray-tracing, the norm and the direction of the angular momentum can be constrained with an uncertainty of about 0.1 and 20 degrees, respectively, by using observations obtained during three periods of S2 and with accuracies reaching 10 microarseconds and 10 km/s.Since closer-in stars could be detected by GRAVITY, I have developed a more accurate stellar-orbit model taking into account the lensing effects neglected in the previous model. However, in order to minimize the computing time required by this model, I determined a volume in which it is possible to neglect both the secondary images and the primary images amplification.Finally, I have studied the impact of different components of the Solar System on astrometric positions measured by GRAVITY. This study has shown that those measurements are deviated by an amount of a few microarcseconds by the gravitational perturbation generated by the Sun. However, those apparent positions are shifted by several hundred microarcseconds by the aberration effect due to the movement of the Earth with respect to the Galactic Center. It is thus necessary to take into account this effect in future interpretations of GRAVITY observations
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Ben, Cheikh Harrek Zouhour. "Étude des ondes de spin dans des puits quantiques CdMnTe". Thesis, Montpellier 2, 2013. http://www.theses.fr/2013MON20071/document.
Abstract (sommario):
Cette thèse porte sur l'étude des ondes de spin dans des puits quantiques CdMnTe dopés n, par rotation Kerr résolue en temps (TRKR) et par mélange à quatre ondes (FWM). Nous avons étudié trois échantillons de haute mobilité et de caractéristiques différentes.La technique TRKR donne accès uniquement aux excitations de vecteur d'onde nul, dans notre cas l'onde spin-flip en q=0. Nous avons étudié l'anticroisement qui apparait entre l'onde spin-flip et l'excitation spin-flip des ions manganèse. Nous avons étudié la variation du gap, et donc de l'énergie de couplage, entre ces modes en fonction de la puissance d'excitation et du champ magnétique. En particulier nous avons étendu les mesures des modes mixtes à plus basse concentration en Mn (jusqu'à 0.07%) et contrairement à ce qui était attendu, nous avons trouvé que le régime de couplage fort persiste à cette concentration.Nous nous sommes ensuite intéressés à la détermination de la polarisation en spin ζ du gaz d'électrons bidimensionnel, qui peut être déduite de l'énergie de couplage entre les modes mixtes. Nous avons trouvé que la polarisation mesurée par cette méthode excède la polarisation théorique calculée en prenant en compte le renforcement de la susceptibilité par les effets à N corps. Nous avons également mesuré les temps de relaxation des électrons confinés dans le puits quantique, et nous avons montré l'influence de l'échauffement de l'échantillon par le laser sur le temps de relaxation de spin des électrons.Dans la deuxième partie de cette thèse, nous avons étudié par FWM l'amortissement et la dispersion des ondes de spin de vecteur d'onde non nul pour l'un de nos échantillons. Nous avons démontré qu'on peut effectivement générer les ondes de spin en excitation femtoseconde, et les détecter en FWM. Nous avons trouvé que leur dispersion est plus faible que celle observée dans les expériences de Raman. Cette faible dispersion pourrait être imputable à la forte densité d'excitation utilisée dans les expériences de FWM (typiquement trois à quatre ordres de grandeur supérieurs à celle du Raman), et/ou au fait que deux ondes de vecteur d'ondes q et –q, ayant des dispersions différentes, sont sondées simultanément en FWMThis thesis focuses on the study of spin waves in n-doped CdMnTe quantum wells using respectively time-resolved Kerr rotation (TRKR) and four-wave mixing (FWM) techniques. We studied three high mobility samples with different characteristics.The TRKR technique gives access only to zero wave vector excitations, in our case the spin- flip wave q = 0 . We studied the anticrossing that appears between the spin -flip wave and the manganese spin -flip excitation. We studied the gap variation energy between these modes as function on the power excitation and the magnetic field. In particular, we have extended the measurements of mixed modes at lower Mn concentration (up 0.07 %) and contrary to what were expected; we found that the strong coupling regime persists at this concentration.We are then interested in determining the two dimensional electron gas spin polarization ζ, which can be deduced from the energy coupling between the mixed modes. We found that the measured polarization exceeds the theoretical polarization calculated taking into account the increased susceptibility by many-body effects. We also measured the electron spin relaxation time and we have shown that it is influenced by thermal effects inherent to optical pump-probe experiments on this time.In the second part of this thesis, we studied by FWM the damping and the dispersion of the non-zero wave vector spin waves for one of our samples. We have demonstrated that we can actually generate spin waves in femtosecond excitation and deted them by FWM. We found that the dispersion is lower than that observed in the Raman experiments. This low dispersion may be due to the strong excitation density used in the FWM experiments (typically three to four orders of magnitude higher than the Raman ones) and / or the fact that two waves of wave vector q and - q, having different dispersions are simultaneously probed in FWM
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Rodriguez, Jérôme. "Études spectro-temporelles de microquasars en rayons X : oscillations quasi-périodiques et couplage accrétion-éjection". Paris 6, 2002. http://www.theses.fr/2002PA066320.