Дисертації з теми "Interactions lentes"

Cette étude résume l’historique de la découverte des glies, détaille leur morphologie et leur physiologie. Elle vise principalement à la compréhension des interactions complexes entre les neurones, les glies et l’apport en sang au cortex pendant la transition du sommeil à ondes lentes vers l’éveil in vivo chez des animaux anesthésiés et naturellement endormis. Nous effectuons des enregistrements intracellulaires simultanés de neurones et de glies corticaux, conjointement avec les mesures du débit sanguin cérébral, de la concentration extracellulaire de K+ et les potentiels de champs locaux sous anesthésie pendant l’activation corticale évoquée avec une stimulation électrique des noyaux cholinergiques ou lors de l’éveil naturel de l’animal. Nous suggérons que le résultat du comportement de la glie dépende de l’influence glutamatergique/GABAergique des neurones voisins, sur la modulation des voies de communications intergliales, et/ou sur le trafic ionique au travers des vaisseaux sanguins.
This study summarizes the history of the glial discovery, details their morphology and their physiology and aims at understanding complex interactions between cortical neurons, glia and blood supply during the transition from slow wave sleep to wakefulness in vivo in both anesthetized and naturally sleeping animals. We performed simultaneous intracellular recordings of cortical neurons and glia, together with measurements of cerebral blood flow, extracellular K+ concentrations and local field potentials under anesthesia, during elicited cortical activation with electric stimulation of cholinergic nuclei or under naturally wakefulness of the animal. We suggest that the outcome of the glial behavior depends on the glutamatergic/GABAergic influence of neighboring neurons, on the modulation of the interglial communication pathways, and/or on the ionic traffic across blood vessels.

Le travail presente porte sur l'application des techniques de confinement en piege quadripolaire a l'etude de reactions ion-molecule, en particulier d'echange de charge entre n#+ et n#2. Cette reaction endothermique (seuil theorique a 1,05 ev) et lente (k#r < 10#-#1#1 cm#3s#-#1) entre dans la modelisation de la haute atmosphere et dans de nombreuses etudes aeronomiques. Elle connait actuellement un regain d'interet, compte tenu des developpements de nouvelles techniques de mesures. Dans ce contexte, un nuage pur d'ions n#+ a ete cree et piege. Son energie cinetique moyenne a ete mesuree par une methode de temps de vol, a travers le diagramme de stabilite des trajectoires, pour des frequences de confinement de 500 khz, 1 mhz et 1,5 mhz. L'etalonnage du profil est obtenu par la simulation tridimensionnelle du parcours complet de 10#6 ions (depuis leur creation jusqu'a leur detection) avec une precision d'environ 0,4 ev. Les evaluations ont revele que le piegeage a q#z eleve (q#z>0,6) dans un puits de potentiel spherique favorise l'obtention d'un nuage chaud et que dans le cas d'un potentiel asymetrique, le min(d#z ; d#r) joue le role de limitant de l'energie cinetique. L'etude des proprietes spectrales du nuage a fait la preuve de l'anharmonicite du potentiel de confinement. Les observations experimentales de defauts de piegeage du n#+, assorties de developpements theoriques (dans le cadre de l'approximation du pseudo-potentiel) ont permis de mettre en evidence des conditions de couplages entre les composantes axiales et radiales (jusqu'alors seulement observes dans notre laboratoire) et entre les composantes du micro- et du macro-mouvement. Les connaissances acquises ont permis la proposition d'un protocole experimental pour l'etude de la collision reactive. Il repose sur la mesure de l'amplitude de la resonance #z d'ions (m/e = 28) sur un spectre en frequence du mouvement, en fonction du temps d'evolution des ions dans le piege. Les premiers resultats de la mesure sont presentes.

Cette thèse regroupe deux études distinctes, qui documentent le contrôle des microstructures sur les propriétés sismiques des roches. La première partie traite du développement des orientations préférentielles cristallographiques (OPC) dans le manteau supérieur, associé aux interactions liquide/magma-roche, enregistré dans des xénolites de péridotites du bassin d'arrière-arc de la mer du Japon. Les caractéristiques microstucturales et géochimiques des échantillons étudiés montrent que l'ouverture arrière-arc active est associée à une déformation du manteau supérieure similaire à celle observée dans l'ophiolite d'Oman. L'initiation de l'extension d'arrière-arc n'est pas associée à de fortes interactions entre percolation magmatique et déformation, en comparaison avec les zones de rifting continentales, probablement en raison des taille et durée relativement petites de l'épisode d'ouverture. La seconde partie présente une base de données unique d'OPC de plagioclase de roches mafiques plus ou moins déformées. Les OPC sont classées en 3 types principaux; leurs caractéristiques en fonction du régime de déformation (magmatique ou plastique) sont présentées et discutées. Les propriétés sismiques calculées des roches gabbroiques montrent que l'anisotropie tend à croitre avec l'intensité des fabriques, bien qu'elle soit généralement faible, en raison des effets opposés des olivines/clinopyroxènes et du plagioclase
This thesis compiles two distinct studies that both document the control of microstructures on rock seismic properties. The first part deals with the development of crystallographic preferred orientations (CPO) in the uppermost mantle associated with melt/fluid-rock interactions, recorded in peridotites xenoliths from the Japan sea back-arc basin. The microstructural and geochemical characteristics of the studied samples reveal that active spreading is associated to uppermost mantle deformation similar to that observed in the Oman ophiolite. At the onset of back-arc spreading, there are no strong interactions between melt percolation and deformation in comparison to continental rift zones, probably due to the relatively small size and short duration of the spreading event. The second part presents a unique database of plagioclase CPO from variously deformed mafic rocks. CPO are grouped in three main types; their characteristics as a function of deformation regime (magmatic or crystal-plastic) are outlined and discussed. Calculated seismic properties of gabbroic rocks show that anisotropy tends to increase as a function of fabric strength, although it is generally weak, due to the competing effect of olivine/clinopyroxene and plagioclase

Les systèmes électriques évoluent de manière significative en raison de facteurs économiques, géopolitiques et environnementaux, notamment l'intégration croissante de sources d'énergie renouvelable (RES) interfacées par des convertisseurs électroniques de puissance, connus sous le nom de ressources basées sur des onduleurs (IBR). Ce passage de systèmes dominés par des machines synchrones (SM) à des systèmes dominés par des IBR introduit des défis tels que la réduction de l'inertie, l'intermittence et les problèmes de stabilité. Les techniques traditionnelles d'analyse et de modélisation de la stabilité, qui supposent des dynamiques plus lentes inhérentes aux SM, sont inadéquates pour les dynamiques rapides des IBR. La dominance émergente des IBR nécessite le développement de modèles détaillés de transitoires électromagnétiques (EMT), qui sont intensifs en calcul mais essentiels pour capturer les dynamiques rapides des systèmes électriques modernes. Les cadres de classification de la stabilité existants, historiquement basés sur des systèmes dominés par les SM, sont en cours de révision pour incorporer les influences des IBR, introduisant de nouvelles catégories de stabilité comme la stabilité pilotée par convertisseur (CDS). Ce travail explore de nouvelles perspectives sur les interactions entre les SM, les dynamiques des unités IBR et les dynamiques des réseaux, qui ont été négligées dans la littérature. Il fournit un cadre complet qui est open-source et adaptable pour des topologies de systèmes électriques génériques, permettant des résultats et des analyses évolutifs. De plus, le cadre proposé est utilisé pour déterminer les allocations optimales d'inertie virtuelle et d'amortissement dans les systèmes électriques à faible inertie afin d'améliorer les métriques de stabilité de la fréquence
Power systems are evolving significantly due to economic, geopolitical, and environmental factors, notably the increasing integration of Renewable Energy Sources (RES) interfaced through power electronic converters, known as Inverter-Based Resources (IBR). This shift from synchronous machine (SM)-dominated systems to IBR-dominated systems introduces challenges such as reduced inertia, intermittency, and stability issues. Traditional stability analysis and modeling techniques, which assume slower dynamics inherent in SMs, are inadequate for the fast dynamics of IBRs. The emerging dominance of IBRs necessitates the development of detailed Electromagnetic Transient (EMT) models, which are computationally intensive but essential for capturing the fast dynamics of modern power systems. Existing stability classification frameworks, historically based on SM-dominated systems, are being revised to incorporate IBR influences, introducing new stability categories like Converter-Driven Stability (CDS). This work investigates novel insights into the interactions between SMs, IBR unit dynamics, and network dynamics that have been overlooked in the literature. It provides a comprehensive framework that is open-source and adaptable for generic power system topologies, allowing for scalable results and analyses. Furthermore, the proposed framework is utilized to determine optimal allocations of virtual inertia and damping in low inertia power systems to enhance frequency stability metrics

The design and synthesis of biomaterials covers a growing number of biomedical applications. The use of biomaterials in biological environment is associated with a number of problems, the most important of which is biocompatabUity. If the implanted biomaterial is not compatible with the environment, it will be rejected by the biological site. This may be manifested in many ways depending on the environment in which it is used. Adsorption of proteins takes place almost instantaneously when a biomaterial comes into contact with most biological fluids. The eye is a unique body site for the study of protein interactions with biomaterials, because of its ease of access and deceptive complexity of the tears. The use of contact lenses for either vision correction and cosmetic reasons or as a route for the controlled drug delivery, has significantly increased in recent years. It is relatively easy to introduce a contact lens Into the tear fluid and remove after a few minutes without surgery or trauma to the patient. A range of analytical techniques were used and developed to measure the proteins absorbed to some existing commercial contact lens materials and also to novel hydrogels synthesised within the research group. Analysis of the identity and quantity of proteins absorbed to biomaterials revealed the importance of many factors on the absorption process. The effect of biomaterial structure, protein nature in terms of size. shape and charge and pH of the environment on the absorption process were examined in order to determine the relative up-take of tear proteins. This study showed that both lysozyme and lactoferrin penetrate the lens matrix of ionic materials. Measurement of the mobility and activity of the protein deposited into the surface and within the matrix of ionic lens materials demonstrated that the mobility is pH dependent and, within the experimental errors, the biological activity of lysozyme remained unchanged after adsorption and desorption. The study on the effect of different monomers copolymerised with hydroxyethyl methacrylate (HEMA) on the protein up-take showed that monomers producing a positive charge on the copolymer can reduce the spoilation with lysozyme. The studies were extended to real cases in order to compare the patient dependent factors. The in-vivo studies showed that the spoilation is patient dependent as well as other factors. Studies on the extrinsic factors such as dye used in colour lenses showed that the addition of colourant affects protein absorption and, in one case, its effect is beneficial to the wearer as it reduces the quantity of the protein absorbed.

Information visualization is an important research field concerned with making sense and inferring knowledge from data collections. Graph visualizations are specific techniques for data representation relevant in diverse application domains among them biology, software-engineering, and business finance. These data visualizations benefit from the display space provided by novel interactive large display environments. However, these environments also cause new challenges and result in new requirements regarding the need for interaction beyond the desktop and according redesign of analysis tools. This thesis focuses on interactive magic lenses, specialized locally applied tools that temporarily manipulate the visualization. These may include magnification of focus regions but also more graph-specific functions such as pulling in neighboring nodes or locally reducing edge clutter. Up to now, these lenses have mostly been used as single-user, single-purpose tools operated by mouse and keyboard. This dissertation presents the extension of magic lenses both in terms of function as well as interaction for large vertical displays. In particular, this thesis contributes several natural interaction designs with magic lenses for the exploration of graph data in node-link visualizations using diverse interaction modalities. This development incorporates flexible switches between lens functions, adjustment of individual lens properties and function parameters, as well as the combination of lenses. It proposes interaction techniques for fluent multi-touch manipulation of lenses, controlling lenses using mobile devices in front of large displays, and a novel concept of body-controlled magic lenses. Functional extensions in addition to these interaction techniques convert the lenses to user-configurable, personal territories with use of alternative interaction styles. To create the foundation for this extension, the dissertation incorporates a comprehensive design space of magic lenses, their function, parameters, and interactions. Additionally, it provides a discussion on increased embodiment in tool and controller design, contributing insights into user position and movement in front of large vertical displays as a result of empirical investigations and evaluations
Informationsvisualisierung ist ein wichtiges Forschungsfeld, das das Analysieren von Daten unterstützt. Graph-Visualisierungen sind dabei eine spezielle Variante der Datenrepräsentation, deren Nutzen in vielerlei Anwendungsfällen zum Einsatz kommt, u.a. in der Biologie, Softwareentwicklung und Finanzwirtschaft. Diese Datendarstellungen profitieren besonders von großen Displays in neuen Displayumgebungen. Jedoch bringen diese Umgebungen auch neue Herausforderungen mit sich und stellen Anforderungen an Nutzerschnittstellen jenseits der traditionellen Ansätze, die dadurch auch Anpassungen von Analysewerkzeugen erfordern. Diese Dissertation befasst sich mit interaktiven „Magischen Linsen“, spezielle lokal-angewandte Werkzeuge, die temporär die Visualisierung zur Analyse manipulieren. Dabei existieren zum Beispiel Vergrößerungslinsen, aber auch Graph-spezifische Manipulationen, wie das Anziehen von Nachbarknoten oder das Reduzieren von Kantenüberlappungen im lokalen Bereich. Bisher wurden diese Linsen vor allem als Werkzeug für einzelne Nutzer mit sehr spezialisiertem Effekt eingesetzt und per Maus und Tastatur bedient. Die vorliegende Doktorarbeit präsentiert die Erweiterung dieser magischen Linsen, sowohl in Bezug auf die Funktionalität als auch für die Interaktion an großen, vertikalen Displays. Insbesondere trägt diese Dissertation dazu bei, die Exploration von Graphen mit magischen Linsen durch natürliche Interaktion mit unterschiedlichen Modalitäten zu unterstützen. Dabei werden flexible Änderungen der Linsenfunktion, Anpassungen von individuellen Linseneigenschaften und Funktionsparametern, sowie die Kombination unterschiedlicher Linsen ermöglicht. Es werden Interaktionstechniken für die natürliche Manipulation der Linsen durch Multitouch-Interaktion, sowie das Kontrollieren von Linsen durch Mobilgeräte vor einer Displaywand vorgestellt. Außerdem wurde ein neuartiges Konzept körpergesteuerter magischer Linsen entwickelt. Funktionale Erweiterungen in Kombination mit diesen Interaktionskonzepten machen die Linse zu einem vom Nutzer einstellbaren, persönlichen Arbeitsbereich, der zudem alternative Interaktionsstile erlaubt. Als Grundlage für diese Erweiterungen stellt die Dissertation eine umfangreiche analytische Kategorisierung bisheriger Forschungsarbeiten zu magischen Linsen vor, in der Funktionen, Parameter und Interaktion mit Linsen eingeordnet werden. Zusätzlich macht die Arbeit Vor- und Nachteile körpernaher Interaktion für Werkzeuge bzw. ihre Steuerung zum Thema und diskutiert dabei Nutzerposition und -bewegung an großen Displaywänden belegt durch empirische Nutzerstudien

Étude expérimentale de la capture d'un ou plusieurs électrons par ar(17+) ou ar(18+) à partir de cibles gazeuses, par spectrométrie de rayons x : elle conduit à la formation d'états de Rydberg (n = 9,10) préférentiellement dans des états a moments cinétiques les plus élevés (l = 6 à 9); la capture double dominante donne des états doublement excités de grand moment cinétique, stables vis-à-vis de l'auto ionisation. Etude comparative avec des cibles solides pour des énergies d'impact de quelques kev a 20 kev : il y a capture d'un nombre considérable d'électrons au voisinage de la surface et les ions produits par rayonnement avant d'entrer en collision avec la surface

The main focus of this thesis is the exploration of new applications of electron-density-based descriptors for the investigation of several chemical paradigms. The property of electron density of being a measurable quantity will be fully exploited by comparing experimentally and theoretically derived results throughout the thesis. In addition, a chapter is devoted to the application of electron-density-based descriptors to the study of chemical bonding in coordination polymers, therefore demonstrating the impact that this kind of research may have on ‘real-life’ chemistry.

La thèse est consacrée à l’étude de l’interaction entre des ions multichargés lents (énergie cinétique de quelques dizaines de keV) et des molécules d’intérêt astrophysique, notamment des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), soit sous forme moléculaire, soit sous forme d’agrégats. Les études ont eu pour but d’analyser les processus fondamentaux qui interviennent lors de collisions entre des molécules et des agrégats d’hydrocarbures aromatiques polycycliques et des ions multichargés. Au cours de cette interaction, l'énergie potentielle apportée par l'ion incident provoque un échange d'électrons entre la cible et le projectile. Par conséquence, les molécules ou les agrégats sont simplement ou multiplement chargés. Nous nous sommes intéressés à la stabilité de ces systèmes de taille finie par rapport à un excès de charge et à l’énergie interne. L’importance des différentes voies de fragmentation qui ont été étudiées pour des molécules isolées ainsi que pour des agrégats, dépend de la taille, de la structure, de la charge et de la température du système. Les études présentées dans cette thèse, constituent une première, et apportent un éclairage original sur la stabilité des agrégats de HAP cationiques, simplement ou multiplement chargés
The work presented in this thesis concerns the study of the interaction of low energy multiply charged ions (few tens of keV) with molecules of astrophysical relevance, either in molecular or in cluster form. It is the main aim to study the fundamental processes which occur when molecules and clusters of the polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are colliding with multi-charged ions (MCIs). During this interaction the potential energy transported by the ions provokes a charge transfer between the target and the projectile. Consequently, after the collision the molecules or the clusters are singly or multiply charged. We are interested in the stability of these size-finite systems in relation with the excess charge and the internal energy of the system. The different fragmentation channels which have been studied for molecules and clusters depend on their sizes, their structures, their charge states and their internal energies. The studies presented in this thesis, which are the first this kind, give new insight in the stability of the simply and multiply charged cationic clusters of PAH molecules

Dans cette thèse, nous avons étudié l'impact considérable de désordre aléatoire sur le transport de la lumière lente dans les guides à cristaux photoniques 1D, c'est-à-dire la localisation de la lumière. Les mesures en champ proche, les simulations statistiques et le modèle théorique révèlent l'existence d'une limite inférieure de l’extension spatiale des modes localisés. Nous avons également présenté que le niveau de désordre et l’extension spatiale de mode localisé individuelle sont liés par la masse effective de photons plutôt que la vitesse de groupe considérant en général.Deuxièmement, les systèmes hybrides d'atomes froids et des guides à cristaux photoniques ont été reconnus comme un approche prometteuse pour l'ingénierie grande interaction lumière-matière au niveau des atomes et des photons individuels. Dans cette thèse, nous avons étudié la physique, à savoir le transport de la lumière dans des guides de nanophotonique périodiques couplées à des atomes à deux niveaux. Notre expression semi-analytique développée est générale et peut rapidement caractériser le couplage entre les atomes froids et les photons guidées. Pour surmonter les difficultés techniques considérables existent dans les systèmes hybrides atomique et photonique, nous avons conçu un guide nanophotonique qui supporte un mode de Bloch lente guidée avec grande queue évanescente dans l'espace libre pour les atomes froids de piégeage. Pour adapter précisément la région de fréquence de la lumière lente du mode guidé à la ligne de transition atomique, nous avons conçu la bande photonique et de la courbe de dispersion du mode guidé afin que la force de l'interaction est robuste contre imprévisible fabrication imperfection
In this thesis, we firstly investigated the striking influence of random disorder on light transport near band edges in one dimensional photonic crystal wave guides, i.e. light localization. Near-field measurements, statistical simulations and theoretical model revealed the existence of a lower bound for the spatial extent of localized modes. We also showed that the disorder level and the spatial extent of individual localized mode is linked by the photon effective mass rather than the generally considered group velocity. Secondly, hybrid cold atoms and photonic crystal wave guides system have been recognized as a promising paradigm for engineering large light-matter interaction at single atoms and photons level. In this thesis, we studied the basic physics, i.e. light transport in periodic nanophotonic wave guides coupled to two-level atoms. Our developed general semi-analytical expression can quickly characterize the coupling between cold atoms and guided photons. Aim to overcome the significant technical challenges existed for developing hybrid atom-photonic systems, we designed a nanophotonic waveguide, which supports a slow guided Bloch mode with large evanescent tail in free space for cold atoms trapping (release the limitation imposed by Casmir Polder force and technical challenge of nanoscale manipulation of cold atoms). To match precisely the slow light region of the guided mode to the atomic transition line, we carefully engineered the photonic band and the dispersion curve (i.e.flatness) of the guided mode so that the interaction strength is robust against unpredictable fabrication imperfection

Une particularité de la modalité sensorielle olfactive est la nature complexe du stimulus chimique à représenter. Les cellules sensorielles de la cavité nasale sont sensibles aux traits physico-chimiques des molécules et transmettent cette information vers le bulbe olfactif, premier relais central de cette modalité. L'organisation des voies de projection vers le bulbe entraîne une spatialisation de l'activité dans cette structure, ce qui constitue un mode de représentation de l'information mais qui n'est pas suffisant à lui seul. Le bulbe olfactif est également marqué par des phénomènes dynamiques prépondérants. Tout d'abord le rythme respiratoire, qui organise temporellement le niveau d'activation de l'appareil sensoriel, ensuite les oscillations des potentiels de champs locaux, et enfin les oscillations sous-liminaires des potentiels de membrane des cellules. Ces éléments dynamiques pourraient être le support de la formation d'assemblées de neurones, sous-populations de cellules synchronisées transitoirement et permettant la représentation de l'information suivant un principe spatio-temporel. Les travaux présentés dans cette thèse sont basés sur l'enregistrement conjoint des activités unitaires des cellules du bulbe, des oscillations des potentiels de champs locaux et de la respiration en réponse à des stimulations olfactives. Nous montrons les relations existant entre les différents phénomènes dynamiques et comment ils permettent d'organiser l'activité des cellules pour aboutir à la formation d'assemblées de neurones fonctionnelles. Nous mettons particulièrement en évidence le rôle central de la respiration dans le fonctionnement intégré du bulbe olfactif.

Une particularité de la modalité sensorielle olfactive est la nature complexe du stimulus chimique à représenter. Les cellules sensorielles de la cavité nasale sont sensibles aux traits physico-chimiques des molécules et transmettent cette information vers le bulbe olfactif, premier relais central de cette modalité. L’organisation des voies de projection vers le bulbe entraîne une spatialisation de l’activité dans cette structure, ce qui constitue un mode de représentation de l’information mais qui n’est pas suffisant à lui seul. Le bulbe olfactif est également marqué par des phénomènes dynamiques prépondérants. Tout d’abord le rythme respiratoire, qui organise temporellement le niveau d’activation de l’appareil sensoriel, ensuite les oscillations des potentiels de champs locaux, et enfin les oscillations sous-liminaires des potentiels de membrane des cellules. Ces éléments dynamiques pourraient être le support de la formation d’assemblées de neurones, sous-populations de cellules synchronisées transitoirement et permettant la représentation de l’information suivant un principe spatio-temporel. Les travaux présentés dans cette thèse sont basés sur l’enregistrement conjoint des activités unitaires des cellules du bulbe, des oscillations des potentiels de champs locaux et de la respiration en réponse à des stimulations olfactives. Nous montrons les relations existant entre les différents phénomènes dynamiques et comment ils permettent d’organiser l’activité des cellules pour aboutir à la formation d’assemblées de neurones fonctionnelles. Nous mettons particulièrement en évidence le rôle central de la respiration dans le fonctionnement intégré du bulbe olfactif
A striking feature of the olfactory sensory system is its ability to deal with a complex multi-dimensional chemical stimuli. Receptor cells in the nasal cavity are sensitive to specific features of molecules and transmit this information to the olfactory bulb, first relay for olfaction in the central nervous system. Due to the organization of projection pathways to the bulb, afferent information activates the structure in a topographical fashion ; although this may constitute a coding strategy for olfactory information it has proven insufficient, and other strategies must be investigated. Dynamic phenomenons are a preponderant feature of the olfactory bulb. The respiratory rhythm imposes a sinusoidal level of activation to the system, oscillations in local field potentials and subthreshold oscillations in neurons membrane potentials may interact and lead to the transient synchronization of sub-populations of neurons. This particular mechanism, designated as neural assemblies, is in theory a good candidate for the representation of olfactory information. The work presented here is based on conjoint recordings, in anesthetized animals, of unitary activities, oscillations in the LFP and respiration, in response to olfactory stimulation. We show the relationships existing between the various dynamic phenomenons, and hypothesize on their functional roles. We propose that a same mechanism may form different neural assemblies each assuming a specific functional role. The respiratory rhythm acts as a gating system, organizing the formation of successive yet different neural assemblies

Les mono-couches auto-assemblées (SAMs) sont des systèmes de choix pour le développement de plateformes moléculaires aux propriétés physico-chimiques contrôlées. Il s’agit de monocouches organisées de molécules bi-fonctionnelles. Ces molécules se composent d’une fonction terminale modulable, séparée d’un groupement d’ancrage par un espaceur adapté. Ainsi, les propriétés des SAMs peuvent être ajustées pour le développement de systèmes électroniques moléculaires ou de capteurs (bio)-chimiques. De plus, des structurations chimiques supplémentaires peuvent être induites par irradiation.Les méthodes d’irradiation les plus courantes impliquent des particules de haute énergie. Les dommages induits résultent de plusieurs mécanismes en compétition (ionisations, excitations, dissociations). Dans cette thèse, les électrons lents (0-20 eV) sont utilisés comme particules primaires, et les processus d’interaction électron-SAM sont étudiés afin d’identifier les résonances d’attachement électronique. Aux énergies concernées, des processus dissociatifs sélectifs et efficaces peuvent être mis à profit pour proposer des stratégies d’irradiation menant à des modifications chimiques contrôlées et optimisées.Des SAMs modèles de thiols sur or sont étudiées par une technique de spectroscopie vibrationnelle de forte sensibilité de surface, la spectroscopie de perte d’énergie d’électrons lents (HREELS). Elle permet à la fois de caractériser les SAMs et de sonder les processus d'interaction électron-molécule. Les résultats obtenus concernent les : 1) SAMs aromatiques modèles de terphénylthiol (HS-(C₆H₄)₂-C₆H₅), stabilisables par réticulation sous irradiation. Une caractérisation vibrationnelle poussée de la SAM avant et après irradiation, en portant une attention particulière au comportement des modes d’élongation ν(CH), a permis d’opposer les processus de réactivité induite à 1, 6 et 50 eV.2) SAMs d’acide mercaptoundécanoïque (HS-(CH₂)₁ ₀ -COOH), les fonctions acides terminales permettant par exemple le greffage de peptides. L’interface SAM / environnement (COO-/COOH, eau résiduelle) a été caractérisée grâce à la forte sensibilité des modes d’élongation ν(OH) aux liaisons hydrogène. La démarche mise en place peut être facilement transposée à d’autres systèmes
Self-Assembled Monolayers (SAMs) are good candidates to develop molecular platforms with controlled physico-chemical properties. A SAM is an ordered monolayer of bi-functionnal molecules. These molecules consist of an adjustable terminal function, separated from a headgroup by a chosen spacer chain. Thus, SAMs properties can be adjusted for the development of molecular electronic systems or (bio)-chemical sensors. Furthermore, additional chemical structuration can be induced by irradiation.Most current methods of irradiation involve high energy particles. The induced damages result from several competitive mechanisms (ionisations, excitations, dissociations). In this thesis, low energy electrons (0-20 eV) are used as primary particles, and the interaction processes between electrons and SAMs are studied in order to identify electron attachment resonances. At the associated energies, selective and effective dissociative processes can be induced to propose irradiation strategies leading to controlled and optimized chemical modifications.Model SAMs of thiols on gold are studied by a vibrational spectroscopy technique of strong surface sensibility, high resolution electron energy loss spectroscopy (HREELS). It allows at the same time to characterize SAMs and to probe electron-molecule interaction processes. The result obtained deal with : 1) Aromatic model SAMs of Terphenyl-thiol (HS-(C₆H₄)₂-C₆H₅), which can be stabilized by cross-linking under irradiation. Induced reactive processes at 1, 6 and 50 eV were compared and opposed, thanks to an advanced vibrational characterization of the SAM before and after irradiation, and by paying a particular attention to the stretching mode ν(CH) behaviour.2) Mercaptoundecanoic acid SAMs (HS-(CH₂)₁ ₀ -COOH), whose terminal functions allow for example the peptide anchoring. The interface SAM / environment (COO-/COOH, residual water) was characterized thanks to the strong sensitivity of the stretching modes ν(OH) to hydrogen bonding. The approach that was developped can be easily transposed to other systems

El presente estudio se ha realizado en base a la obra fotográfica de Lorry Salcedo sobre la población afroperuana asentada en Chincha, específicamente, en el distrito de El Carmen. El trabajo realizado por Salcedo es destacado al ser primer registro fotográfico, a largo plazo, que busca documentar y visibilizar a una comunidad afroperuana. Se trata de un proyecto de cerca de veinte años en los que se ha ido entablando una cercana relación fotógrafo/ retratado para lograr captar momentos en la vida cotidiana, la familia, el trabajo, los ritos y las tradiciones de este poblado. Para poder realizar esta investigación se ha recurrido a fuentes escritas, así como a entrevistas con Salcedo, otros fotógrafos, pobladores de El Carmen y afroperuanos externos al distrito; quienes, a partir de sus impresiones, ratificaran la importante de esta producción fotográfica. This study is focused on Lorry Salcedo's photographic work about the Afro-Peruvian population settled in Chincha, specifically, in the district of El Carmen. The work done by Salcedo is outstanding because it is the first photographic record -over the long term- that seeks to document and make visible an Afro-Peruvian population. Salcedo's project has lasted about 20 years and during all this time he has captured, through his lens, moments in daily life, family, work, rites and traditions of this town. And at the same time it has been established a close relationship between photographer and portrayed. In order to carry out this research, it has been used written sources and interviews with Salcedo, other photographers, residents of El Carmen and Afro-Peruvians outside the district. From the interviews and information collected, the importance of this photographic production has been ratified.
Tesis

Une cellule d'excitation utilisant le bombardement électronique des molécules d'un gaz a été mise au point pour servir de source d'ions dans les études et les traitements de surface de semi-conducteurs sous ultravide. Elle communique avec l'enceinte principale par un trou de petit diamètre et fournit un flux directif d'ions de faible énergie. Cette cellule a été utilisée pour étudier, par spectroscopie de rendement de photoémission au seuil, l'interaction d'ions H2+ avec la surface (110) clivée de GaAs et InP. Un phénomène caractéristique de ces surfaces fortement hydrogénées a permis de mettre en évidence un processus d'érosion couche par couche avec GaAs.

D'importants transferts chimiques et thermiques s'effectuent lors de la percolation de magmas basaltiques a travers la lithosphere mantellique. A haute pression, ils se traduisent par le reequilibrage chimique de l'ensemble des phases des roches mantelliques. A base pression, ils entrainent un phenomene de dunitification resultant a la fois du reequilibrage des olivines et spinelles, et de la resorption des pyroxenes. Les differents degres, les modalites et certaines consequences des interactions entre basaltes alcalins de points chauds et lithosphere mantellique sont detailles dans cette etude. La mineralogie, reposant essentiellement sur la recherche de fossiles thermodynamiques, la geothermometrie et l'etude de la deformation de l'olivine, appliquees conjointement a des roches ultramafiques, permettent de retrouver certaines traces d'une ancienne composition et/ou de deformation mantellique dans des roches en equilibre chimique et/ou thermique avec un basalte. Les exemples sont pris en contextes oceaniques de plaque rapide (iles de la societe, polynesie francaise) et de la plaque lente (la reunion, ocean indien). Dans les iles de la societe, les enclaves de lherzolite, harzburgite et dunite presentent generalement differentes etapes du processus de reequilibrage, de la fertilisation a la dunitification des roches ultramafiques, voire la wehrlitisation ulterieure des dunites. A l'ile de la reunion, qui se situe en contexte de plaque lente, de production magmatique plus importante, ces phenomenes semblent optimises

Le disilane est utilisé comme source de silicium dans les procédés de dépôts chimiques en phase vapeur pour la préparation de composés Si-Ge. L'hydrogène est un sous-produit de la décomposition, thermique ou assistée, du disilane et intervient directement dans les mécanismes de dépôt. Nous avons étudié, par spectroscopie de photoémission UV et X et diffraction d'électrons lents, les interactions des gaz précédemment cités avec des surfaces de germanium. Au cours de l'interaction de l'hydrogène avec ces surfaces, nous avons montré et confirmé que la seule phase hydrogénée observée est la phase monohydrure GeH. Celle-ci désorbe aux environs de 150°C, quelle que soit la surface étudiée. Les soi-disant phases polyhydrures observées par d'autres auteurs et par d'autres techniques expérimentales sont sans doute liées à la contamination par des composés à base d'oxygène (OH, CO, H2O). A température ambiante, le disilane non dissocié ne s'adsorbe pas sur une surface de germanium. Nous n'observons un dépôt notable de Si que pour des températures supérieures à la température de désorption de l'hydrogène (150°C). En dissociant le disilane par un filament de tungstène chauffé à haute température, nous obtenons un dépôt nettement plus important (facteur 3). Pour des températures supérieures à 400°C, une interdiffusion silicium-germanium n'est pas à exclure. Le taux de dépôt le plus important est obtenu pour des températures voisines de 350°C. Nous avons pu mettre en évidence une croissance épitaxique de silicium au voisinage de ces températures sur les deux faces cristallines étudiées. A notre connaissance, nous avons réalisé pour la première fois, une épitaxie de silicium sur germanium à basse température par dissociation catalytique de disilane en LPCVD

Cette thèse est une étude expérimentale des transitions vitreuses de dispersions de nanoparticules magnétiques chargées (ferrofluides). - La transition vitreuse colloïdale, observée à forte concentration, conduit à un solide amorphe hors de l'équilibre thermodynamique. Les particules chargées sont alors en forte interaction, dans un potentiel dominé par les répulsions électrostatiques. Grâce aux propriétés originales des ferrofluides, nous considérons tous les degrés de liberté structuraux des particules. Ceux de position sont sondés par des mesures statiques et dynamiques de diffusion de rayonnement (rayons X et neutrons). Une dynamique vitreuse (non diffusive, vieillissante et intermittente) est observée à l'échelle nanométrique. En présence d'un champ magnétique, la structure des dispersions devient anisotrope, ainsi que la dynamique de translation des particules et son vieillissement. La dynamique de rotation des nanoparticules est sondée par des mesures de biréfringence magnéto-induite. Celle-ci se gèle à partir d'une fraction volumique qui dépend de l'intensité des répulsions entre particules. Son vieillissement est étudié sur des échelles de temps longues. Un âge effectif est introduit pour unir les propriétés de vieillissement à différentes concentrations. - A basse température, la dispersion gelée constitue un ensemble désordonné de spins géants, qui présente des analogies avec les verres de spins atomiques. En utilisant un magnétomètre SQUID, nous étudions la dynamique d'orientation de ces spins géants. Nous utilisons une méthode empruntée aux verres de spins pour extraire une longueur de corrélation dynamique; sa taille augmente au cours du vieilissement.

Dans le cadre d'une linguistique appliquee a l'acquisition du langage, cette these cherche dans un premier temps a rendre compte des processus interactionnels au sein desquels l'enfant s'approprie les constructions syntaxiques de la langue. Dans un deuxieme temps, nous les mettons en rapport avec l'ancrage des enonces de l'enfant dans la situation d'enonciation. Dans cette perspective, la narration est envisagee comme un genre de discours pouvant favoriser le developpement du langage de l'enfant. Un support de cette narration, le livre illustre, peut permettre la maitrise par l'enfant de variantes enonciatives presentant des caracteres d'explicite et de completude, telles qu'il sera amene a en rencontrer lors de son apprentissage de l'ecrit. Nous avons procede a l'analyse de trois corpus longitudinaux de narrations recueillis au cours de dialogues entre un adulte et un enfant, a partir de livres illustres lus par l'adulte a l'enfant avant sa narration. L'etude montre que les enfants s'appuient sur les textes des livres et les enonces de l'adulte pour elaborer, en fonction de leurs capacites du moment, des narrations qui comportent de plus en plus d'articulations syntaxiques complexes. En tenant compte de differences individuelles entre les differents mouvements d'evolution dans le langage des enfants, et en particulier du degre d'autonomie syntaxique de leurs enonces par rapport a ceux de l'adulte, nous verifions alors l'hypothese d'une coincidence entre la complexification des productions narratives de l'enfant et un desancrage enonciatif. Les resultats de cette these apportent un eclairage complementaire aux processus d'apprentissage de certains aspects de la cohesion discursive.

L'augmentation de l'interaction lumière-matière aux échelles micro et nanométriques est un des fers de lance de la nanophotonique. En effet, le contrôle de la répartition spatiale de la lumière grâce à l'interaction résonante entre nanostructures et ondes électromagnétiques a conduit aux développements de nombreuses applications dans des domaines variés tels que les télécommunications,la spectroscopie et la détection d'objets. Le ralentissement de la lumière, sujet de la thèse, obtenue grâces à l'interférence d'ondes contre-propageantes dans des milieux périodiques ou le confinement sub-longueur d'onde dans des guides d'ondes plasmoniques, est associé à une compression des pulses lumineux et une forte augmentation du champ électrique, deux phénomènes clés pour la miniaturisation de composées optiques et l'augmentation de l'interaction lumière matière
Enhancing light-matter interactions at micro and nanoscales is one of the spearheads of nanophotonics. Indeed, the control of the field distribution due to the resonant interaction of nanostructures with electromagnetic waves has prompted the development of numerous optical components for many applications in telecommunication, spectroscopy or sensing. A promising approach lies in the control of light speed in nanostructures. Light slowdown, obtained by wave interferences in periodic structures or subwavelength confinement in plasmonic waveguides, is associated to pulse compressions and large field enhancements,which are envisioned as key processes for the miniaturization of optical devices and the enhancement of light-matter interactions.The thesis studies both fundamental aspects and possible applications related to slow light in photonic and plasmonic nanostructures. In particular, we study the impact of periodic system sizes on the group velocity reduction and propose a novelfamily of resonators that implement slow light on very small spatial scales. We then investigate the role of fabrication disorder in slow periodic waveguides on light localization and demonstrate how modal properties influence the confinement of localized modes. Also we propose a new hollow-core photonic crystal waveguide that provides efficient and remote couplings between the waveguide and atoms thatare trapped away from it. Finally we demonstrate the important role played by slow plasmons on the emission of quantum emitters placed in nanogap plasmonic antennas and explain how large radiation efficiency can be achieved by overcoming quenching in the metal. Additionally, one part of the thesis is devoted to thederivation of a novel modal method to accurately describe the dynamics of plasmonic resonators under short pulse illumination

Les gènes situés sur la molécule d'ADN au coeur de nos cellules nonseulement portent une information héréditaire, mais de plusparticipent dynamiquement au fonctionnement de la cellule ensynthétisant plus ou moins activement des protéines. Ces dernièressont susceptibles de nombreuses interactions non linéaires avecd'autres acteurs, menant à la formation de réseaux biochimiques quipeuvent présenter des comportements dynamiques divers et complexes. Enparticulier, la régulation de l'activité des gènes (leur taux detranscription) par des protéines spécifiques peut aboutir à laformation de boucle de rétroaction. Ces boucles tissent des réseauxgénétiques où un ensemble de gènes régulent réciproquement leursexpressions.Des travaux expérimentaux récents ont montré que la régulation del'activité du gène n'est pas toujours instantanée. Nous avons alorsétudié l'influence d'une dynamique transcriptionnelle intrinsèque dansun circuit simple constitué d'un gène réprimé par sa propre protéine.Nous obtenons un critère analytique pour l'apparition desoscillations, qui nous permet de montrer que ces dernières sontfavorisées lorsque le temps de réponse du gène prend une certainevaleur. L'échelle de temps ainsi repérée est pertinente à la fois dansune description déterministe et dans une description stochastique.Ce sont également des réseaux génétiques qui sont à l'origine decertains rythmes biologiques, induisant les oscillations del'expression de protéines clés. Ces réseaux sont alors des horlogesendogènes qui permettent à de nombreux êtres vivants d'anticiper lesmodifications cycliques de l'environnement. Parmi celles-ci, l'horlogecircadienne permet à l'organisme de s'adapter au cycle diurnal enétant entraîné par l'alternance du jour et de la nuit. À partir de données expérimentales, nous avons modélisé l'horlogecircadienne de l'algue unicellulaire Ostreococcus tauri. Lemodèle est basé sur une boucle de rétroaction transcriptionnellenégative impliquant deux gènes se régulant mutuellement. L'accordentre le modèle et les données expérimentales est excellent et met enévidence une absence de signature du couplage dans les données lorsquel'horloge est à l'heure, ce qui révèle une propriété de robustesse aux fluctuations d'éclairement
Genes located on the DNA macromolecule inside our cells do not onlycarry hereditary information. They also contribute dynamically tobiological functions by synthesizing proteins at a variable rate.Proteins are subject to many nonlinear interactions with other actors,forming vast biochemical networks which may display a number ofcomplex behaviors. In particular, regulation of gene activity (i.e.,of their transcription rate) by specific proteins creates feedbackloops. These loops form genetic networks where a set of genes regulatetheir expressions reciprocally. Recent experimental studies have shown that gene regulation is notalways instantaneous. We have thus studied the influence of anintrinsic transcriptional dynamics in the simple circuit where a geneis repressed by its own protein. We have obtained an analyticalcriterion for the appearance of oscillations, which allows us to showthat oscillations are favored when gene response time is close to acharacteristic value. The time scale thus identified is relevant bothin a deterministic and a stochastic description. Gene regulatory networks are also at work in some biological rhythms,inducing oscillations in the concentrations of some key proteins.These networks then serve as endogeneous clocks, which allow manyliving organisms to anticipate periodic changes in the environment. Inparticular, the circadian clock is used by organisms to adapt to thediurnal cycle by being entrained by the day/night cycle. Using experimental data, we have constructed a mathematical model ofthe circadian clock of the unicellular alga Ostreococcus tauri.This model is based on a transcriptional negative feedback loop, whichinvolves two genes regulating each other. Agreement between numericalsimulations and experimental data is excellent and unveils the factthat there is no signature of coupling in data when the clock is ontime. This reveals a strong robustness to daylight fluctuations

Avec l'essor des systèmes d'aide à la décision intégrant l'intelligence artificielle (AI) dans le domaine médical, judiciaire ou du recrutement, la confiance entre l'humain et l'IA est devenue une priorité dans la conception de ces systèmes. De nombreux gouvernements et grandes entreprises ainsi que des chercheurs proposent diverses stratégies pour favoriser la confiance dans les systèmes intégrant l'IA. Cependant, la confiance est un concept complexe et multidimensionnel, et la confiance entre l'humain et l'IA, qui est un sujet de recherche récent, fait face à plusieurs défis. Sur le plan théorique, la différence entre la confiance et d'autres concepts théoriques proches (par exemple, la conformité) doit être comprise, de même que les facteurs affectant la confiance entre l'humain et l'IA. Sur le plan méthodologique, la confiance est difficile à évaluer, et il est nécessaire de définir des protocoles appropriés. Dans cette thèse, je traite de ces défis de manière empirique à travers deux perspectives : académique et industrielle. J'effectue d'abord une revue systématique de la littérature des études empiriques sur la confiance entre l'humain et l'IA dans le contexte de la prise de décision afin d'obtenir une vue globale de la façon dont la confiance est définie et évaluée dans le monde académique. Cependant, comme la plupart de ces études sont en laboratoire et avec des maquettes d'IA, je poursuis cette analyse pour savoir dans quelle mesure ces résultats sont valables sur le terrain avec des vrais systèmes intégrant l'IA et différentes parties prenantes. Pour cela, je mène une série d'entretiens semi-structurés autour de la définition et de l'évaluation de la confiance entre l'humain et l'IA. Les participants sont soit des personnes qui développent ou conçoivent des systèmes intégrant l'IA pour l'aide à la prise de décision ou bien des personnes qui sont affectées par ces décisions. Je soutiens que la compréhension théorique de la confiance entre l'humain et l'IA influence directement le choix des protocoles expérimentaux et des mesures utilisés pour les études empiriques. En m'inspirant de la littérature en sciences sociales, je propose des recommandations pour améliorer ces protocoles expérimentaux. Je démontre également que la discussion de concepts théoriques, tels que la confiance entre l'humain et l'IA, avec des personnes ordinaires de différents profils peut non seulement valider les théories académiques, mais aussi contribuer à l'avancement de la théorie. Enfin, je donne un aperçu des facteurs qui peuvent affecter la confiance entre l'humain et l'IA dans le contexte de la prise de décision. En comparant les résultats provenant du monde académique avec ceux provenant de l'industrie, je souligne les opportunités pour la recherche pour les chercheurs académiques et des implications pour la conception pour les professionnels de l'IA. Cette thèse fournit des preuves théoriques et empiriques sur la confiance entre l'humain et l'IA dans le contexte de la prise de décision et ouvre des voies pour promouvoir la confiance dans l'interaction entre l'humain et l'IA
With the rise of AI-embedded systems assisting decisions in the context of medicine, justice, recruiting, Human-AI trust has become an utmost design priority. Numerous governments and large enterprises as well as researchers propose various strategies on how to foster trust in AI-embedded systems. However, trust is a complex, multifaceted concept, and Human-AI trust, being a recent research avenue, faces several challenges. On the theoretical level, the difference between trust and other related theoretical concepts (e.g. reliance, compliance, and trustworthiness) needs to be understood as well as the factors affecting Human-AI trust. On the methodological level, trust is difficult to assess, and appropriate protocols have to be understood. In this thesis, I tackle these challenges empirically through two lenses - academia and industry. I first conduct a systematic literature review of empirical studies on Human-AI trust in the context of decision making to get an overview of how trust is defined and evaluated in academia. However, as most studies are focusing on users' trust investigated in the controlled lab setting with AI mock-ups, I go further to investigate to which extent these findings hold true for other stakeholders with AI-embedded systems deployed in the market. To do so, I conduct a series of semi-structured interviews on the topic of Human-AI trust definitions and evaluation with people who develop and design AI-embedded systems assisting decision making and with people who are affected by these decisions. I argue that theoretical understanding of Human-AI trust directly affects experimental protocol and measures choices. Drawing from the social sciences literature, I propose guidelines on improving experimental protocols for studying Human-AI trust in the context of decision making. I also demonstrate that discussing theoretical concepts, such as Human-AI trust, with laypeople of different backgrounds not only can validate the academic theories, but also potentially contribute to theoretical advancement. Lastly, I provide an overview of factors that can affect Human-AI trust in the context of decision making and, based on the comparison between the findings of academia and industry, I highlight research opportunities and design implications for academic researchers and AI practitioners. This thesis provides theoretical and empirical evidence on Human-AI trust in the context of decision making and opens the ways to support trust in Human-AI interaction

L'objet des travaux porte sur l'étude de l'interaction d'un faisceau ultrasonore avec une structure multicouches anisotropes. Nous avons développé un modèle permettant de simuler une expérience de contrôle non destructif par ondes ultrasonores de matériaux multicouches anisotropes. Il permet la compréhension des phénomènes d'interaction de faisceaux acoustiques et de propagation des ondes modales dans ces mêmes milieux. La prise en compte du faisceau s'effectue par décomposition en ondes planes monochromatiques. Nous considérons une plaque immergée dans un milieu fluide ainsi qu'une paire de transducteurs, l'un émetteur, l'autre récepteur, placés à des angles arbitraires et disposés librement dans l'espace. Le but du modèle est de simuler le signal détecté par le récepteur, conséquent à une variation de pression au niveau de la face avant, pour une excitation quelconque de l'émetteur. Le logiciel mis au point permet de traiter une géométrie tridimensionnelle. Nous montrons que la direction de propagation du faisceau de l'onde modale, normale à la courbe des lenteurs de Lamb, n'appartient plus au plan sagittal en raison de l'anisotropie. La déviation de faisceau de l'onde de Lamb est prédite en utilisant deux méthodes distinctes: une méthode analytique faisant appel aux courbes des lenteurs de Lamb et une méthode numérique utilisant le logiciel décrit précédemment. Le phénomène de déviation est illustré de façons numérique et expérimentale dans le cas d'une plaque Carbone-Epoxyde unidirectionnelle où les fibres ne sont pas nécessairement contenues dans le plan sagittal. Ensuite, nous présentons le calcul de la vitesse d'énergie pour des ondes de Lamb rayonnées dans une plaque immergée dans l'eau en utilisant une formulation analytique du vecteur vitesse de l'énergie. Les vecteurs énergie sont étudiés pour diverses structures et des phénomènes de focalisation sont notamment présentés
The object of the work presented in this thesis concerns the study of the interaction of an ultrasonic beam with an anisotropic multilayered structure. We have develop a model which allow one to simulate an ultrasonic non-destructive experiments conducted on anisotropic multilayered materials,. The study reveals the physics of the interaction of the acoustic beams with the plate and the nature of the propagation of the modal waves. Consideration of the ultrasonic bounded beam is made by decomposition into monochromatic plane waves. We consider a multilayered anisotropic plate immersed in a fluid media as well as two transducers, one emitter, the other receiver, at arbitrary angle and arranged freely in the space. The goal of this model is to simulate the signal detected by the receiver, following a pressure variation on the front face, and an arbitrary excitation of the emitter. Our software allows one to deal with three-dimensional geometry. We show that the direction of propagation of the modal wave beam, normal to the Lamb wave slowness curve, does not belong any more to the sagittal plane, due to the anisotropy. The deviation of Lamb wave beams is predicted by using two different methods: an analytical method which appeals to Lamb slowness curves, and a numerical method using the software described above. This phenomenon of deviation is illustrated in a numerical and experimental way in the cases of a Carbon-Epoxy unidirectional and multilayered (only numerical results are shown) plates, where the fibres are not contained in the sagittal plane. Then, we present the determination of the Lamb wave energy velocity, when the plate is immersed in water, by using an analytical formulation of the energy velocity vector. Energy vectors are thus studied for miscellaneous structures and notably, the phenomenon of focalisation is presented

Cette thèse présente les résultats de recherche obtenues au course de ma thèse portant sur la conception, la fabrication et les premières caractérisations optiques de guides d’ondes à cristal photonique à mode lent à base de GaInP, destinés à la forte interaction des photons guidés avec la transition D₂ (780 nm) des atomes de ⁸⁷Rb. L’approche choisie implique le couplage des atomes au mode optique guidé, un concept appelé électrodynamique quantique en guide d’ondes (QED en guide d’ondes). Les guides d’ondes à cristal photonique ont été conçus avec une ingénierie de dispersion pour atteindre un mode lent ayant des indices de groupe élevés (∼ 30 - 50) autour de 780 nm. La conception, la tolérance de fabrication a été prise en compte pour garantie un mode lent sur une bande d’environ 10 nm. Le guide d’ondes est destiné à être suspendu, permettant ainsi un espace libre autour de lui pour faciliter le transport des atomes à proximité et le couplage de la lumière depuis une source laser externe. Les détails sur le processus de nanofabrication optimisé et reproductible sont donnés dans cette thèse. Les défis rencontrés lors de la fabrication et les solutions apportées ont été abordés, suivis d’une analyse des résultats de la fabrication des nanostructures. Une caractérisation optique préliminaire des guides d’ondes a été réalisée, au cours de laquelle les spectres de transmission de différentes nanostructures ont été mesurés
This thesis presents the results of my PhD research on the design, fabrication, and first optical characterisation of GaInP-based slow-mode nanophotonic waveguides intended for the strong interaction of guided photons with the D₂ transition (780 nm) of ⁸⁷Rb atoms. The approach involves coupling atoms to the guided mode of a waveguide, a concept referred to as Waveguide Quantum Electrodynamics (Waveguide QED). The photonic crystal waveguides were designed with dispersion engineering to achieve slow mode with high group indices (∼30 - 50) around 780 nm. In the design, fabrication tolerance has been addressed by ensuring guided mode over a bandwidth of ∼10 nm. The waveguide is intended to be suspended, allowing free space around its vicinity to facilitate the convenient transport of atoms to its proximity and easy coupling of light from an external laser source. Details on an optimized and reproducible nanofabrication process have been reported. The encountered fabrication challenges and the corresponding solutions have been addressed, followed by an analysis of the fabrication results. A preliminary optical characterisation of the waveguides was conducted, in which the transmission spectra featuring the guided mode around 780nm were observed

Ce travail de thèse consiste à visualiser sur un détecteur sensible en position les oscillations spatiales des électrons lents (~ meV) émis par photoionisation au seuil en présence d'un champ électrique extérieur. La figure d'interférence obtenue représente quantiquement le module carré de la fonction d'onde électronique. Ce travail fondamental nous permet d'avoir accès à la dynamique électronique quelques µm autour de l'atome et donc de mettre en évidence plusieurs mécanismes quantiques (champ coulombien, interaction électron/électron..) se déroulant à l'échelle atomique. Malgré la présence d'un cœur électronique quoique limité dans Li, nous avons réussi, expérimentalement et pour la première fois, à visualiser la fonction d'onde associée aux états Stark quasi-discrets couplés au continuum d'ionisation. En outre, à l'aide des simulations quantiques de propagation du paquet d'ondes, basées sur la méthode de " Split-operator ", nous avons réalisé une étude complète sur les atomes H, Li et Cs tout en dévoilant les effets significatifs des résonances Stark. Un très bon accord, sur et hors résonances, a été obtenu entre les résultats simulés et les résultats expérimentaux. Par ailleurs, nous avons développé un modèle analytique généralisable permettant de comprendre profondément le fonctionnement d'un spectromètre de VMI. Ce modèle repose sur l'approximation paraxiale, il est basé sur un calcul d'optique matricielle en faisant une analogie entre la trajectoire électronique et le rayon lumineux. Un excellent accord a été obtenu entre les prédictions du modèle et les résultats expérimentaux.

In recent years, the research approach known as Resilience Engineering (RE) has offered a promising new way of understanding safety-critical organizations, but less in the way of empirical methods for analysis. In this master’s thesis, an extensive comparison was made between RE and two different research approaches on cognitive systems: Distributed Cognition (DC) and Cognitive Systems Engineering (CSE) with the aim of exploring whether these approaches can contribute to the analysis and understanding of resilience. In addition to a theoretical comparison, an ethnographic healthcare case study was conducted, analyzing the patient safety at a pediatric emergency department using the Three-Level Analytical Framework from DC and the Extended Control Model from CSE, then conducting an RE analysis based on the former two analyses. It was found that while the DC and CSE approaches can explain how an organization adapts to current demands, neither approach fully addresses the issue of future demands anticipation, central to the RE perspective. However, the CSE framework lends itself well as an empirical ground providing the entry points for a more thoroughgoing RE analysis, while the inclusion of physical context in a DC analysis offers valuable insights to safety-related issues that would otherwise be left out in the study of resilience.

L'interaction entre des champs électromagnétiques et des systèmes à plusieurs niveaux peut donner lieu à différents processus cohérents. La transparence électromagnétiquement induite (EIT) ou les oscillations cohérentes de populations (CPO) sont des phénomènes résonnants ayant pour conséquence d'annuler l'absorption du système pour un champ sonde. L'EIT se produit dans les systèmes à trois niveaux et met en jeu une cohérence entre niveaux non couplés optiquement, alors que les systèmes à deux niveaux suffisent pour faire apparaître le CPO qui ne met pas en jeu la dynamique des cohérences.Il est possible dans un milieu constitué d'atomes d'hélium métastable à température ambiante d'extraire un système à trois niveaux en Λ qui, lorsqu'il est excité par des polarisations circulaires, fait apparaître des fenêtres EIT de l'ordre de quelques dizaines de kHz de large. Lorsque ce système est excité par des polarisations linéaires et soumis à un champ magnétique de faible amplitude, c'est l'association des deux phénomènes de CPO et d'EIT qui détermine la réponse du système. Une fenêtre de transparence CPO de quelques dizaines de kHz de large a en particulier été observée.Ce type de phénomènes résonnants est associé à de grandes variations de l'indice de réfraction avec la fréquence du champ sonde, ayant pour conséquence de profondes modifications de la vitesse de groupe d'une impulsion se propageant dans le milieu. Notre système expérimental permet ainsi d'observer de la lumière lente, de la lumière rapide ainsi que des vitesses de groupe négatives. L'insertion de tels milieux dispersifs en cavité optique a été suggérée pour augmenter la précision de senseurs comme les gyroscopes lasers, mais leur bruit fondamental dépend de la durée de vie des photons dans la cavité. C'est pourquoi l'influence des milieux hautement dispersifs sur la durée de vie des photons dans une cavité est étudiée expérimentalement et théoriquement.

Ce travail de thèse consiste à visualiser sur un détecteur sensible en position les oscillations spatiales des électrons lents (~ meV) émis par photoionisation au seuil en présence d’un champ électrique extérieur. La figure d’interférence obtenue représente quantiquement le module carré de la fonction d’onde électronique. Ce travail fondamental nous permet d’avoir accès à la dynamique électronique quelques µm autour de l’atome et donc de mettre en évidence plusieurs mécanismes quantiques (champ coulombien, interaction électron/électron..) se déroulant à l’échelle atomique. Malgré la présence d’un cœur électronique quoique limité dans Li, nous avons réussi, expérimentalement et pour la première fois, à visualiser la fonction d’onde associée aux états Stark quasi-discrets couplés au continuum d’ionisation. En outre, à l’aide des simulations quantiques de propagation du paquet d’ondes, basées sur la méthode de « Split-operator », nous avons réalisé une étude complète sur les atomes H, Li et Cs tout en dévoilant les effets significatifs des résonances Stark. Un très bon accord, sur et hors résonances, a été obtenu entre les résultats simulés et les résultats expérimentaux. Par ailleurs, nous avons développé un modèle analytique généralisable permettant de comprendre profondément le fonctionnement d’un spectromètre de VMI. Ce modèle repose sur l’approximation paraxiale, il est basé sur un calcul d’optique matricielle en faisant une analogie entre la trajectoire électronique et le rayon lumineux. Un excellent accord a été obtenu entre les prédictions du modèle et les résultats expérimentaux
This work of thesis aims to visualize, on a position sensitive detector, the spatial oscillations of slow electrons (~meV) emitted by a threshold photoionization in the presence of an external electric field. The interference figure obtained represents the square magnitude of electronic wavefunction. This fundamental work allows us to have access to the electronic dynamics and thus to highlight several quantum mechanisms that occur at the atomic scale (field Coulomb, electron/electron interaction..). Despite the presence an electronic core in Li atom, we have succeeded, experimentally and for the first time, to visualize the wave function associated with the quasi-discrete Stark states coupled to the ionization continuum. Besides, using simulations of wave packet propagation, based on the "Split-operator” method, we have conducted a comprehensive study of the H, Li and Cs atoms while revealing the significant effects of the Stark resonances. A very good agreement, on and off resonances, was obtained between simulated and experimental results. In addition, we have developed a generalized analytical model to understand deeply the function of VMI spectrometer. This model is based on the paraxial approximation; it is based on matrix optics calculation by making an analogy between the electronic trajectory and the light beam. An excellent agreement was obtained between the model predictions and the experimental results

Les interférences quantiques apparaissant lors de la superposition cohérente d'états quantiques de la matière sont à l'origine de la compréhension et du contrôle de nombreux processus élémentaires. Dans cette thèse, deux problèmes distincts, qui ont pour origine de tels effets, sont discutés avec leurs applications potentielles : 1. Diffraction électronique induite par Laser (LIED) et imagerie des orbitales moléculaires ; 2. Effets collectifs dans des vapeurs denses et transparence électromagnétique induite par interaction dipôle-dipôle (DIET). La première partie de cette thèse traite du mécanisme de recollision dans des molécules linéaires simples lorsque le système est exposé à un champ laser infrarouge de forte intensité. Cette interaction provoque une ionisation tunnel du système moléculaire, conduisant à la création d'un paquet d'ondes électronique dans le continuum. Ce paquet d'ondes suit une trajectoire oscillante, dirigée par le champ laser. Cela provoque une collision avec l'ion parent qui lui a donné naissance. Ce processus de diffraction peut être de nature inélastique, engendrant la génération d'harmoniques d'ordre élevé (HHG) ou l'ionisation double non-séquentielle, ou de nature élastique, processus que l'on appelle généralement « diffraction électronique induite par laser ». La LIED porte des informations sur la molécule et sur l'état initial à partir duquel les électrons sont arrachés sous forme de motifs de diffraction formés en raison de l'interférence entre différentes voies de diffraction. Dans ce projet, une méthode est développée pour l'imagerie des orbitales moléculaires, reposant sur des spectres de photo-électrons obtenus par LIED. Cette méthode est basée sur le fait que la fonction d'ondes du continuum conserve la mémoire de l'objet à partir duquel elle a été diffractée. Un modèle analytique basé sur l'approximation de champ fort (SFA) est développé pour des molécules simples linéaires et appliqué aux orbitales moléculaires HOMO et HOMO-1 du dioxyde de carbone. L'interprétation et l'extraction des informations orbitalaires imprimées dans les spectres de photo-électrons sont présentées en détail. Par ailleurs, nous estimons que ce type d'approche pourrait être étendu à l'imagerie de la dynamique électro-nucléaire de tels systèmes. La deuxième partie de cette thèse traite des effets collectifs dans des vapeurs atomiques ou moléculaires denses. L'action de la lumière sur ces gaz crée des dipôles induits qui oscillent et produisent des ondes électromagnétiques secondaires. Lorsque les particules constitutives du gaz sont assez proches, ces ondes secondaires peuvent coupler les dipôles induits entre-eux, et lorsque cette corrélation devient prépondérante la réponse du gaz devient une réponse collective. Ceci conduit à des effets spécifiques pour de tels systèmes, comme l'effet Dicke, la superradiance, et les décalages spectraux de Lorentz-Lorenz ou de Lamb. A cette liste d'effets collectifs, nous avons ajouté un effet de transparence induite dans l'échantillon. Cet effet collectif a été appelé « transparence électromagnétique induite par interaction dipôle-dipôle ». La nature collective de l'excitation du gaz dense réduit la vitesse de groupe de la lumière transmise à quelques dizaines de mètre par seconde, créant ainsi une lumière dite « lente ». Ces effets sont démontrés pour les transitions D1 du 85Rb et d'autres applications potentielles sont également discutées
Quantum interference, coherent superposition of quantum states, are widely used for the understanding and engineering of the quantum world. In this thesis, two distinct problems that are rooted in quantum interference are discussed with their potential applications: 1. Laser induced electron diffraction (LIED) and molecular orbital imaging, 2. Collective effects in dense vapors and dipole induced electromagnetic transparency (DIET). The first part deals with the recollision mechanism in molecules when the system is exposed to high intensity infrared laser fields. The interaction with the intense field will tunnel ionize the system, creating an electron wave packet in the continuum. This wave packet follows an oscillatory trajectory driven by the laser field. This results in a collision with the parent ion from which the wave packet was formed. This scattering process can end up in different channels including either inelastic scattering resulting in high harmonic generation (HHG) and non-sequential double ionization, or elastic scattering often called laser induced electron diffraction. LIED carries information about the molecule and about the initial state from which the electron was born as diffraction patterns formed due to the interference between different diffraction pathways. In this project, a method is developed for imaging molecular orbitals relying on scattered photoelectron spectra obtained via LIED. It is based on the fact that the scattering wave function keeps the memory of the object from which it has been scattered. An analytical model based on the strong field approximation (SFA) is developed for linear molecules and applied to the HOMO and HOMO-1 molecular orbitals of carbon dioxide. Extraction of orbital information imprinted in the photoelectron spectra is presented in detail. It is anticipated that it could be extended to image the electro-nuclear dynamics of such systems. The second part of the thesis deals with collective effects in dense atomic or molecular vapors. The action of light on the vapor samples creates dipoles which oscillate and produce secondary electro-magnetic waves. When the constituent particles are close enough and exposed to a common exciting field, the induced dipoles can affect one another, setting up a correlation which forbids them from responding independently towards the external field. The result is a cooperative response leading to effects unique to such systems which include Dicke narrowing, superradiance, Lorentz-Lorenz and Lamb shifts. To this list of collective effects, one more candidate has been added, which is revealed during this study: an induced transparency in the sample. This transparency, induced by dipole-dipole interactions, is named “dipole-induced electromagnetic transparency”. The collective nature of the dense vapor excitation reduces the group velocity of the transmitted light to a few tens of meter per second resulting in 'slow' light. These effects are demonstrated for the D1 transitions of 85Rb and other potential applications are also discussed

Après la découverte des réactions hétérogènes gaz/glace mises en jeu dans la destruction de l'ozone stratosphérique, beaucoup d'études concernant l'adsorption de HCl sur la glace ont été menées. Dans ce travail, on analyse l'influence de l'adsorption de HCl sur la structure et la dynamique de films de glace supportés. La structure de la monocouche (MC) d'eau adsorbée sur MgO(001) est étudiée par analyse dynamique des intensités DEL sur monocristal et par Diffraction de Neutrons sur poudre homogène. Le meilleur accord expérience-théorie est obtenu avec une structure p(3x2) dans laquelle les molécules d'eau sont délocalisées des sites d'adsorption Mg. La dynamique et la structure de films plus épais, adsorbés sur poudres de MgO, sont déterminées par diffraction et Diffusion Quasi-Elastique de Neutrons. La coexistence de la monocouche p(3x2) et d'une phase 3D (glace Ih à basse température, liquide à 273K) est observée. Le substrat provoque une anisotropie de croissance des cristallites de glace. La DQEN corrélée à des calculs de Dynamique Moléculaire montre qu'une couche quasi-liquide apparaît à la surface de la glace à 265K. Nous analysons ensuite l'interaction HCl/glace. HCl détruit de manière irréversible la symétrie (3x2) de la monocouche. Pour les films plus épais, la structure et la dynamique des films de glace sont également modifiées en fonction de la température et du degré de recouvrement en HCl. On observe à 220K la coexistence de la glace Ih avec le dihydrate de chlore. A 250K on montre l'apparition d'un film quasi-liquide pour 0,3 et 0,6 MC de HCl. La mobilité décroît pour 1 MC, le film devient complètement amorphe. Les implications pour la chimie atmosphérique sont discutées. Enfin, des études préliminaires concernant l'adsorption de l'eau sur BaF2(111) sont réalisées. Elles montrent que c'est un bon substrat monocristallin pour la croissance épitaxiale de films épais de glace.

Computer screens are very small compared to the size of large information spaces that arise in many domains. The visualization of such datasets requires multiscale navigation capabilities, enabling users to switch between zoomed-in detailed views and zoomed-out contextual views of the data. Designing interfaces that allow users to quickly identify objects of interest, get detailed views of those objects, relate them and put them in a broader spatial context, raise challenging issues. Multi-scale interfaces have been the focus of much research effort over the last twenty years.There are several design approaches to address multiscale navigation issues. In this thesis, we review and categorize these approaches according to their level of content awareness. We identify two main approaches: content-driven, which optimizes interfaces for navigation in specific content; and content-agnostic, that applies to any type of data. We introduce the content-aware design approach, which dynamically adapts the interface to the content. The latter design approach can be used to design multiscale navigation techniques both in 2D or 3D spaces. We introduce Arealens and Pathlens, two content-aware fisheye lenses that dynamically adapt their shape to the underlying content to better preserve the visual aspect of objects of interest. We describe the techniques and their implementation, and report on a controlled experiment that evaluates the usability of Arealens compared to regular fisheye lenses, showing clear performance improvements with the new technique for a multiscale visual search task. We introduce a new distortion-oriented presentation library enabling the design of fisheye lenses featuring several foci of arbitrary shapes. Then, we introduce Gimlens, a multi-view detail-in-context visualization technique that enables users to navigate complex 3D models by drilling holes into their outer layers to reveal objects that are buried into the scene. Gimlens adapts to the geometry of objects of interest so as to better manage visual occlusion problems, selection mechanism and coordination of lenses.

[EN] Phononic crystals are artificial materials formed by a periodic arrangement of inclusions embedded into a host medium, where each of them can be solid or fluid. By controlling the geometry and the impedance contrast of its constituent materials, one can control the dispersive properties of waves, giving rise to a huge variety of interesting and fundamental phenomena in the context of wave propagation. When a propagating wave encounters a medium with different physical properties it can be transmitted and reflected in lossless media, but also absorbed if dissipation is taken into account. These fundamental phenomena have been classically explained in the context of homogeneous media, but it has been a subject of increasing interest in the context of periodic structures in recent years as well. This thesis is devoted to the study of different effects found in sonic and phononic crystals associated with transmission, reflection and absorption of waves, as well as the development of a technique for the characterization of its dispersive properties, described by the band structure. We start discussing the control of wave propagation in transmission in conservative systems. Specifically, our interest is to show how sonic crystals can modify the spatial dispersion of propagating waves leading to control the diffractive broadening of sound beams. Making use of the spatial dispersion curves extracted from the analysis of the band structure, we first predict zero and negative diffraction of waves at frequencies close to the band-edge, resulting in collimation and focusing of sound beams in and behind a 3D sonic crystal, and later demonstrate it through experimental measurements. The focusing efficiency of a 3D sonic crystal is limited due to the strong scattering inside the crystal, characteristic of the diffraction regime. To overcome this limitation we consider axisymmetric structures working in the long wavelength regime, as a gradient index lens. In this regime, the scattering is strongly reduced and, in an axisymmetric configuration, the symmetry matching with acoustic sources radiating sound beams increase its efficiency dramatically. Moreover, the homogenization theory can be used to model the structure as an effective medium with effective physical properties, allowing the study of the wave front profile in terms of refraction. We will show the model, design and characterization of an efficient focusing device based on these concepts. Consider now a periodic structure in which one of the parameters of the lattice, such as the lattice constant or the filling fraction, gradually changes along the propagation direction. Chirped crystals represent this concept and are used here to demonstrate a novel mechanism of sound wave enhancement based on a phenomenon known as "soft" reflection. The enhancement is related to a progressive slowing down of the wave as it propagates along the material, which is associated with the group velocity of the local dispersion relation at the planes of the crystal. A model based on the coupled mode theory is proposed to predict and interpret this effect. Two different phenomena are observed here when dealing with dissipation in periodic structures. On one hand, when considering the propagation of in-plane sound waves in a periodic array of absorbing layers, an anomalous decrease in the absorption, combined with a simultaneous increase of reflection and transmission at Bragg frequencies is observed, in contrast to the usual decrease of transmission, characteristic in conservative periodic systems at these frequencies. For a similar layered media, backed now by a rigid reflector, out-of-plane waves impinging the structure from a homogeneous medium will increase dramatically the interaction strength. In other words, the time delay of sound waves inside the periodic system will be considerably increased resulting in an enhanced absorption, for a broadband spectral range.
[ES] Los cristales fonónicos son materiales artificiales formados por una disposición periódica de inclusiones en un medio, pudiendo ambos ser de carácter sólido o fluido. Controlando la geometría y el contraste de impedancias entre los materiales constituyentes se pueden controlar las propiedades dispersivas de las ondas. Cuando una onda propagante se encuentra un medio con diferentes propiedades físicas puede ser transmitida y reflejada, en medios sin pérdidas, pero también absorbida, si la disipación es tenida en cuenta. La presente tesis está dedicada al estudio de diferentes efectos presentes en cristales sónicos y fonónicos relacionados con la transmisión, reflexión y absorción de ondas, así como el desarrollo de una técnica para la caracterización de sus propiedades dispersivas, descritas por la estructura de bandas. En primer lugar, se estudia el control de la propagación de ondas en transmisión en sistemas conservativos. Específicamente, nuestro interés se centra en mostrar cómo los cristales sónicos son capaces de modificar la dispersión espacial de las ondas propagantes, dando lugar al control del ensanchamiento de haces de sonido. Haciendo uso de las curvas de dispersión espacial extraídas del análisis de la estructura de bandas, se predice primero la difracción nula y negativa de ondas a frecuencias cercanas al borde de la banda, resultando en la colimación y focalización de haces acústicos en el interior y detrás de un cristal sónico 3D, y posteriormente se demuestra mediante medidas experimentales. La eficiencia de focalización de un cristal sónico 3D está limitada debido a las múltiples reflexiones existentes en el interior del cristal. Para superar esta limitación se consideran estructuras axisimétricas trabajando en el régimen de longitud de onda larga, como lentes de gradiente de índice. En este régimen, las reflexiones internas se reducen fuertemente y, en configuración axisimétrica, la adaptación de simetría con fuentes acústicas radiando haces de sonido incrementa la eficiencia drásticamente. Además, la teoría de homogenización puede ser empleada para modelar la estructura como un medio efectivo con propiedades físicas efectivas, permitiendo el estudio del frente de ondas en términos refractivos. Se mostrará el modelado, diseño y caracterización de un dispositivo de focalización eficiente basado en los conceptos anteriores. Considérese ahora una estructura periódica en la que uno de los parámetros de la red, sea el paso de red o el factor de llenado, cambia gradualmente a lo largo de la dirección de propagación. Los cristales chirp representan este concepto y son empleados aquí para demostrar un mecanismo novedoso de incremento de la intensidad de la onda sonora basado en un fenómeno conocido como reflexión "suave". Este incremento está relacionado con una ralentización progresiva de la onda conforme se propaga a través del material, asociado con la velocidad de grupo de la relación de dispersión local en los planos del cristal. Un modelo basado en la teoría de modos acoplados es propuesto para predecir e interpretar este efecto. Se observan dos fenómenos diferentes al considerar pérdidas en estructuras periódicas. Por un lado, si se considera la propagación de ondas sonoras en un array periódico de capas absorbentes, cuyo frente de ondas es paralelo a los planos del cristal, se produce una reducción anómala en la absorción combinada con un incremento simultáneo de la reflexión y transmisión a las frecuencias de Bragg, de forma contraria a la habitual reducción de la transmisión, característica de sistemas periódicos conservativos a estas frecuencias. En el caso de la misma estructura laminada en la que se cubre uno de sus lados mediante un reflector rígido, la incidencia de ondas sonoras desde un medio homogéneo, cuyo frente de ondas es perpendicular a los planos del cristal, produce un gran incremento de la fuerza de
[CAT] Els cristalls fonònics són materials artificials formats per una disposició d'inclusions en un medi, ambdós poden ser sòlids o fluids. Controlant la geometría i el contrast d'impedàncies dels seus materials constituents, és poden controlar les propietats dispersives de les ondes, permetent una gran varietatde fenòmens fonamentals interessants en el context de la propagació d'ones. Quan una ona propagant troba un medi amb pèrdues amb propietats físiques diferents es pot transmetre i reflectir, però també absorbida si la dissipació es té en compte. Aquests fenòmens fonamentals s'han explicat clàssicament en el context de medis homogenis, però també ha sigut un tema de creixent interés en el context d'estructures periòdiques en els últims anys. Aquesta tesi doctoral tracta de l'estudi de diferents efectes en cristalls fonònics i sònics lligats a la transmissió, reflexió i absorció d'ones, així com del desenvolupament d'una tècnica de caracterització de les propietats dispersives, descrites mitjançant la estructura de bandes. En primer lloc, s'estudia el control de la propagació ondulatori en transmissió en sistemes conservatius. Més específicament, el nostre interés és mostrar com els cristalls sonors poden modificar la dispersió espacial d'ones propagants donant lloc al control de l'amplària per difracció dels feixos sonors. Mitjançant les corbes dispersió espacial obtingudes de l'anàlisi de l'estructura de bandes, es prediu, en primer lloc, la difracció d'ones zero i negativa a freqüències próximes al final de banda. El resultat és la collimació i focalització de feixos sonors dins i darrere de cristalls de so. Després es mostra amb mesures experimentals. L'eficiència de focalització d'un cristall de so 3D està limitada per la gran dispersió d'ones dins del cristall, que és característic del règim difractiu. Per a superar aquesta limitació, estructures axisimètriques que treballen en el règim de llargues longituds d'ona, i es comporten com a lents de gradient d'índex. En aquest règim, la dispersió es redueix enormement i, en una configuració axisimètrica, a causa de l'acoblament de la simetría amb les fonts acústiques que radien feixos sonors, l'eficiència de radiació s'incrementa significativament. D'altra banda, la teoria d'homogeneïtzació es pot utilitzar per a modelar, dissenyar i caracteritzar un dispositiu eficient de focalització basat en aquests conceptes. Considerem ara una estructura periòdica en la qual un dels seus paràmetres de xarxa, com ara la constant de xarxa o el factor d'ompliment canvia gradualment al llarg de la direcció de propagació. Els cristalls chirped representen aquest concepte i s'utilitzen ací per a demostrar un mecanisme nou d'intensificació d'ones sonores basat en el fenòmen conegut com a reflexió "suau". La intensificació està relacionada amb la alentiment progressiva de l'ona conforme propaga al llarg del material, que està associada amb la velocitat de grup de la relació de dispersió local en els diferents plànols del cristall. Es proposa un model basat en la teoria de modes acoblats per a predir i interpretar este efecte. Dos fenòmens diferents cal destacar quan es tracta d'estructures periòdiques amb dissipació. Per un costat, al considerar la propagació d'ones sonores en el plànol en un array periòdic de capes absorbents, s'observa una disminució anòmala de l'absorció i es combina amb un augment simultani de reflexió i transmissió en les freqüències de Bragg que contrasta amb la usual disminució de transmissió, característica dels sistemes conservatius a eixes freqüències. Per a un medi similar de capes, amb un reflector rígid darrere, les ones fora del pla incidint l'estructura des de un medi homogeni, augmentaran considerablement la interacció. En altres paraules, el retràs temporal de les ones sonores dins del sistema periòdic augmentarà significativament produint un augmen
Cebrecos Ruiz, A. (2015). Transmission, reflection and absorption in Sonic and Phononic Crystals [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/56463
TESIS
Premiado

As the main topic this thesis describes the design and evaluation of selected reinforced concrete members of the prefabricated reinforced concrete industrial building with administration at ultimate limit state in accordance with applicable standards. Movable overhead crane with carrying capacity of 50 tons is the main distinction of the industrial hall. Lateral frame whit main structural parts which are roof prestressed girder, load-bearing column supporting the overhead crane and drilled pile transferring loads from the upper construction to the load bearing subsoil, is designed in particular. Furthermore, design of the Gerber beam which forms the slab construction in the administrational part of the building is elaborated. Structural design and evaluation of other structures of the building is not part of this thesis.

碩士
國立中央大學
天文研究所
92
The scientific operations of space telescopes and ground-based facilities worldwide have produced a flood of astronomical data waiting to be analyzed. Thus the development of fast and efficient system is in urgent demand for the purpose of data mining. The discovery of gravitational lensing events and interacting galaxies are very important in the study of cosmology. However, both types of structures are relatively rare and often hidden in the mountain of images. For these reasons, we have developed an automatic system to identify these objects from image archives by shape analysis. First, candidates are selected with the shape parameter defined by our method and a line and an arc are then fitted to these potential candidates. From error analysis the best shape can be identified. The algorithm developed in this work has been tested on two of the gravitational lensing events found in the RCS and proved to be successful. Furthermore, it has also been applied to a portion of the RCS data set, which consists of 210 images and dozens of interacting galaxies have been found.

This project is an exploration of how design can help redefine our interactions and engagement with tax. By using a combination of design methodologies, it explores what tax is to people today, what it could be in future and what social technological and environmental elements might be important to consider in designing future tax systems. With a particular focus on the UK, I apply user-centred research methods to gain insights into how tax, technology and non human life entities currently fit into people's lives. Using a more life-centred framework, I then synthesised the results of this research into design principles. Alongside these, I create a range of speculative probes which serve to illustrate and develop the different lenses and frictions through which the topic of tax could be approached and mapped. The final result is a more refined proposal for one way in which we might engage with tax differently in society by making it possible for citizens to allocate taxes to things in their surroundings and then track their impact. While the conclusion of this project has focused into developing a more refined result, I believe the bulk of its value has been in beginning to map a space, which up until now might have felt too complex and difficult for many designers to tackle. Tax is indeed very complex, and while the scope of this project has only allowed me to dip my toe into it, I would like to argue that it should not be neglected by design. On the contrary, as the complexity of tax inevitably collides with increasing digital complexity of our connected world, it is perhaps more important than ever that the field design takes part in any future dialogue, so that it can advocate for both human and non human perspectives within the wider picture of systemic impact.

The effect of the refraction of a laser beam propagating through three different phase objects, i.e. a laser produced plasma and two different gas media, is investigated in this thesis. It is shown that these effects have useful applications. As an introduction to the work performed, a basic discussion of the theory of light is given. In the first experimental study, the accuracy of using the Refractive Fringe Diagnostic, as a tool to determine the electron density profiles of laser produced plasmas, is investigated [Buccellato et al. (1992)]. A comparative study is performed between an established method of determining the electron density profiles of laser produced plasmas, i.e. Nomarski interferometry, and the Refractive Fringe Diagnostic, by comparing experimental data obtained from the same laser shot. For the electron density profiles investigated, it is shown that the Refractive Fringe Diagnostic over-estimates the electron density by an order of magnitude. It is suggested that the electron density errors are due to the inherent assumptions of the Refractive Fringe Diagnostic. To verify this, a numerical simulation into the accuracy of the RFD is performed on a mathematically modelled plasma. The discrepancy in the numerical results are consistent with those of the experimental results and these can be attributed to the assumptions made by the Refractive Fringe Diagnostic. Laser light refracted by a gas medium, with a specific density profile, may produce a near diffraction limited focal spot. The remaining two experimental investigations deal with two novel gas lenses: the Pulsed Gas Lens and the Colliding Shock Lens. A radially expanding cylinder of gas produces a suitable density structure to focus laser light. A design of a gas lens, the Pulsed Gas Lens, using this principle is proposed as a final focusing lens for a laser fusion power station [Buccellato et al. (1993a)]. To establish the feasibility of such a lens a proof-of- principle design for the lens is given. A numerical simulation of this lens is performed by modelling the gas flow from the lens and raytracing through the determined density profiles inside the lens. It is found that this lens can be used as a focusing element. To establish certain practical aspects of the proof-of- principle design, a beam deflection device was constructed and tested. This beam deflection device models the lensing principle of the proposed lens. The laser beam deflection observed did not match the computed deflection. The opening mechanism for the proof-of-principle design did not produce an instantaneous opening of the chamber as was assumed in the simulation. The opening mechanism must be modified to decrease the opening time. Diverging spherical shock waves, produced by pairs of opposing electrodes evenly spaced on a circumference, produce a converging cylindrically symmetric shock wave. After convergence a suitable density structure exists for near diffraction li.mited focusing to occur. It is found that the Colliding Shock Lens is a varifocal lens: the focal length and lens diameter increase with time [Buccellato et al. (1993b)]. A numerical simulation is performed to model the operation of the Colliding Shock Lens. The numerical results compare favourably with the experimental results. From the simulation it is established that the lens diameter can be scaled up by increasing the physical size of the lens and the input energy to the lens. Potential applications of the colliding shock lens are discussed. To conclude this thesis, the results of the separate investigations are summarised.
Thesis (Ph.D.)-University of Natal, 1994.