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Dissertations / Theses on the topic 'Approximation de la masse effective'
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1
Luisier, Mathieu. "Quantum transport beyond the effective mass approximation /." Zürich : ETH, 2007. http://e-collection.ethbib.ethz.ch/show?type=diss&nr=17016.
Full text
2
Gnadjro, Dossou. "Nombres d'ondes, masses volumiques et modules effectifs de milieux composites formés d'une matrice poro-élastique contenant des inclusions de forme cylindrique." Thesis, Normandie, 2019. http://www.theses.fr/2019NORMLH16/document.
Full textAbstract:
On étudie la propagation d’ondes acoustiques dans un milieu poreux obéissant à la théorie de Biotet contenant une distribution aléatoire de cavités cylindriques et celle d’une onde acoustique dans un fluide contenant une distribution polydisperse aléatoire de sphères poreuses. Dans le premier cas on utilise la généralisation de Conoir-Norris de la formule de Linton-Martin. En effet, elle permet de prendre en compte le phénomène de la conversion entre les trois ondes (deux longitudinales et une transversale) se propageant naturellement dans un milieu poreux de Biot contenant une distribution aléatoire de cavités. Des expressions analytiques sont trouvées pour les nombres d’onde effectifs des ondes cohérentes dans la limite de Rayleigh (régime basse fréquence). Les approximations des masses volumiques et modules des milieux hétérogènes sont fournies jusqu’à l’ordre de c2 en concentration. Le cas limite des cavités fluides aléatoires dans une matrice élastique est également discuté. Dans le deuxième cas on détermine les nombres d’ondes, modules et masses volumiques effectifs pour des distributions polydisperses de sphères poroélastiques. Pour y parvenir, les formules récentes du nombre d’onde effectif données par Linton et Martin dans le cas dilué monodisperse ont été modifiées. Compte tenu de l’incertitude entourant la prédiction de la distribution en taille des obstacles, trois densités de probabilité différentes sont étudiées et comparées : uniforme, Schulz et log-normal. Plus précisément, la limite de Rayleigh (régime de basse fréquence) est prise en compte lorsque les longueurs d’onde peuvent être supposées très grandes par rapport à la taille des obstacles. Dans cette limite, des formules simplifiées des concentrations sont fournies en fonction du paramètre caractérisant la dispersion en tailleWe study the propagation of acoustic waves in a porous medium obeying the Biot theory and containing a random distribution of cylindrical cavities and that of an acoustic wave in a fluid containing a random polydisperse distribution of porous spheres. In the first case we use the generalization by Conoir-Norris of the Linton-Martin formula. It allows to take into account the phenomenon of the conversion between the three waves (two longitudinal and one transverse) naturally propagating in a porous Biot medium containing a random distribution of cavities. Analytical expressions are found for the effective wavenumbers of coherent waves in the Rayleigh limit (low frequency regime). The approximations of the densities and heterogeneous media modules are presented up to the order of c2 in concentration. The limiting case of random fluid cavities in an elastic matrix is also discussed. In the second case the effective wavenumbers, moduli and density are determined for polydisperse distributions of poroelastic spheres. To achieve this, the recent formulas of the effective wave number given by Linton and Martin in the dilute monodisperse case have been modified. Given the uncertainty for predicting the distribution in size of obstacles, three different probability densities are studied and compared: uniform, Schulz and lognormal. More precisely, the Rayleigh limit is taken into account when the wave lengths can be assumed to be very large compared to the size of the obstacles. Within this limit, simplified formulas for concentrations are provided depending on the parameter characterizing the size dispersion
3
Morgan, David C. "A Gaussian approximation to the effective potential." Thesis, University of British Columbia, 1987. http://hdl.handle.net/2429/26500.
Full textAbstract:
This thesis investigates some of the properties of a variational approximation to scalar field theories: a trial wavefunctional which has a gaussian form is used as a ground state ansatz for an interacting scalar field theory - the expectation value of the Hamiltonian in this state is then minimized. This we call the Gaussian Approximation; the resulting effective potential we follow others by calling the Gaussian Effective Potential (GEP). An equivalent but more general finite temperature formalism is then reviewed and used for the calculations of the GEP in this thesis. Two scalar field theories are described: ϕ⁴ theory in four dimensions (ϕ⁴₄) and ϕ⁶ theory in three dimensions (ϕ⁶₃). After showing what the Gaussian Approximation does in terms of Feynman diagrams, renormalized GEP's are calculated for both theories. Dimensional Regularization is used in the renormalization and this this is especially convenient for the GEP in ϕ⁶₃ theory because it becomes trivially renor-malizable. It is noted that ϕ⁶₃ loses its infrared asymptotic freedom in the Gaussian Approximation. Finally, it is shown how a finite temperature GEP can be calculated by finding low and high temperature expansions of the temperature terms in ϕ⁶₃ theory.Science, Faculty of
Physics and Astronomy, Department of
Graduate
4
Jourdana, Clément. "Modélisation mathématique et simulation numérique pour des dispositifs nanoélectroniques innovants." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00645802.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, nous nous intéressons à la modélisation et la simulation de dispositifs nanoélectroniques innovants. Premièrement, nous dérivons formellement un modèle avec masse effective pour décrire le transport quantique des électrons dans des nanostructures très fortement confinées. Des simulations numériques illustrent l'intérêt du modèle obtenu pour un dispositif simplifié mais déjà significatif. La deuxième partie est consacrée à l'étude du transport non ballistique dans ces mêmes structures confinées. Nous analysons rigoureusement un modèle de drift-diffusion et puis nous décrivons et implémentons une approche de couplage spatial classique-quantique. Enfin, nous modélisons et simulons un nanodispositif de spintronique. Plus précisement, nous étudions le renversement d'aimantation dans un matériau ferromagnétique multi-couches sous l'effet d'un courant de spin.
5
Koh, Meng hock. "Fission-barriers and energy spectra of odd-mass actinide nuclei in self-consistent mean-field calculations." Thesis, Bordeaux, 2015. http://www.theses.fr/2015BORD0208/document.
Full textAbstract:
Alors qu’il existe de nombreux calculs microscopiques de barrières de fission pour des noyaux composés pair-pairs, il n’y a cependant que relativement peu de tels calculs pour des noyaux de masse impaire. Ceci est dû aux complications induites par la brisure de la symétric de reversement du sens du temps au niveau du champ moyen qui est engendrée par la présence d’un nucleon non apparié. Pour éviter cette difficulté, des calculs existants pour des noyaux de masse impaire ont tout simplement négligé ces effets de brisure de la symétrie de reversement du sens du temps.Dans ce travail, on se donne pour but d’améliorer la description des barrières de fission, aussi bien que des propriétés spectroscopiques du niveau fondamental et de l’état isomérique de fission,pour quelques isotopes de masse impaire dans la région des actinides en prenant en compte de tels effets. Ceci a été réalisé dans le cadre du formalisme de Skyrme–Hartree–Fock plus BCS avec blocking en adaptant ce formalisme à la brisure de la symétrie considérée. L’interaction résiduelle d’appariement a été approchée par une force de séniorité dont les paramètres ont été ajustés pour reproduire les différences de masse pair-impair de quelques noyaux de la région des actinides.Les énergies des têtes de bande rotationnelle de basse énergie ont été calculées dans le cadre du modèle unifié de Bohr-Mottelson pour quatre noyaux bien déformés (235U, 239Pu, 237Np, 241Am)produisant un bon accord qualitatif avec les données pour les noyaux impairs en neutrons. L’accord significativement moins bon obtenu pour les noyaux impairs en protons pourrait résulter de l’usage de l’approximation de Slater pour l’interaction d’échange de Coulomb. Les énergies de déformation de deux noyaux impairs en neutrons (235U, 239Pu) ont été calculées pour quelques configurations de particule individuelle, jusqu’après la barrières de fission externe. La symétrie axiale a été imposée tandis que la brisure de la symétrie droite-gauche (ou de parité intrinsèque) a été permise dans la région de la seconde barrière. Les hauteurs des barrières de fission pour ces noyaux impairs dépendent significativement des configurations de particule individuelle. Un accord qualitatif avec les données disponibles pour les hauteurs de barrières des noyaux impairs considérés et leurs voisins pair-pairs a été généralement obtenuWhile there have been numerous microscopic calculations on fission barriers of even-even compoundnuclei, there are however, relatively few such work dedicated to odd-mass nuclei. This is dueto the complications posed by the breaking of the time-reversal symmetry at the mean-field leveldue to the presence of an unpaired nucleon. In order to circumvent this difficulty, previous fission barriercalculations of odd-mass nuclei have been performed by neglecting the effect of time-reversalsymmetry breaking. This work aims to improve on the description of fission barriers as well asthe spectroscopic properties of ground and fission-isomeric state, of some odd-mass actinide nucleiby taking the effect of time-reversal symmetry breaking into account. This has been perfomedwithin a Skyrme-Hartree-Fock-plus-BCS framework with blocking, where the BCS formalism hasbeen adapted to accomodate this symmetry breaking. The Skyrme nucleon-nucleon effective forcehas been used with various sets of parameters (SIII, SkM*, SLy5*). The residual pairing interactionhas been approximated by seniority forces whose neutron and proton parameters have beenfitted to reproduce the odd-even mass differences of some actinide nuclei. The low-lying rotationalband-head energies evaluated within the Bohr-Mottelson unified model have been determined forfour well-deformed odd-nuclei (235U, 239Pu, 237Np, 241Am) yielding a good qualitative agreementto the data for odd-neutron nuclei. The agreement was significantly less good for the odd-protonnuclei, possibly due to the use of the Slater approximation for the exchange Coulomb interaction.The deformation energies of two odd-neutron nuclei (235U and 239Pu) have been calculated forsome single-particle configurations up to a point beyond the outer fission-barrier. Axial symmetrynuclear shape has been assumed while a breaking of the left-right (or intrinsic parity) symmetryhas been allowed around the outer fission-barrier. The fission-barrier heights of such odd-neutronnuclei depend significantly on the particle configurations. A special attention has been paid tothe very important rotational correction to deformation energies. In particular, the correction ofthe moment of inertia calculated from the usual Belyaev expression was considered. Overall, aqualitative agreement with available data on fission-barrier heights for the considered odd-neutronnuclei and their even neighbours has been obtained
6
Steuding, Rasa, Jörn Steuding, Kohji Matsumoto, Antanas Laurinčikas, and Ramūnas Garunkštis. "Effective uniform approximation by the Riemann zeta-function." Department of Mathematics of the Universitat Autònoma de Barcelona, 2010. http://hdl.handle.net/2237/20429.
Full text
7
Jourdana, Clément. "Mathematical modeling and numerical simulation of innovative electronic nanostructures." Toulouse 3, 2011. http://www.theses.fr/2011TOU30200.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, nous nous intéressons à la modélisation et la simulation de dispositifs nanoélectroniques innovants. Premièrement, nous dérivons formellement un modèle avec masse effective pour décrire le transport quantique des électrons dans des nanostructures très fortement confinées. Des simulations numériques illustrent l'intérêt du modèle obtenu pour un dispositif simplifié mais déjà significatif. La deuxième partie est consacrée à l'étude du transport non ballistique dans ces mêmes structures confinées. Nous analysons rigoureusement un modèle de drift-diffusion et puis nous décrivons et implémentons une approche de couplage spatial classique-quantique. Enfin, nous modélisons et simulons un nanodispositif de spintronique. Plus précisement, nous étudions le renversement d'aimantation dans un matériau ferromagnétique multi-couches sous l'effet d'un courant de spinIn this PhD thesis, we are interested in the modeling and the simulation of innovative electronic nanodevices. First, we formally derive an effective mass model describing the quantum motion of electrons in ultra-scaled confined nanostructures. Numerical simulations aim at testing the relevance of the obtained model for a simplified (but already significant) device. The second part is devoted to non-ballistic transport in these confined nanostructures. We rigorously analyse a drift-diffusion model and afterwards we describe and implement a classical-quantum spatial coupling approach. In the last part, we model and simulate a spintronic nanodevice. More precisely, we study the magnetization switching of a ferromagnetic material driven by a spin-current
8
Bonnet, Florian. "Effective theories and neutrino physics." Paris 11, 2009. http://www.theses.fr/2009PA112068.
Full text
9
Adjali, Mohamed Iqbal. "The soliton of the effective chiral action in the two-point approximation." Thesis, University of Oxford, 1991. http://ora.ox.ac.uk/objects/uuid:afd6bb9e-acef-4325-8d02-aaa02e456629.
Full textAbstract:
In this thesis, we study the "two-point approximation" for highly non-local effective actions, in the particular case of the Chiral Soliton Model of the nucleon. The nucleon in this model is regarded as being made of three valence quarks bound together by a meson field in a soliton form. Mesons are treated in mean field theory and the vacuum energy due to one-quark loops is included. The theory is defined with a finite cut-off in momentum space, consistent with an effective theory for the low-energy description of the strong interactions. We use the two-point approximation to calculate the vacuum correction to the chiral soliton energy for a variety of soliton profile functions, investigating the effect of different regularisation schemes. Results are little influenced by the choice of the cut-off, and are within 20% of exact calculations, done with the full inclusion of the Dirac sea. We then perform a dynamical calculation of the chiral soliton by including sea-quark effects self-consistently in the two-point approximation. We find a typical 20% (or less) deviation in the soliton energy from exact calculations. We apply a further "pole" approximation which leads to a significant algebraic simplification in the self-consistent equations. We show, in particular, that a simple numerical fit of the pole form to the two-point cut-off function yields essentially indistinguishable results from the latter. We finally calculate some static nucleon observables in the two-point approximation and find general agreement with exact calculations. In view of the results obtained, we may hope that the pole form of the twopoint approximation may prove to be a generally useful approach to similar problems involving highly non-local actions.
10
Shrestha, Surendra Prakash. "An effective medium approximation and Monte Carlo simulation in subsurface flow modeling." Diss., Virginia Tech, 1993. http://hdl.handle.net/10919/38642.
Full text
11
Nolte, Martin [Verfasser], and Dietmar [Akademischer Betreuer] Kröner. "Efficient numerical approximation of the effective hamiltonian = Effiziente numerische Berechnung der effektiven Hamiltonfunktion." Freiburg : Universität, 2011. http://d-nb.info/1123465088/34.
Full text
12
Heimonen, A. (Ari). "On effective irrationality measures for some values of certain hypergeometric functions." Doctoral thesis, University of Oulu, 1997. http://urn.fi/urn:isbn:9514247191.
Full textAbstract:
Abstract
The dissertation consists of three articles in which irrationality measures for some values of certain special cases of the Gauss hypergeometric function are considered in both archimedean and non-archimedean metrics.
The first presents a general result and a divisibility criterion for certain products of binomial coefficients upon which the sharpenings of the general result in special cases rely. The paper also provides an improvement concerning th e values of the logarithmic function. The second paper includes two other special cases, the first of which gives irrationality measures for some values of the arctan function, for example, and the second concerns values of the binomial function. All the results of the first two papers are effective, but no computation of the constants for explicit presentation is carried out. This task is fulfilled in the third article for logarithmic and binomial cases. The results of the latter case are applied to some Diophantine equations.
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Cui, Cheng Liang. "Diffusivité effective en chromatographie et en catalyse : signification, mesure et interprétation." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1989. http://www.theses.fr/1989NAN10049.
Full textAbstract:
Des correspondances sont données entre les coefficients de diffusion effectifs mesures par la chromatographie et la diffusivité effective en catalyse. Lorsque les pores sont de taille distribuée, la diffusivité effective utilisée dans le cas du processus de transfert de matière en régime stationnaire, de la chromatographie et de la catalyse peut être différente. Pour discerner les contributions de la dispersion axiale et du transfert de matière lors de l'évaluation des coefficients de diffusion effectifs à partir des expériences chromatographiques, nous avons proposé une nouvelle méthode consistant à mesurer la dispersion, in situ, dans la colonne du catalyseur
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Muller, Theophillus Frederic George. "Optical modeling of amorphous and metal induced crystallized silicon with an effective medium approximation." Thesis, University of the Western Cape, 2009. http://etd.uwc.ac.za/index.php?module=etd&action=viewtitle&id=gen8Srv25Nme4_3788_1297758783.
Full textAbstract:
In this thesis we report on the metal-mediated-thermally induced changes of the structural and optical properties of hydrogenated amorphous silicon deposited by hot-wire CVD, where aluminium and nickel were used to induce crystallization. The metal-coated amorphous silicon was subjected to a thermal annealing regime of between 150 and 520°
C. The structural measurements, obtained by Raman spectroscopy, show partial crystallization occurring at 350 °
C. At the higher annealing temperatures of 450°
C and 520°
C complete crystallization occurs. Reflection and transmission measurements in the UV-visible range were then used to extract the optical properties. By adopting the effective medium approximation a single optical model could be constructed that could successfully model material that was in different structural phases, irrespective of metal contamination. Changes in the absorption of the material in various stages of transition were confirmed with a directly measured absorption technique, and the modelled absorption closely followed the same trends This study forms part of the larger overall solar cell research project, of which the primary aim is to eventually develop a silicon solar panel that optimises the characteristics for best performance.
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Assila, Rachid. "Résolution numérique, par éléments finis, d'un modèle hydrodynamique des semiconducteurs avec masse effective variable." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1997. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk3/ftp04/nq25374.pdf.
Full text
16
Chappert, Frédéric. "Nouvelles paramétrisations de l'interaction nucléaire effective de Gogny." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00177379.
Full textAbstract:
L'interaction effective entre les nucléons est un ingrédient essentiel descalculs microscopiques de structure nucléaire. L'une des formes utilisée
depuis les années 1970 est la force effective phénoménologique proposée par
D. Gogny. Cette force donne d'excellents résultats dans les noyaux à
l'approximation du champ moyen. La présence de composantes de contact ne
permet pas cependant de l'employer en toute généralité pour décrire les
corrélations au-delà du champ moyen qui se manifestent fréquemment dans les
noyaux.
Dans ce travail, nous étudions des extensions de la force de Gogny, notamment
une généralisation où le terme dépendant de la densité de portée nulle est
remplacé par un terme de portée finie. Les paramètres intervenant dans la forme
analytique de la force sont ajustés sur les propriétés de la matière nucléaire
infinie symétrique et de la matière neutronique, et sur les observables globales
de quelques noyaux stables, en particulier celles associées aux corrélations
d'appariement. Nous présentons la méthode permettant d'inclure ce type de
force dans les codes de calcul Hartree-Fock-Bogoliubov et nous analysons les
résultats obtenus dans de nombreux noyaux. Les nouvelles versions de la force
de Gogny apparaissent reproduire la structure nucléaire avec une qualité égale
ou supérieure à la version traditionnelle.
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Vanzini, Marco. "Auxiliary systems for observables : dynamical local connector approximation for electron addition and removal spectra." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLX012/document.
Full textAbstract:
Cette thèse propose une méthode théorique innovante pour l'étude des spectres d'excitation à un électron, mesurée par spectroscopie de photoémission directe et inverse.La plupart des calculs actuels au niveau de l’état de l’art reposent sur des fonctions de Green à plusieurs corps et des self-énergies complexes et non locales, évaluées spécifiquement pour chaque matériau. Même lorsque les spectres calculés sont en très bon accord avec les expériences, le coût de calcul est très important. La raison est que la méthode elle-même n'est pas efficace, car elle fournit beaucoup d'informations superflues qui ne sont pas nécessaires pour l'interprétation des données expérimentales.Dans cette thèse, nous proposons deux raccourcis par rapport à la méthode standard. Le premier est l'introduction d'un système auxiliaire qui cible, en principe, le spectre d'excitation du système réel. L'exemple type est la théorie de la fonctionnelle de la densité, pour lequel le système auxiliaire est le système de Kohn-Sham : elle reproduit exactement la densité du système réel par l'intermédiaire d'un potentiel réel et statique, le potentiel de Kohn-Sham. La théorie de la fonctionnelle de la densité est, cependant, une théorie de l'état fondamental, qui ne fournit que rarement des propriétés d'état excités : un exemple est le fameux problème de la sous-estimation de la bande interdite. Le potentiel que nous proposons (le potentiel spectral), local et dépendant de la fréquence, mais réelle, peut être considéré comme une généralisation dynamique du potentiel de Kohn-Sham qui donne en principe le spectre exact.Le deuxième raccourci est l'idée de calculer ce potentiel une fois pour toute dans un système modèle, le gaz d'électrons homogène, et de le tabuler. Pour étudier des matériaux réels, nous concevons un connecteur qui prescrit l'utilisation des résultats du gaz pour calculer les spectres électroniques.La première partie de la thèse traite de l'idée de systèmes auxiliaires, montrant le cadre général dans lequel ils peuvent être introduits et les équations qu'ils doivent satisfaire. Nous utilisons des modèles de Hubbard solubles exactement pour mieux comprendre le rôle du potentiel spectral ; en particulier, il est démontré que le potentiel peut être défini uniquement chaque fois que le spectre est non nul, et donne toujours les spectres attendus, même lorsque la partie imaginaire ou les contributions non locales de la self-énergie jouent un rôle de premier plan.Dans la deuxième partie de la thèse, nous nous concentrons sur les calculs pour les systèmes réels. Nous évaluons d'abord le potentiel spectral dans le gaz d'électrons homogène, puis l'importons dans le système auxiliaire pour évaluer le spectre d'excitation. Toute l’interdependence non triviale entre l'interaction électronique et l'inhomogénéité du système réel entre dans la forme du connecteur. Trouver une expression pour cela est le véritable défi de la procédure. Nous proposons une approximation raisonnable basée sur les propriétés locales du système, que nous appelons approximation du connecteur dynamique local.Nous mettons en œuvre cette procédure pour quatre prototypes de matériaux différents : le sodium, un métal presque homogène ; l'aluminium, encore un métal mais moins homogène ; le silicium, un semi-conducteur ; l'argon, un isolant inhomogène. Les spectres que nous obtenons avec cette approche concordent de manière impressionnante avec ceux qui sont évalués via la self-énergie, très coûteuse en temps de calcul, démontrant ainsi le potentiel de cette théorieThis thesis proposes an innovative theoretical method for studying one-electron excitation spectra, as measured in photoemission and inverse photoemission spectroscopy.The current state-of-the-art realistic calculations rely usually on many-body Green’s functions and complex, non-local self energies, evaluated specifically for each material. Even when the calculated spectra are in very good agreement with experiments, the computational cost is very large. The reason is that the method itself is not efficient, as it yields much superfluous information that is not needed for the interpretation of experimental data.In this thesis we propose two shortcuts to the standard method. The first one is the introduction of an auxiliary system that exactly targets, in principle, the excitation spectrum of the real system. The prototypical example is density functional theory, in which the auxiliary system is the Kohn-Sham system: it exactly reproduces the density of the real system via a real and static potential, the Kohn-Sham potential. Density functional theory is, however, a ground state theory, which hardly yields excited state properties: an example is the famous band-gap problem. The potential we propose (the spectral potential), local and frequency-dependent, yet real, can be viewed as a dynamical generalisation of the Kohn-Sham potential which yields in principle the exact spectrum.The second shortcut is the idea of calculating this potential just once and forever in a model system, the homogeneous electron gas, and tabulating it. To study real materials, we design a connector which prescribes the use of the gas results for calculating electronic spectra.The first part of the thesis deals with the idea of auxiliary systems, showing the general framework in which they can be introduced and the equations they have to fulfill. We then use exactly-solvable Hubbard models to gain insight into the role of the spectral potential; in particular, it is shown that a meaningful potential can be defined wherever the spectrum is non-zero, and that it always yields the expected spectra, even when the imaginary or the non-local parts of the self energy play a prominent role.In the second part of the thesis, we focus on calculations for real systems. We first evaluate the spectral potential in the homogeneous electron gas, and then import it in the auxiliary system to evaluate the excitation spectrum. All the non-trivial interplay between electron interaction and inhomogeneity of the real system enters the form of the connector. Finding an expression for it is the real challenge of the procedure. We propose a reasonable approximation for it, based on local properties of the system, which we call dynamical local connector approximation.We implement this procedure for four different prototypical materials: sodium, an almost homogeneous metal; aluminum, still a metal but less homogeneous; silicon, a semiconductor; argon, an inhomogeneous insulator. The spectra we obtain with our approach agree to an impressive extent with the ones evaluated via the computationally expensive self energy, demonstrating the potential of this theory
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Dabaghi, Farshid. "Étude de la convergence des méthodes de redistribution de masse pour les problèmes de contact en élastodynamique." Thesis, Lyon, INSA, 2014. http://www.theses.fr/2014ISAL0070/document.
Full textAbstract:
Le chapitre 1 porte sur une équation des ondes monodimensionnelle soumise à une condition aux limites unilatérale. Sous des hypothèses de régularité appropriées sur les données initiales, une nouvelle preuve d’existence et d’unicité est proposée. La méthode de redistribution de masse qui repose sur une redistribution de la masse d’un corps de telle sorte qu’il n’y ait pas d’inertie au niveau du nœud de contact est introduite et sa convergence est prouvée. Une approximation de ce problème d’évolution combinant la méthode des éléments finis ainsi que la méthode de redistribution de masse est analysée dans le chapitre 2. Puis deux problèmes ainsi que leurs solutions analytiques respectives (l’une étant nouvelle) sont présentés et des discrétisations possibles en utilisant différentes méthodes d’intégration en temps sont décrites. Enfin, des simulations numériques de ces problèmes sont reportées. Dans le chapitre 3, la masse des nœuds de contact est redistribuée sur les autres nœuds et sa convergence ainsi qu’une estimation de l’erreur en temps sont établies. Ensuite, une solution analytique déjà introduite dans le chapitre 3 est comparée aux approximations obtenues pour plusieurs redistributions de masse possibles mettant ainsi en évidence que plus une redistribution de masse d’un corps se fait à proximité des nœuds de contact meilleures sont les solutions approchées obtenues. Les problèmes de contact élastodynamique en dimension d’espace deux et trois sont étudiés dans le chapitre 4. Comme pour les problèmes de contact monodimensionnels, une solution approchée combinant les éléments finis et la redistribution de masse est exposée. Quelques simulations numériques utilisant des méthodes d’intégration en temps mettent en évidence les propriétés de convergence de la méthode de redistribution de masseThe chapter 1 focuses on a one–dimensional wave equation being subjected to a unilateral boundary condition. Under appropriate regularity assumptions on the initial data, a new proof of existence and uniqueness results is proposed. The mass redistribution method based on a redistribution of the body mass such that there is no inertia at the contact node is introduced and its convergence is proved. An approximation of this evolutionary problem combining the finite element method as well as the mass redistribution method is analyzed in chapter 2. Then two benchmark problems (one being new) with their analytical solutions are presented and some possible discretizations using different time–integration schemes are described. Finally, numerical experiments for these benchmark problems are reported. In chapter 3, the mass of the contact nodes is redistributed on the other nodes and its convergence as well as an error estimate in time are established. Then an analytical solution already introduced in chapter 3 is compared to approximate ones obtained for different choices of mass redistribution highlighting that more a mass redistribution of the body is done near the contact nodes better the approximate solutions are obtained. The two and three–dimensional elastodynamic contact problems are studied in chapter 4. As for the one–dimensional contact problems, an approximated solution combining the finite element and mass redistribution methods is exhibited. Some numerical experiments using time–integration methods highlighted the convergence properties of the mass redistribution method
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Fantina, Anthea Francesca. "Supernovae theory : study of electro-weak processes during gravitational collapse of massive stars." Paris 11, 2010. http://www.theses.fr/2010PA112225.
Full textAbstract:
Dans le cadre de la théorie des Supernovae de type II, la plus part des simulations numériques échouent de reproduire l'explosion observée, à cause de phénomènes hydrodynamiques et des processus nucléaires pas encore bien connus. Le but de ce travail est d'étudier certains processus microphysiques et d'évaluer leur impact parmi des simulations hydrodynamiques. Parmi les processus électro-faibles intervenant pendant l'effondrement, le plus important est la capture électronique, crucial pour déterminer l'évolution de la fraction leptonique dans la phase de neutronization. Elle a un impact sur l'efficacité du rebond et l'énergie de l'onde du choc. De plus, l'équation d'état de la matière et les taux de capture électronique dans les noyaux sont modifiés par la masse effective des nucléons dans les noyaux, dûe aux corrélations à multi-corps, et à sa dépendance de la température. On présente un modèle nucléaire avec le but d'étudier la masse effective nucléaire. On a inclus dans une approche de la fonctionnelle de la densité une masse effective piquée en surface pour reproduire des effets au delà de Hartree-Fock. On présente aussi les modèles de supernova sur lesquels j'ai travaillé, dans une approximation à une zone et à une dimension en symétrie sphérique, newtonienne et en relativité générale. On montre que, en introduisant une masse effective dépendante de la température dans un code à une zone et newtonien en symétrie sphérique avec transport des neutrinos, la deleptonization est réduite : cela a un impact non-negligeable sur la formation de l'onde du choc. On présente aussi les résultats obtenus avec un code en relativité générale avec un traitement muIti-groupe des neutrinosLn the framework of type II Supernovae theory, most of numerical simulations of the supernova core collapse and shock wave propagation fail to reproduce the observed explosion, because of both hydrodynamical phenomena and to some microphysical processes involved in the picture and not yet completely understood. The aim of this work is to investigate some microphysical aspects and to analyze their effects through hydrodynamical simulations. Among electro-weak processes occuring in core-collapse supernova, the most important one is the electron capture, crucial to determine the evolution of lepton fraction during the neutronization phase. It affects the efficiency of the bounce and the strength of the shock wave. Moreover, both the equation of state of supernova matter and electron capture rates in nuclei are modified by the nuclear effective mass in nuclei, induced by many-body correlations, and its temperature dependence. I will present a nuclear model aimed at studying the nuclear effective mass. We have included in a energy density functional approach a surface-peaked nuclear effective mass to mimic some effects beyond Hartree-Fock. I will then present the supernova models I have worked on, in a one-zone approximation, and in spherically symmetric one-dimensional approximation, Newtonian and General Relativistic. We will show that, introducing a temperature dependent effective mass into a one-zone and a one dimensional Newtonian code with neutrino transport, the deleptonization is reduced and has a non-negligible effect on the shock wave energetics. We will also present results obtained with the General Relativistic code with a multi-group treatment of neutrinos
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Liu, Wenlung. "Multiple Wave Scattering and Calculated Effective Stiffness and Wave Properties in Unidirectional Fiber-Reinforced Composites." Diss., Virginia Tech, 1997. http://hdl.handle.net/10919/30646.
Full textAbstract:
Analytic methods of elastic wave scattering in fiber-reinforced composite materials are investigated in this study to calculate the effective static stiffness (axial shear modulus, m) and wave properties (axially shear wave speed, B and attenuation, Y) in composites. For simplicity only out-of-plane shear waves are modeled propagating in a plane transverse to the fiber axis. Statistical averaging of a spatially random distribution of fibers is performed and a simultaneous system of linear equations are obtained from which the effective global wave numbers are numerically calculated. The wave numbers, K=Re(K)+iIm(K), are complex numbers where the real parts are used to compute the effective axial shear static stiffness and wave speed; the imaginary parts are used to compute the effective axial shear wave attenuation in composites.
Three major parts of this study are presented. The first part is the discussion of multiple scattering phenomena in a successive-events scattering approach. The successive-events scattering approach is proven to be mathematically exact by comparing the results obtained by the many-bodies-single-event approach. Scattering cross-section is computed and comparison of the first five scattering orders is made. Furthermore, the ubiquitous quasi-crystalline approximation theorem is given a justifiable foundation in the fiber-matrix composite context. The second part is to calculate m, B and Y for fiber-reinforced composites with interfacial layers between fibers and matrix. The material properties of the layers are assumed to be either linearly or exponentially distributed between the fibers and matrix. A concise formula is obtained where parameters can be computed using a computationally easy-to-program determinant of a square matrix. The numerical computations show, among other things, that the smoother (more divisional layers), or thinner, the interfacial region the less damped are the composite materials. Additionally composites with exponential order distribution of the interfacial region are more damped than the linear distribution ones. The third part is to calculate m, B and Y for fiber-reinforced composites with interfacial cracks. The procedures and computational techniques are similar to those in the second part except that the singularity near the crack tip needs the Chebychev function as a series expansion to be adopted in the computation.
Both the interfacial layers and interfacial crack cases are analyzed in the low frequency range. The analytic results show that waves in both cases are attenuated and non-dispersive in the low frequency range. The composites with interfacial layers are transversely isotropic, while composites with interfacial cracks are generally transversely anisotropic.Ph. D.
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Lechaftois, François. "Description des états excités du noyau par la méthode de la Quasiparticle Random-Phase Approximation et l'interaction de Gogny." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLS430/document.
Full textAbstract:
Cette thèse présente trois aspects centrés autour de la QRPA (Quasiparticle Random Phase Approximation).Le premier consiste en l'utilisation d'un code à symétrie axiale pour confronter des données calculéesà des résultats expérimentaux, et pour alimenter un code microscopique de réactions. Cette étapeest l'occasion d'analyser la spectroscopie du noyau à basse énergie (quelques dizaines de MeV), etplus spécifiquement (mais pas uniquement) la chaîne isotopique de l'étain (Z=50). Le second facetterepose sur l'amélioration d'un formalisme de calcul des opérateurs de transitions éléctromagnétiquesmultipolaires, et d'une méthode de généralisation du calcul de ces opérateurs permettant de faciliterla programmation en uniformisant le code pour les différentes multipolarités. Finalement, afin dedépasser la contrainte de la symétrie axiale, un nouveau code de calcul en symétrie triaxiale a étédéveloppé. Ses caractéristiques et son développement sont présentés, suivis des premiers résultatsdus à son exploitationThis thesis presents three aspects centered around the QRPA (Quasiparticle Random Phase Approximation).The first consists in the use of an axial code to confront computed data with experimental results andto feed a microscopic reaction code. This step is a chance to analyse low-energy spectroscopy (fewtens of MeV) of some nuclei, and more precisely (but not exclusively) the tin isotopic chain (Z=50).The second one relies on the improvement of the formalism to calculate multipolar electromagnetictransition operators, and a method to consolidate the computation of these operators, allowing toease the programming by unifying the code for different multipolarities. Finally, in order to overcomethe axial symmetry constraint, a new triaxial code has been developed. Its assets and developmentare presented, followed by the first batch of results
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Hugues, Emmanuel. "Modélisation des performances des avions par réseaux de neurones multi-couches : application à la maximisation de la masse au décollage." Toulouse, ENSAE, 1999. http://www.theses.fr/1999ESAE0003.
Full textAbstract:
Les compagnies aériennes désirent évaluer de manière rapide et précise les capacités opérationnelles de leurs avions (masse maximale au décollage) en fonction des conditions du jour (aéroport, conditions atmosphériques). Le logiciel OCTOPUS livré avec chaque Airbus depuis 1992, permet ce calcul de masse maximale au décollage soit par une méthode précise (intégration des équations de la mécanique du vol) mais trop longue en temps de calcul, soit par une méthode rapide (approximation polynomiale des fonctions de performances contraintes) mais trop imprécise. Dans ce contexte, les présents travaux visent à définir une nouvelle méthode approchée plus précise utilisant des réseaux de neurones multi-couches. A partir de l'analyse des fonctions modélisées et des approximateurs utilisés,un atelier de production est réalisé permettant de générer automatiquement les réseaux de neurones nécessaires pour déterminer les capacités opérationnelles d'un avion en fonction de tous les paramètres du décollage. Cette génération respecte les contraintes internes de productivité et les exigences de temps et de précision des compagnies aériennes. Depuis mars 1998, la méthode est opérationnelle et les réseaux de neurones remplacent la modélisation polynomiale existante. D'autre part, le contexte aéronautique, sensible en terme de sécurité, impose une certaine fiabilité sur les réseaux de neurones utilisés. Des méthodes de validation des modèles neuronaux sont proposés, permettant de répondre aux exigences d'une certification des calculs approchés.
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Kuss, Ingolf [Verfasser]. "Observability of Anomalous Couplings of Electroweak Vector-Bosons at the LHC and Improved Formulation of an Effective Vector-Boson Approximation / Ingolf Kuss." Bielefeld : Universitätsbibliothek Bielefeld, 1996. http://d-nb.info/1034401351/34.
Full text
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Mezzache, Sakina. "Détermination des propriétés thermochimiques de constituants d'ADN et de peptides pour une meilleure compréhension de la stabilité de systèmes non-covalents en phase gazeuse." Paris 6, 2004. http://www.theses.fr/2004PA066229.
Full text
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Reimer, Jody. "Effective design of marine reserves : incorporating alongshore currents, size structure, and uncertainty." Thesis, University of Oxford, 2013. http://ora.ox.ac.uk/objects/uuid:8a5e72cb-6bc9-4ef3-a991-2cc934b228fb.
Full textAbstract:
Marine populations worldwide are in decline due to anthropogenic effects. Spatial management via marine reserves may be an effective conservation method for many species, but the requisite theory is still underdeveloped. Integrodifference equation (IDE) models can be used to determine the critical domain size required for persistence and provide a modelling framework suitable for many marine populations. Here, we develop a novel spatially implicit approximation for the proportion of individuals lost outside the reserve areas which consistently outperforms the most common approximation. We examine how results using this approximation compare to the existing IDE results on the critical domain size for populations in a single reserve, in a network of reserves, in the presence of alongshore currents, and in structured populations. We find that the approximation consistently provides results which are in close agreement with those of an IDE model with the advantage of being simpler to convey to a biological audience while providing insights into the significance of certain model components. We also design a stochastic individual based model (IBM) to explore the probability of extinction for a population within a reserve area. We use our spatially implicit approximation to estimate the proportion of individuals which disperse outside the reserve area. We then use this approximation to obtain results on extinction using two different approaches, which we can compare to the baseline IBM; the first approach is based on the Central Limit Theorem and provides efficient simulation results, and the second modifies a simple Galton-Watson branching process to include loss outside the reserve area. We find that this spatially implicit approximation is also effective in obtaining results similar to those produced by the IBM in the presence of both demographic and environmental variability. Overall, this provides a set of complimentary methods for predicting the reserve area required to sustain a population in the presence of strong fishing pressure in the surrounding waters.
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Pricopi, Lucia. "Etude de la masse effective des fermions lourds CeAl2 et CeRu2Si2 par mesures de l'effet de Haas-van Alphen sous champs magnétiques pulsés." Toulouse 3, 2001. http://www.theses.fr/2001TOU30044.
Full text
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Galkowski, Krzysztof. "Propriétés magnéto-optiques et microscopiques de perovskites organique-halogénure de plomb." Thesis, Toulouse 3, 2017. http://www.theses.fr/2017TOU30265/document.
Full textAbstract:
Les perovskites hybrides organique-halogénure de plomb représentent une classe de matériaux émergents, proposés en tant qu'absorbeur de lumière dans le cadre d'une nouvelle génération de cellules solaires. La formule chimique de ces composés est APbX3, où A est un cation organique, X représente un anion halogénure (normalement Cl-, Br-, ou l-, ou alors un alliage composé par ces éléments). Les perovskite hybrides combinent d'excellentes propriétés d'absorption avec une grande longueur de diffusion et de longues durées de vie des porteurs de charge, ce qui permet d'atteindre des efficacités de conversion de photons de 22%. Un autre avantage réside dans leur bas coût de fabrication. Par conséquent, avec le développement de cette classe de matériaux, le photovoltaïque basé sur les perovskites sera potentiellement capable de fortement améliorer les performances de la technologie photovoltaïque actuelle, basée sur le silicium. Dans cette thèse, nous utilisons des méthodes optiques afin d'étudier les propriétés électroniques de base et la morphologie de couches minces de plusieurs représentants des perovskites. Nous étudions notamment des composés ayant le methylammonium et le formamidinium en tant que cations organiques ainsi que les iodures et les bromures à large bande interdite et nous montrons de quelle manière la composition chimique influence les paramètres étudiés. Par magnéto-transmission, nous déterminons directement l'énergie de liaison de l'exciton et sa masse réduite. Nous avons trouvé que les énergies de liaison à T = 2K sont comprises de 14 à 25 meV, plus petites ou comparables à l'énergie thermique moyenne à la température ambiante (25meV). De plus, ces valeurs diminuent à T=160K jusqu'à 10-24meV. Suite à ces résultats, nous concluons que les porteurs photocréés dans les perovksites peuvent être considérés ionisés thermiquement à la température ambiante. Les valeurs de masse effective sont comprises entre 0.09-0.13 fois la masse de l'électron libre. Nous montrons également que l'énergie de liaison de l'exciton ainsi que la masse effective dépendent linéairement de la valeur de la bande interdite. Nos résultats permettent donc d'estimer la valeur des paramètres de ces nouveaux composés perovksites. Nous avons étudié la morphologie de couches minces de perovskite par photoluminescence résolue spatialement avec une résolution micrométrique. Cette technique nous a permis d'observer des grains cristallins uniques. Nous démontrons que la transition de la phase tétragonale à orthorhombique à basse température est incomplète dans tous les matériaux étudiés, comme montré par les résidus de phase tétragonale trouvés à T =4K. En étudiant structurellement certaines régions endommagées et photo-recuites, nous montrons que la présence de la phase tétragonale à basse température augmente, causée par une déplétion de l'halogèneThe hybrid organo-lead halide perovskites are an emerging class of materials, proposed for use as light absorbers in a new generation of photovoltaic solar cells. The chemical formula for these materials is APbX3, where A is an organic cation and X represents halide anions (most commonly Br-, Cl- or I-, or alloyed combination of these). The hybrid perovskies combine excellent absorption properties with large diffusion lengths and long lifetime of the carriers, resulting in photon conversion efficiencies as high as 22%. Another advantage is the inexpensiveness of the fabrication process. Therefore, with the rapid development of this class of materials, the perovskite photovoltaics has perspectives to outperform the well-established silicon technology. Here, we use optical methods to investigate the basic electronic properties and morphology in the thin films of several representatives of the hybrid perovskites. We study the compounds based on Methylammonium and Formamidinium organic cations; the iodides and wide band-gap bromides, showing how the chemical composition influences the investigated parameters. Using magneto-transmission, we directly determine the values of exciton binding energy and reduced mass. We find that the exciton binding energies at T = 2 K, varying from 14 to 25 meV, are smaller or comparable to the average thermal energy at room temperature (˜25 meV). Moreover, these values fall further at T = 160 K, to 10-24 meV. Based on that we conclude that the carriers photocreated in a perovskite material can be considered to be thermally ionized at room temperature. The measured reduced masses are in the range of 0.09-0.13 of the electron rest mass. We also show that both exciton binding energy and reduced mass depend linearly on the band gap energy. Therefore, the values of these parameters can be easily estimated for the synthesis of new perovskite compounds. With the spatially resolved photoluminescence, we probe the morphology of perovskite films with micrometer resolution, which enables us to observe single crystalline grains. The resulting maps show that all investigated thin films are composed from the dark and bright crystalline grains. We demonstrate that the low temperature phase transition from tetragonal to orthorhombic phase is incomplete in all studied materials, as the remains of the tetragonal phase are found even at T = 4 K. By investigating structurally damaged and photo annealed regions, where the occurrence of the tetragonal phase at low temperatures is enhanced, we attribute its presence to the depleted halide content
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Oberti, Joël. "Effet polaron dans le tellurure de cadmium de type N étudié par résonnance cyclotron persistante." Toulouse, INSA, 1988. http://www.theses.fr/1988ISAT0003.
Full textAbstract:
Etude des effets de polaron sur les electrons de conduction dans des champs magnetiques jusqu'a 35t. On en deduit la masse effective. La constante de couplage electron phonon et la masse effective utilisees dans les calculs de deverse de l'absorption magnetooptique du polaron et dans la theorie de larsen sont en bon accord avec les resultats experimentaux. Un modele simple, incluant l'effet polaron, a ete propose pour interpreter la decomposition par le spin de la resonance cyclotron
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Chaves, Neto Antonio Maia de Jesus. "Modelo de Anderson para duas impurezas : metodo dos campos efetivos." [s.n.], 2004. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/277076.
Full textAbstract:
Orientadores: Roberto Eugenio Lagos Monaco, Guillermo Gerardo Cabrera OyarzunTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin
Made available in DSpace on 2018-08-04T08:16:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ChavesNeto_AntonioMaiadeJesus_D.pdf: 1164069 bytes, checksum: a0ef564c6eb492fa671d7430fad4221a (MD5) Previous issue date: 2004
Resumo: O Hamiltoniano do modelo de Anderson para duas impurezas é estudado via um desacoplamento das funções de Green. Neste caso resulta ser equivalente a aproximação de potencial coerente (CPA) que também, neste caso, coincide com a aproximação Hubbard-I. Consideram-se todos os termos de interação impureza-impureza, tanto os denominados termos de um corpo como os de dois corpos. Os parâmetros associados às interações mencionadas acima incluem: repulsão coulombiana intra e intersítio, hopping direto, hopping correlacionado e o termo de troca (exchange). Todos estes são modelados via orbitais atômicos de Slater, e neste caso se considera o modelo mais simples, o caso não degenerado, ou seja, um nível por impureza. Nesta modelagem, incluindo o metal hospedeiro, os parâmetros independentes resultam ser: a constante de hibridização eletrônica impureza-metal, o número de portadores do metal hospedeiro, o vetor de onda de Fermi associado ao mesmo, a largura dos orbitais atômicos das impurezas e a distância impureza-impureza. Para o caso particular de temperatura nula e no regime denominado de banda semicheia (a metade dos níveis das impurezas são preenchidos considerando os valores esperados) são calculadas as densidades espectrais (densidade de estados) associadas às impurezas, as funções de correlações de spin e carga, suscetibilidades magnéticas e de carga, e a energia de correlação associada as impurezas. Os resultados são discutidos no contexto dos modelos já a existentes na literatura, assim como os casos limites para os quais existem resultados exatos. Os resultados encontrados estão de acordo com os casos limites conhecidos e são interessantes. Mostram também a importância de se considerar todas as interações impureza-impureza, fato negligenciado até agora na literatura
Abstract: We study the two impurity Anderson Model Hamiltonian via a Greens function decoupling scheme. This case turns out to be equivalent to the Coherent Potential Approximation (CPA) and furthermore equivalent to the Hubbard-I approximation. We consider all one and two body impurity-impurity interactions. The parameters associated to the latter include: the intra and intersite Coulomb repulsion, direct (band) hopping, correlated hopping and the exchange term. All of the above are modeled via Slater atomic orbitals, and here we consider the simplest model, non degenerate single impurity level. Including the host metal the resulting independent parameters are: The impurity-metal hybridization constant, the metal host carrier density, the associated Fermi wavevector, the atomic orbital width and the impurity-impurity distance. For the zero temperature case and in the so called band half called regime (impurities levels half called, in the mean) we compute the impurities spectral densities (density of states), spin and charge correlation functions, their respective susceptibilities and the correlation energy. We discuss our results considering the existing literature as well as the exact results for particular limiting cases. Our results agree with the latter and also yield interesting consequences, among others: the importance of including all impurity-impurity interactions, hitherto not considered.
Doutorado
Física da Matéria Condensada
Mestre em Física
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Yang, Zhuo. "Investigation of the excitonic properties of hybrid and fully inorganic perovskite using magneto-spectroscopy." Thesis, Toulouse, INSA, 2018. http://www.theses.fr/2018ISAT0004/document.
Full textAbstract:
Au cours des dernières années, les perovskites hybrides organiques-inorganiques ont été employées en tant qu’absorbeurs de lumière, en raison de leurres excellentes propriétés optiques et électroniques. L’efficacité de conversion des photons des cellules solaires hybrides à base de perovskites a augmenté de 6,9% à 23,6% au cours des dernières années. Le but de cette thèse est d’étudier les propriétés optiques et électroniques des perovskites à l’aide de spectroscopie magnéto-optique. Nous avons étudié la relation entre les propriétés excitoniques et la microstructure des perovskites hybrides. Nous avons effectué des mesures de magnéto-transmission sur des couches minces polycristallines de MAPbI3 et des mesures de magnéto-réflectivité sur un monocristal de MAPbI3. Nous avons monté que, à basse température, l’énergie de liaison de l’exciton et sa masse réduite sont les mêmes pour tous les échantillons de MAPbI3 indépendamment de la taille des cristaux.Ensuite, nous avons étudié les propriétés électroniques des perovskites entièrement inorganiques, à savoir les composés CsPbX3 (X = I ou Br ou un mélange de ceux-ci). En effectuant des mesures de magnéto-transmission sur CsPbX3, nous avons déterminé les énergies de liaison de l’exciton et la masse réduite avec une grande précision. Une comparaison des valeurs de constante diélectrique des perovskites inorganiques et inorganiques montre que, à basse température lorsque les mouvements des cations organiques sont interdits, la contribution dominante à l’écrantage diélectrique estliée au mouvement relatif dans la cage à base de halogénures de plombOptical and electronic properties. The photon conversion efficiency of hybrid perovskite based solar cells has increased from 6.9% to 23.6% within the last few years. The aim of this thesis is to investigate the optical and electronic properties of perovskite materials using magneto-optical techniques. We have investigated the relationship between the excitonic properties and the microstructure of hybrid perovskites. We have performed magneto-transmission measurement on MAPbI3 polycrystalline thin films and magneto-reflectivity measurement on a MAPbI3 single crystal. We find that, at low temperature, the exciton binding energy and reduced mass are the same for all MAPbI3 samples with a variety of crystal grain sizes.We have also investigated the electronic properties of the fully inorganic perovskites, namely CsPbX3 compounds (X = I or Br or a mixture of those). By performing the magneto-transmission measurement on CsPbX3, we have determined the exciton binding energies and reduced mass with high accuracy. A comparison of the values of dielectric constant for the fully inorganic and the hybrid organic-inorganic perovskites indicates that, at low temperature when the organic cations are frozen, the dominant contribution to the dielectric screening is related to the relative motion within the lead halide cage
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Eßer, Faina. "Cyclotron resonance and photoluminescence studies of dilute GaAsN in magnetic fields up to 62 Tesla." Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, 2017. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:d120-qucosa-210245.
Full textAbstract:
In this thesis, we investigate optical and electrical properties of dilute nitride semiconductors GaAsN in pulsed magnetic fields up to 62 T. For the most part, the experiments are performed at the Dresden High Magnetic Field Laboratory (HLD).
In the first part of this thesis, the electron effective mass of GaAsN is determined with a direct method for the first time. Cyclotron resonance (CR) absorption spectroscopy is performed in Si-doped GaAsN epilayers with a nitrogen content up to 0.2%. For the CR absorption study, we use the combination of the free-electron laser FELBE and pulsed magnetic fields at the HLD, both located at the Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf. A slight increase of the CR electron effective mass with N content is obtained. This result is in excellent agreement with calculations based on the band anticrossing model and the empirical tight-binding method. We also find an increase of the band nonparabolicity with increasing N concentration in agreement with our calculations of the energy dependent momentum effective mass.
In the second part of this thesis, the photoluminescence (PL) characteristics of intrinsic GaAsN and n-doped GaAsN:Si is studied. The PL of intrinsic and very dilute GaAsN is characterized by both GaAs-related transitions and N-induced features. These distinct peaks merge into a broad spectral band of localized excitons (LEs) when the N content is increased. This so-called LE-band exhibits a partially delocalized character because of overlapping exciton wave functions and an efficient interexcitonic population transfer. Merged spectra dominate the PL of all Si-doped GaAsN samples. They have contributions of free and localized excitons and are consequently blue-shifted with respect to LE-bands of intrinsic GaAsN. The highly merged PL profiles of GaAsN:Si are studied systematically for the first time with temperature-dependent time-resolved PL. The PL decay is predominantly monoexponential and has a strong energy dispersion. In comparison to formerly reported values of intrinsic GaAsN epilayers, the determined decay times of GaAsN:Si are reduced by a factor of 10 because of enhanced Shockley-Read-Hall and possibly Auger recombinations.
In the third part of this thesis, intrinsic and Si-doped GaAsN are investigated with magneto-PL in fields up to 62 T. A magneto-PL setup for pulsed magnetic fields of the HLD was built for this purpose. The blue-shift of LE-bands is studied in high magnetic fields in order to investigate its delocalized character. The blue-shift is diminished in intrinsic GaAsN at higher temperatures, which indicates that the interexcitonic population transfer is only active below a critical temperature 20 K < T < 50 K. A similar increase of the temperature has no significant impact on the partially delocalized character of the merged spectral band of GaAsN:Si. We conclude that the interexcitonic transfer of Si-doped GaAsN is more complex than in undoped GaAsN. In order to determine reduced masses of undoped GaAsN and GaAs:Si, the field-induced shift of the free exciton transition is studied in the high-field limit. We find an excellent agreement of GaAs:Si with a formerly published value of intrinsic GaAs which was determined with the same method. In both cases, the reduced mass values are enhanced by 20% in comparison to the accepted reduced mass values of GaAs. The determined GaAsN masses are 1.5 times larger than in GaAs:Si and match the rising trend of formerly reported electron effective masses of GaAsN.
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Marchal, Rémi. "Métamatériaux acoustiques actifs." Thesis, Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066647/document.
Full textAbstract:
En accord avec l'équation de propagation des ondes élastiques dans la matière, l'expression de la vitesse du son n'interdit pas à la masse volumique et à la compressibilité effectives du milieu d'être toutes deux négatives. Comment concevoir alors un tel matériau qualifié de métamatériau acoustique ? Qu'elles sont ses principales propriétés ? Cette thèse expérimentale a pour objectif la conception et la caractérisation d'un métamatériau pour les ondes de Lamb (ondes de plaque) de fréquences comprises entre 1MHz et 10MHz.L'approche mise en place repose sur le théorème d'Helmholtz qui permet de voir la propagation d'une onde élastique d'énergie finie comme le résultat d'un processus de couplage entre deux états de vibration de la matière, l'un de cisaillement sans changement de volume (vibration de symétrie dipolaire), l'autre se faisant avec changement de volume sans cisaillement (vibration monopolaire). Ainsi, la modification des paramètres effectifs décrivant la propagation pourrait passer par un contrôle local de ces deux états élémentaires de vibration, au moyen par exemple de résonateurs locaux homogénéisables.Le modèle de matériau choisi dans le cadre de cette thèse est une hétérostructure formée par un wafer de silicium sur lequel sont gravés, en tant que cellules mécaniques élémentaires, des paire de trous et des piliers isolés de silicium. La démarche expérimentale a consisté à étudier la diffusion élastique des ondes de Lamb sur ces deux types de cellules élémentaires à l'aide d'un montage tout optique. La génération des ondes fut assurée par la focalisation le long d'une ligne d'un faisceau laser Nd:YAG picoseconde permettant d'obtenir une source blanche acoustique. La détection fut réalisée à l'aide d'un interféromètre de Michelson doté d'un bras opto-mécanique permettant une cartographie point par point du champ de déformation de l'onde avec une sensibilité d'environ 1pm (pour une largeur de bande de 1MHz) sur une surface de 25x25mm2 avec une résolution spatiale et temporelle d'environ 1microns et 0.2nanosecondes.Cette étude aura permis de mettre en évidence la présence d'une ondelette réémise par la paire de trous ou le pilier autour de leurs fréquences de résonance et de décrire la diffusion cohérente résonante comme le résultat de l'interférence entre l'onde incidente et l'ondelette réémise. Dans le cas de la paire de trous, ces résultats ont permis d'interpréter et de comprendre le domaine de fréquences interdites d'un cristal phononique, ainsi que de décrire la dynamique de formation des modes d'une cavité phononique planaire. Dans le cas du pilier, il fut possible d'envisager la fabrication d'un système possédant les propriétés attendues pour un métamatériau acoustique.Cette thèse s'inscrit dans le projet de recherche de l'équipe Acoustique pour les Nanosciences de l'Institut des Nanosciences de Paris consacré à la structuration artificielle de la matière aux échelles micro et nanométriques pour le contrôle de la propagation des ondes élastiques. Les applications potentielles couvrent des domaines allant de la santé (imagerie haute résolution) à la défense (cape d'invisibilité) en passant par les télécommunications ou encore le bâtiment (isolation phonique).De par son caractère stratégique pour la Défense, ce travail a bénéficié du soutien de la DGA et de l'ANR sous la forme du projet ANR-ASTRID "METACTIF". Il a été effectué en collaboration avec une équipe de l'Université Lille 1, spécialisée dans la simulation numérique. Les échantillons ont été fabriqués dans le cadre d'une collaboration avec la salle blanche MIMENTO de l'Institut Femto-St de BesançonAccording with the elastic wave equation, the expression of the speed allows the motion of waves with an effective density and an effective compressibility both negative. How can we imagine and create a material of this kind, called metamaterial? What would be its properties?This experimental thesis involved to produce and to characterize a metamaterial for elastic Lamb waves (sismic waves) in the frequency range [1MHz-10MHz].On the basis of the Helmholtz theorem, the wave motion of Lamb waves is due to a coupling process between two vibrations states of the matter; one dipolar vibration (pure bending mode) coupling with one monopolar vibration (pure compressional mode). As a result, the modification of the macroscopic parameters governing the wave motion could be realised by the control of these only two vibrations states, thanks to homogeneous local resonators.Isolated silicon pillars and pairs of holes in silicon plate as potentially "good" candidate to fulfill this requirement. Structures were elaborated with deep reactive-ion etching technique (DRIE) using Bosch process in a silicon wafer.We had an experimental approach consisting in measuring the eigenfrequencies of the structures to select the one which allows fulfilling the homogenization criteria at the best and then mapping the scattered field associated to a Lamb wave interacting with the structures while vibrating onto the preselected eigenmode.To conduct this study, we used an all-optical experimental device. Generation of Lamb waves were managed to use an Nd:YAG laser focused along a line on the surface to get a white elastic source. The detection was realized with a power-operated Michelson interferometer, allowing to measure the displacement field with a resolution of around 1pm (on frequencies range of 1MHz).This study had allowed to evidence a scattering process described by the interference between the incident field and a reemitted wave emitted by the resonator. For the pairs of hole structures, these results enabled to understand the description of the bandgap of a phononic crystal in terms of bragg reflexion and to describe the dynamic of formation of phononic cavity modes. Concerning the pillars, these results enabled to make a device, using the Huygens-Fresnel principal, with the properties of a metamaterial.This PhD work follows on from the research projet of the team Acoustique pour les Nanoscience of the Nanosciences Institut of Paris (INSP).This work is jointly supported by the Agence Nationale de la Recherche and Direction Générale de l’Armement under grant ANR METACTIF. The simulations were realised in collaboration with a team at the Université Lille 1. The samples have been elaborated in MIMENTO facilities at Femto-ST institute in Besançon
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Gauthier, Didier. "Magnetotransport sous pression hydrostatique dans le systeme gainas/inp." Toulouse, INSA, 1988. http://www.theses.fr/1988ISAT0016.
Full text
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Moghrabi, Kassem. "Beyond-mean-field corrections and effective interactions in the nuclear many-body problem." Phd thesis, Paris 11, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00908607.
Full textAbstract:
Mean-field approaches successfully reproduce nuclear bulk properties like masses and radii within the Energy Density Functional (EDF) framework. However, complex correlations are missing in mean-field models and several observables related to single-particle and collective nuclear properties cannot be predicted accurately. The necessity to provide a precise description of the available data as well as reliable predictions in the exotic regions of the nuclear chart motivates the use of more sophisticated beyond-mean-field models. Correlations and higher-order corrections (beyond the leading mean-field order) are introduced. A crucial aspect in these calculations is the choice of the effective interaction to be used when one goes beyond the leading order (available effective interactions are commonly adjusted at the mean-field level). In the first part, we deal with the equation of state of nuclear matter evaluated up to the second order with the phenomenological Skyrme force. We analyze the ultraviolet divergence that is related to the zero range of the interaction and we introduce Skyrme-type regularized interactions that can be used at second order for matter. Cutoff regularization and dimen- sional regularization techniques are explored and applied. In the latter case, connections are naturally established between the EDF framework and some techniques employed in Effective Field Theories. In the second part, we check whether the regularized interactions introduced for nuclear matter can be employed also for finite nuclei. As an illustration, this analysis is performed within the particle- vibration model that represents an example of beyond mean-field models where an ultraviolet divergence appears if zero-range forces are used. These first applications suggest several directions to be explored to finally provide regularized interactions that are specially tailored for beyond- mean-field calculations for finite nuclei. Conclusions and perspectives are finally illustrated.
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Rouvel, David. "Essai sur les symétries géométriques et les transitions de forme du noyau de l'atome." Thesis, Strasbourg, 2014. http://www.theses.fr/2014STRAE032/document.
Full textAbstract:
Les symétries géométriques en usage en physique nucléaire sont assez peu variées, essentiellement la symétrie de l’ellipsoïde triaxial. On propose donc une méthode rigoureuse permettant d’étudier l’évolution et la possibilité de l’existence de symétries nouvelles dont la symétrie tétraédrique. Le formalisme de l’équation de SCHRÖDINGER est replacé dans le cadre des espaces de RIEMANN. Ce formalisme est utilisé dans le contexte du noyau de l’atome où l’on applique la théorie du champ moyen alliée à l’approximation adiabatique. Le noyau est le siège de deux catégories de mouvements adiabatiquement séparés, le mouvement rapide des nucléons dans le champ moyen, et le mouvement collectif modifiant lentement le champ moyen. Le second est régi par une équation de SCHRÖDINGER collective qui prend place dans un espace dont la métrique est donnée par le tenseur de masse. L’étude de la géométrie du noyau est alors calculable à l’aide de deux grands programmes développés dans le cadre de la thèseThe geometrical symmetries used in nuclear physics are not very diversified, essentially the symmetry of the triaxial ellipsoid. One proposes therefore a rigourous method allowing to study the temporal evolution and the possibility of the existence of new symmetries among them the tetrahedral symmetry. The formalism of SCHRÖDINGER equation is reformulated in the framework of RIEMANN’s spaces. This formalism is used in the context of the atomic nucleus where one applies the mean-field theory combined with the adiabatic approximation. The nucleus is the terrain of two types of motions adiabatically separated, the quick motion of the nucleons in the mean-field and the collective motion modifying slowly the meanfield. The second one is governed by a collective SCHRÖDINGER equation written down in a space whose metric is given by the mass tensor. The study of the nucleus geometry is then computable with the help of two big programs developped within the thesis
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Liu, Ping Yi. "Réponse optique de InSb dans des conditions extrêmes de champ magnétique (B = 20T) et de température (T [égal ou inférieur à] 700 K)." Grenoble 1, 1991. http://www.theses.fr/1991GRE10165.
Full textAbstract:
Une etude originale de la structure de bande de insb intrinseque et de sa variation avec la temperature est effectuee en utilisant les techniques des hautes temperatures (300-700 k), du champ magnetique intense (0-20 t) et de l'optique dans l'infra-rouge et l'infra-rouge lointain. En suivant l'evolution de la reponse optique et magneto-optique avec la temperature, nous avons retrouve, dans le meme echantillon, pratiquement tous les principaux phenomenes etudies dans le passe mais uniquement aux temperatures inferieures a 300 k. Le changement de la structure de bande se manifeste dans la reponse optique et magneto-optique a travers le gap d'energie et la masse effective des electrons: ils sont fonction de la temperature et decroissent tous deux lorsque la temperature augmente
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Lachaud, Jean. "Modélisation physico-chimique de l'ablation de matériaux composites en carbone." Bordeaux 1, 2006. http://www.theses.fr/2006BOR13291.
Full textAbstract:
Les matériaux composites en carbone sont employés dans des conditions extrêmes : Tokamak, tuyère de fusée, corps de rentrée atmosphérique. Leurs parois subissent alors une récession, appelée ablation, majoritairement due à des phénomènes de gazéification (oxydation, voire sublimation). Ce travail contribue à l'amélioration de la compréhension de l'interaction matériau/environnement et à sa modélisation. Des expériences originales de gazéification ont été réalisées et analysées quantitativement par microscopie, microtomographie et suivi de perte de masse. La structure hétérogène anisotrope des matériaux engendre un comportement complexe qui s’exprime notamment à travers l'acquisition d'une rugosité multiéchelle. La rugosité a guidé l’élaboration d’une stratégie de modélisation s'articulant sur les échelles caractéristiques des matériaux : nanoscopique (plan de graphène), microscopique (fibre, matrice), mésoscopique (fil), macroscopique (composite homogénéisé). A chaque échelle, les modèles intègrent notamment la récession locale de la paroi couplée à un transfert de masse avec changement de phase. Un code de simulation numérique de type Monte-Carlo Marches Aléatoires a été développé, validé et utilisé pour leur résolution. La comparaison modèle/expérience est très probante. Sous des hypothèses validées numériquement, une homogénéisation analytique permet de prévoir la réactivité effective des composites en fonction des propriétés de leurs composants microscopiques en régimes transitoire et établi. Réciproquement, on propose une application du modèle à l’analyse d’échantillons ablatés et à l’extrapolation phénoménologique de leurs propriétésCarbon-based composites are used in extreme conditions: Tokamaks, re-entry bodies, nozzle throats. Their walls undergo a surface recession, called ablation, mainly due to some gasification phenomena (oxidation or even sublimation). This work is a contribution to the improvement of the understanding of the near-wall material/environment interaction and to its modeling. Some original gasification experiments have been carried out, modeled, and quantitatively analyzed; a complex multiscale behavior of the materials is observed through their average recession velocity and a surface roughness onset mainly caused by their heterogeneous anisotropic structure. In order to explain these observations, a multiscale modeling strategy has been set up; it follows the characteristic scales of the composites: nanoscopic (carbon texture), microscopic (fiber, inter-fiber matrix), mesoscopic (yarn, inter-yarn matrix), and macroscopic (homogenized composite) scales. The proposed models notably integrate the local recession of the wall, the heterogeneous gasification reactions, and mass transfer. A numerical simulation tool, based on Monte-Carlo Random Walks, has been implemented, validated, and used to solve these models. Under some numerically validated hypotheses, an analytical homogenization provides the effective behavior of the composites as a function of the intrinsic reactivity of their components. The results of these phenomenological models have been validated by comparison to the laboratory experiments and applied for the analysis of actual applications. Physics-based criterions are made available for the choice or the fabrication of ideal materials
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Introïni, Clément. "Interaction entre un fluide à haute température et un béton : contribution à la modélisation des échanges de masse et de chaleur." Thesis, Toulouse, INPT, 2010. http://www.theses.fr/2010INPT0074/document.
Full textAbstract:
Lors d'un hypothétique accident grave de réacteur à eau sous pression, un mélange de matériaux fondus, appelé corium, issu de la fusion du cœur peut se relocaliser dans le puits de cuve constitué par un radier en béton. Les codes d'évaluation réacteur pour simuler la phénoménologie de l'interaction corium-béton sont basés sur une description à grande échelle des échanges qui soulève de nombreuses questions, tant sur la prise en compte des phénomènes multi-échelles mis en jeu que sur la structure adoptée de la couche limite au voisinage du front d'ablation. Dans ce contexte, l'objectif principal de ce travail consiste à aborder le problème de la structure de la couche limite par simulation numérique directe. Ce travail s'inscrit dans le cadre plus général d'une description et d'une modélisation multi-échelle des échanges, c'est-à-dire de l'échelle locale associée au voisinage du front d'ablation jusqu'à l'échelle du code d'évaluation réacteur. Une telle description multi-échelle des échanges soulève le problème de la description locale de l'écoulement multiphasique multiconstituant mais aussi le problème du changement d'échelle et en particulier le passage de l'échelle locale à l'échelle de description supérieure dite macroscopique associée aux mouvements convectifs dans le bain de corium. Parmi les difficultés associées au changement d'échelle, nous nous intéressons à la problématique de la construction de conditions aux limites effectives ou lois de parois pour les modèles macroscopiques. Devant la complexité du problème multiphasique multiconstituant posé au voisinage du front, cette contribution a été abordée sur un problème modèle. Des conditions aux limites dites effectives ont été construites dans le cadre d'une méthode de décomposition de domaine puis testées pour un problème d'écoulement laminaire de convection naturelle sur parois rugueuses. Mˆeme si le problème traité reste encore éloigné des applications visées, cette contribution offre de nombreuses perspectives et constitue une première étape d'une modélisation multiéchelle des échanges pour la problématique de l'interaction corium-béton. Dans le cas plus complexe des écoulements multiphasiques multiconstituants et devant les difficultés expérimentales associées, le développement de lois de parois pour les outils existants aux échelles de description supérieures nécessite, au préalable, de disposer d'un outil de simulation numérique directe de l'écoulement au voisinage du front d'ablation. L'outil développé dans ce travail correspond à un modèle de Cahn-Hilliard/Navier-Stokes pour un mélange diphasique (liquide-gaz) compositionnel (corium-béton fondu) s'appuyant sur une description du système selon trois paramètres d'ordre associés respectivement aux fractions volumiques du gaz et aux deux espèces miscibles de la phase liquide ainsi que sur une décomposition de l'énergie libre selon une contribution diphasique et compositionnelle. Les équations de transport sont dérivées dans le cadre de la thermodynamique des processus irréversibles et résolues sur la base d'une application éléments finis de la plate-forme PELICANS. Plusieurs expériences numériques illustrent la validité et les potentialités d'application de cet outil sur des problèmes diphasiques et/ou compositionnels. Enfin, à partir de l'outil développé, nous abordons par simulation numérique directe une étude de la structure de la couche limite au voisinage du front d'ablation pour des bétons siliceux et silico-calcaireIn the late phases of some scenario of hypothetical severe accident in Pressurized Water Reactors, a molten mixture of core and vessel structures, called corium, comes to interact with the concrete basemat. The safety numerical tools are lumped parameter codes. They are based on a large averaged description of heat and mass transfers which raises some uncertainties about the multi-scale description of the exchanges but also about the adopted boundary layer structure in the vicinity of the ablation front. In this context, the aim of this work is to tackle the problem of the boundary layer structure by means of direct numerical simulation. This work joins within the more general framework of a multi-scale description and a multi-scale modeling, namely from the local scale associated with the vicinity of the ablation front to the scale associated with the lumped parameter codes. Such a multi-scale description raises not only the problem of the local description of the multiphase multicomponent flow but also the problem of the upscaling between the local- and the macro-scale which is associated with the convective structures within the pool of corium. Here, we are particularly interested in the building of effective boundary conditions or wall laws for macro-scale models. The difficulty of the multiphase multicomponent problem at the local scale leads us to consider a relatively simplified problem. Effective boundary conditions are built in the frame of a domain decomposition method and numerical experiments are performed for a natural convection problem in a stamp shaped cavity to assess the validity of the proposed wall laws. Even if the treated problem is still far from the target applications, this contribution can be viewed as a first step of a multi-scale modeling of the exchanges for the molten core concrete issue. In the more complicated case of multiphase multicomponent flows, it is necessary to have a direct numerical simulation tool of the flow at the local scale to build wall laws for macro-scale models. Here, the developed tool corresponds to a Cahn-Hilliard/Navier-Stokes model for a two-phase compositional system. It relies on a description of the system by three volume fractions and on a free energy composed by a two-phase part and a compositional part. The governing equations are derived in the frame of the thermodynamic of irreversible processes. They are solved on the basis of a finite element application of the object-oriented software component library PELICANS. Several numerical experiments illustrate the validity and the potentialities of application of this tool on two-phase compositional problems. Finally, using the developed tool, we tackle by means of direct numerical simulation the problem boundary layer structure in the vicinity of the ablation front for limestone-sand and siliceous concretes
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Augier, C. "Expérience NEMO 3 - Avantages et limitationsProspective pour la physique double bêta." Habilitation à diriger des recherches, Université Paris Sud - Paris XI, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011894.
Full textAbstract:
Après une introduction à ce mémoire d'habilitation au chapitre 1, je rappelle l'état des lieux de nos connaissances en physique du neutrino au chapitre 2.Je détaille ensuite dans le chapitre 3 les choix effectués pour la conception et la réalisation du détecteur NEMO 3, consacré aux études des processus de double désintaégration bêta. Les performances complètes du détecteur sont aussi rappelées, tant en terme d'identification des fonds, que pour l'ensemble des processus bêta bêta, ainsi que les moyens utilisés par la collaboration pour réduire d'un facteur dix le bruit de fond dû à la présence de radon dans le détecteur, le rendant ainsi négligeable. Ce chapitre, correspondant au "Technical Report" de l'expérience NEMO 3, est écrit en anglais et forme un ensemble complet destiné aux collaborateurs de l'expérience NEMO.
Je termine ce mémoire avec le chapitre 4, par une prospective à dix ans sur les futurs projets expérimentaux en physique de la double désintégration bêta, en insistant d'une part sur le projet SuperNEMO et le programme de R&D à réaliser en France au cours des trois prochaines années, et d'autre part sur la comparaison avec les expériences qui me semblent les plus prometteuses, comme GERDA ou CUORE, avec notamment l'étude de l'effet ds éléments de matrice nucléaires sur la mesure de la masse effective du neutrino.
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Mansour, Salwa. "Contribution to certain physical and numerical aspects of the study of the heat transfer in a granular medium." Thesis, Rennes 1, 2015. http://www.theses.fr/2015REN1S088/document.
Full textAbstract:
L'étude du transfert de chaleur et de masse dans les milieux poreux saturés et insaturés fortement chauffés à leur surface possèdent de nombreuses applications, notamment en archéologie, en agriculture et en géothermie. La première partie de ce travail concerne l'amélioration de la méthode AHC (Accumulation de chaleur latente) qui permet de traiter le changement de phase, dans un milieu homogène : l'intervalle de changement de température au moment du changement de phase apparaît comme un paramètre important, et il doit être choisi proportionnel à la taille des mailles. Des résultats à la fois précis et lisses sont obtenus grâce à un raffinement du maillage localisé près de l'interface de changement de phase. La deuxième partie se rapporte à l'estimation des propriétés thermophysiques du sol par problème inverse à l'aide de données à la fois synthétiques et expérimentales. La méthode de Gauss-Newton avec relaxation et l'algorithme de Levenberg-Marquardt sont utilisés pour résoudre le problème inverse. Le choix de l'intervalle de température de la méthode AHC apparaît crucial : la convergence n'est obtenue parfois qu'au prix d'un enchaînement de plusieurs problèmes inverses. La troisième partie présente un modèle simple pour calculer la conductivité thermique effective d'un milieu granulaire contenant une faible quantité d'eau liquide. La forme exacte de ces ménisques est calculée à l'équilibre. Les résultats montrent un phénomène très net d'hystérésis quand on étudie la variation de la conductivité thermique effective en fonction de la quantité d'eau liquide ; un futur travail concernant un nouveau modèle insaturé, limité au cas du régime pendulaire et présenté à la fin de cette thèse, devrait pouvoir utiliser ces résultatsIn this work, we are interested in studying heat and mass transfer in water saturated and unsaturated porous medium with a strong heating at the surface. Applications concerned are archaeology, agriculture and geothermal engineering. The first part of this work concerns the improvement of the AHC (Apparent Heat Capacity) method used in the numerical resolution of phase change problem in a homogeneous medium: the phase change temperature interval, over which the heat capacity varies, appears as a key parameter which must be chosen proportional to the mesh size. Accurate and smooth results are obtained thanks to a local refinement of the mesh near the phase change interface. The second part is about the estimation of the thermophysical properties of the soil by inverse problem using both synthetic and experimental data. The Damped Gauss-Newton and the Levenberg-Marquardt algorithms are used to solve the problem. In relation with the AHC method, the choice of the phase change temperature interval caused convergence problems which have been fixed by chaining many inverse problems. The obtained results show good convergence to the desired solution. The third part presents a simple model to calculate the effective thermal conductivity of a granular medium which contains a small quantity of liquid water. The exact shape of the liquid menisci between the grains is calculated at equilibrium. The effective thermal conductivity experiences a hysteresis behavior with respect to the liquid volume. A future work that concerns a new unsaturated model, restricted to the pendular regime and detailed at the end of this thesis, should be able to use this result
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Jiang, Yiting. "Anti-predator Behavior of Birds and Conservation." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLS076/document.
Full textAbstract:
Prey s'appuie sur les décisions d'évasion lorsqu'il est confronté à des prédateurs pour maximiser les avantages de rester en place tout en réduisant les coûts de la prédation. Ce compromis de l'histoire de vie peut être reflété par la distance d'initiation de vol (FID), la distance à laquelle un individu prend son envol lorsqu'il est approché par un humain. J'ai abordé les facteurs potentiels expliquant la variation FID avec des données d'espèces d'oiseaux en Europe. La variabilité génétique était liée au risque de prédation FID; les espèces d'oiseaux menacées avaient généralement une FID plus longue que les espèces proches non menacées; le caractère distinctif de l'évolution (ED), un indicateur reflétant l'isolement phylogénétique des taxons, était positivement lié à la FID chez les oiseaux d'eau; La FID moyenne de différentes espèces d'oiseaux était positivement corrélée avec les niveaux spécifiques de MDA (malondialdéhyde qui est un indice de stress oxydatif) et UA (acide urique, qui est une mesure de la capacité antioxydante) et FID augmentée avec la taille du troupeau chez les espèces grégaires mais pas chez les espèces non grégaires. Ces résultats peuvent contribuer à la compréhension des causes et des conséquences des différences interspécifiques dans le comportement de fuite des prédateurs contre les prédateurs, et, plus important encore, ils peuvent fournir des moyens de résoudre les problèmes de conservation. Mots-clés : masse corporelle, taille du cerveau, taille effective de la population, modèle linéaire phylogénétique, stress oxydatif, comportement socialPrey rely on escape decisions when confronted with predators to maximize the benefits of staying put while reducing the costs of predation. This life history compromise can be reflected by flight initiation distance (FID), the distance at which an individual takes flight when approached by a human. I addressed potential factors explaining variation FID with data from bird species in Europe. Genetic variability was related to predation risk FID; threatened bird species generally had a longer FID than non-threatened closely related species; evolutionary distinctiveness (ED), an indicator reflecting the phylogenetic isolation of taxa, was positively related to FID in waterbirds; mean FID of different species of birds was positively correlated with species-specific levels of MDA (malondialdehyde which is an index of oxidative stress) and UA (uric acid, which is a metric of antioxidant capacity) and FID increased with flock size in gregarious species but not in non-gregarious species. These findings may contribute to the understanding of the causes and consequences of interspecific differences in anti-predator escape behavior of birds, and, more importantly they may provide means for resolving conservation problems. Key words: body mass, brain size, effective population size, phylogenetic linear model, oxidative stress, social behavior
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Borsali, Redouane. "Etude theorique du comportement dynamique des melanges ternaires de polymere en solution : etude experimentale par spectroscopie rayleigh quasi-elastique." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1988. http://www.theses.fr/1988STR13138.
Full textAbstract:
L'etude d'un melange ternaire de polymeres en solution semidiluee presente deux modes de relaxation. Mise en evidence par diffusion de lumiere quasi-elastique de deux processus de diffusion: le premier, lent, correspond au mouvement relatif des deux polymeres; le second, rapide, correspond au mouvement cooperatif du reseau physique forme par les deux polymeres
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Figuet, Emeric. "Impact génomique des stratégies d'histoire de vie et reconstruction de traits ancestraux chez les amniotes." Thesis, Montpellier, 2015. http://www.theses.fr/2015MONTS101/document.
Full textAbstract:
L'élucidation des liens réciproques unissant le génotype et le phénotype constitue un objectif central de la biologie moderne. De nombreux aspects de l'évolution à l'échelle moléculaire sont ainsi connus pour répondre aux caractéristiques démographiques ou d'histoire de vie des espèces. En particulier, la théorie quasi-neutre postule que les petites populations accumulent davantage de substitutions faiblement délétères dans leur génome, en raison d'une dérive génétique accrue. La composition en bases, à travers le mécanisme de la conversion génique biaisée, s'est également révélée obéir à l'influence de paramètres macroscopiques. Cependant, l'élaboration et la vérification empirique de ces théories se sont bien souvent fondées sur une gamme limitée de groupes d'organismes, incluant principalement les mammifères. Dans cette thèse, sur la base de l'étude comparative de plusieurs dizaines de transcriptomes, nous avons étendu à l'échelle des amniotes la compréhension des déterminants des patrons moléculaires observés. Grâce à l'analyse simultanée des principaux clades de reptiles, oiseaux et mammifères, nous avons pu confirmer et généraliser le rôle majeur de la taille efficace des populations sur la capacité des espèces à purger les changements d'amino-acide désavantageux, tout en exhibant un comportement inattendu du ratio dN/dS chez les oiseaux – soulevant au passage une énigme stimulante. La conversion génique biaisée est apparue comme le principal moteur de l'évolution du taux de GC des séquences codantes chez les vertébrés, y compris chez les reptiles et les poissons, dont la composition génomique homogène en avait masqué l'action. En parallèle, l'exploitation des relations entre traits d'histoire de vie et paramètres moléculaires nous a permis de réaliser de nouvelles avancées concernant l'objectif de reconstruction des masses ancestrales, pour lequel nous nous sommes focalisés sur l'ordre des cétartiodactyles, qui se caractérise aujourd'hui par une majorité de grosses espèces (comme le chameau, la girafe ou les cétacés). L'analyse combinée du marqueur mitochondrial, encore jamais testé, et des marqueurs nucléaires, incluant une vingtaine de transcriptomes nouvellement séquencés, a témoigné en faveur du résultat singulier d'un ancêtre cétartiodactyle de petite taille, comme suggéré par la paléontologie, démontrant ainsi le potentiel prometteur des données de séquence à dévoiler le passé des organismesUnderstanding the reciprocal influence between genotype and phenotype has been a long-standing goal of modern biology. Many aspects of evolution at the molecular level are well known to respond to demographic or life history characteristics of species. In particular, the nearly-neutral theory postulates that small populations accumulate a heavier load of slightly deleterious substitutions in their genome as a result of increased genetic drift. Base composition has also been shown to reflect the influence of macroscopic parameters through the mechanism of GC-biased gene conversion. However, the development and empirical validation of these theories are mostly based on a restricted diversity of organisms, in which mammals stand as a major contributor. In this thesis, using a comparative approach and tens of transcriptomes, we aimed at extending to Amniota our understanding of the determinants of molecular evolutionary patterns. With the incorporation of all clades of reptiles, we confirmed the major role of the effective population size on species ability to purge deleterious amino-acid changes, while revealing a paradoxical response of the dN/dS ratio in birds, raising a stimulating enigma. The biased gene conversion also emerged as the main driver of coding sequence GC content in vertebrates, including reptiles and fishes, whose genomic homogeneity had kept its signal hidden for long. In parallel, the relations between life-history traits and molecular parameters have enabled us to investigate and make progress in the field of ancestral body mass reconstruction. We focused on the Cetartiodactyla order, a group which is mainly characterized by large extant species (such as camel, giraffe or whales). The combined analysis of the yet untested mitochondrial marker and nuclear genes, including 21 newly sequenced transcriptomes, testified in favor of the singular result of a small cetartiodactyl ancestor, in agreement with the palaeontological record, demonstrating the strong potential of DNA sequences to reveal the past of organisms
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El, Hadjen Hakim. "Propagation des ondes acoustiques dans les turbomachines à écoulement subsonique." Phd thesis, Paris, ENSAM, 2010. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00551289.
Full textAbstract:
De nos jours, les fabricants font face à un nouveau défit : concevoir des turbomachines à la fois performantes et à faible niveau sonore. Il convient donc de prévoir avec précision le champ sonore généré par le fonctionnement de ces machines. Le but de ce travail est de développer un solveur-2D capable de prédire efficacement la propagation des ondes acoustiques (bruit) générées par les turbomachines à écoulement subsonique, la machine étudiée est un ventilateur centrifuge composé d'un rotor et d'un stator. Afin de relever ce défit, le développement d'une méthode numérique d'ordre élevé est plus que nécessaire. La démarche retenue est basée sur la méthode des volumes finis avec approximation par moindres carrés mobiles (FV-MLS) pour résoudre les Equations d'Euler Linéarisées autour d'une solution stationnaire. Une matrice masse est définie afin de préserver l'ordre de notre méthode, une procédure d'intégration du temps implicite est employée avec un solveur de résolution des équations algébriques basé sur la méthode GMRES préconditionnée. La méthode ainsi proposée permet la reconstruction directe des flux en utilisant des pochoirs (stencil) compacts, sans introduire de nouveaux degrés de liberté, ce qui est un réel avantage par rapport aux méthodes déjà existantes.
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Blankenburg, Christoph. "Estimation of Curvature and Torsion of Discrete Mammalian Cell Paths through Porous Media." Thesis, Université de Lorraine, 2017. http://www.theses.fr/2017LORR0026/document.
Full textAbstract:
L’extraction des cellules cancéreuses d’un fluide corporel est une procédure importante lors d’un diagnostic clinique et d’une thérapie. En particulier, lorsque la technique de séparation est basée sur la chromatographie cellulaire, il est important de disposer de connaissances précises sur les capacités de liaison des cellules cibles avec le milieu poreux. Pour cette raison, des expériences utilisant la tomodensitométrie à résolution temporelle ont été́ conçues et réalisées à l’Installation Européenne de Rayonnement Synchrotron. Les distributions des courbures et des torsions des trajectoires de cellules situées dans suspension s’écoulant à travers un milieu poreux sont des informations précieuses pour caractériser l’efficacité́ des procédés chromatographiques. Cependant, le calcul de la torsion est un défi car étant basé sur des dérivées d’ordre supérieur qui sont très sensibles au bruit de discrétisation. Cette thèse présente deux nouvelles méthodes d’estimation des courbures et des torsions de trajectoires de particules données respectivement sous la forme de points discrets connectes ou non connectes. La première méthode est basée sur une approche dite d’approximation de Fourier. Des études de cas ont mis en lumière une diminution de l’erreur d’estimation des torsions d’au moins 65% par rapport à la méthode de référence d’approximation par les splines. Par ailleurs, le paramètre de lissage de l’approximation de Fourier peut rester constant pour une large plage de résolutions latérales et pour différentes valeurs de courbures et de torsion. La méthode dite d’approximation de Fourier n’étant pas applicable à des courbes échantillonnées avec un pas variable, une deuxième méthode basée sur la discrétisation des formules géométriques différentielles (DDGF) a été́ développée. L’approximation par les splines et la DDGF conduisent à des erreurs moyennes similaires. Cependant, le masque filtrant reste inchangé́ pour le DDGF, alors que le paramètre de lissage de l’approximation par les splines doit être adapté à la forme ainsi qu’au pas d’échantillonnage de la courbeThe extraction of cancerous cells from body uids is an important procedure in clinical diagnostics and therapy. Notably, when the separation technique is based on cell chromatography, it is important to have precise knowledge about binding capacities of target cells in porous media. Therefore, experiments using time-resolved micro-computed tomography were designed and carried out at the European Synchrotron Radiation Facility. The curvature and torsion distributions of cell paths in a two-phase ow through a porous medium are valuable information to characterize the efficiency of chromatographic processes. However, the computation of torsion is very challenging, since it is based on higher order derivatives which are very sensitive towards discretization noise. In this thesis, two new curvature and torsion estimation methods of particle paths are presented. The first method is based on a Fourier approximation. Case studies showed a decrease of the torsion estimation error of at least 65% compared to the commonly used spline approximation. Moreover, the smoothing parameter of the Fourier approximation can remain unchanged for both a wide range of lateral resolutions and curvatures and torsion values. Since this Fourier approximation approach cannot be applied at non-equidistant points, a second method based on the discretization of the differential-geometric formulas (DDGF) was developed. The spline approximation and the DDGF led to similar mean torsion errors. However, the filter mask remains unchanged for the DDGF, whereas the smoothing parameter of the spline approximation must be adapted to the curve shape and discretization
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Boumaaza, Mouna. "Experimental investigation of gas diffusivity and CO2-binding capacity of cementitious materials." Thesis, La Rochelle, 2020. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-03285120.
Full textAbstract:
Actuellement, les méthodes d’essais normalisées, couramment utilisées pour étudier la carbonatation du béton, s’appuient sur l’évaluation de la chute du pH (<9) de la solution interstitielle d'un échantillon de béton exposé à des concentrations ambiantes ou très élevées de CO2 (2% à 50% en volume). Ces méthodes sont souvent critiquées car soit, elles nécessitent beaucoup de temps (plus d’une année pour la carbonatation naturelle), soit elles sont coûteuses et d’une faible fiabilité (la carbonatation accélérée, notamment quand la concentration de CO2 est supérieure à 3% CO2). Deux mécanismes principaux pilotent la carbonatation: le transport diffusif du dioxyde de carbone gazeux, qui est régi par le coefficient de diffusion effectif de cette espèce dans le milieu poreux, et la consommation de CO2 par la quantité de produits carbonatables présente dans la matrice cimentaire. Ces deux propriétés du matériau sont requises pour les modèles prédictifs de la profondeur de carbonatation des matériaux cimentaires. L’objectif de ce travail est donc de développer deux méthodes d’essai simples et fiables pour déterminer ces deux propriétés.D’abord, nous avons développé et validé une méthode d’essai permettant de déterminer le coefficient de diffusion effectif d’oxygène (De,O2) de neufs pâtes de ciment durcies et 44 bétons pré-conditionnés à différentes humidités relatives. L'influence de la durée d'hydratation, du rapport eau sur liant, de la carbonatation accélérée (1% CO2) et du type de liant sur la diffusivité de l'oxygène est étudiée sur des bétons et pâtes de ciment durcies. L’influence de l’épaisseur de l’échantillon de béton testé sur le De,O2 est évaluée à l'état sec et après conditionnement des bétons à une humidité relative de 93%. La corrélation entre la perméabilité à l'oxygène et le coefficient de diffusion effective d’oxygène est étudiée sur 44 mélanges de béton.Une deuxième méthode d’essai est développée pour étudier le taux instantané de fixation de CO2 et la quantité de produits carbonatables de pâtes de ciment hydratées, de phases pures d’hydrates et anhydres synthétisées. Les échantillons ont été carbonatés dans des systèmes ouverts sous humidités relatives contrôlées et concentration ambiante de CO2, puis le système bascule en configuration fermée pour mesurer la quantité de CO2 fixée par le matériau testé pendant une courte période. Cette méthode d’essai permet de déterminer l’évolution en fonction de temps du taux instantané de réaction de carbonatation et de la capacité de fixation de CO2 sous différents environnements. Un bon accord entre les résultats de la nouvelle méthode d’essai et l'analyse thermogravimétrique a été observé, ce qui met en évidence la fiabilité et la précision de la méthode de test développée.Les résultats obtenus des essais de diffusion et les quantités de produits carbonatables sont intégrés dans des modèles de prédiction de la profondeur de carbonatation. Ces profondeurs de carbonatation ont été comparées aux profondeurs de carbonatation déterminées directement sur les mêmes matériaux par pulvérisation de phénolphtaléine, en carbonatation naturelle et accéléréeThe current standardized methods used to investigate the carbonation performance of concrete are based on the direct determination of the pH variation on the surface of a concrete specimen exposed to ambient or higher CO2 concentration. These methods are either time-consuming (natural carbonation) or of a questionable accuracy (accelerated carbonation). The carbonation physicochemical process involves two major mechanisms: gaseous CO2 diffusion into the cementitious material’s porous network and its dissolution and reaction with CaO of the hardened cement paste. Most carbonation depth prediction models require the CO2-effective diffusion coefficient and the amount of carbonatable products as input parameters. Hence the aim of this work is to develop two simple and reliable test methods to determine these two properties in a reliable and cost-effective manner.First we developed and validated a test method to determine the oxygen-effective diffusion coefficient (De,O2) of nine different hardened cement pastes preconditioned at different relative humidity levels, and 44 concrete mixtures. The influence of the hydration duration, water-per-binder ratio, accelerated carbonation, and binder type on the oxygen diffusivity was investigated. The dependence of the De,O2 on the tested concrete specimen thickness was investigated at the dry state and after conditioning at 93%RH. The De,O2 was determined before and after full carbonation of six concrete mixtures previously conditioned at different RH. A correlation between oxygen permeability and diffusivity is investigated on 44 concrete mixtures.A second test method is developed to determine the instantaneous CO2 binding rate and the amount of carbonatable products of powdered hydrated cement pastes and synthetic anhydrous and hydrates. The samples were carbonated in open systems at ambient CO2 concentration and controlled relative humidity, and then the system switches into a closed configuration while the measurement of the CO2-uptake is performed over a short period of time. The test method allows for the measurement of the carbonation reaction rate and capacity; and their evolution as function of time under different RH. The developed method shows advantages for being nondestructive, allowing the samples to carbonate at controlled CO2 concentration and humidity, and providing measurements with low cost equipment. A good agreement between the test method results and thermogravimetric analysis was observed, which highlights the reliability and accuracy of the developed test method.The results obtained from the gaseous diffusion coefficient and carbonatable products test methods were used as inputs for carbonation depth prediction models. A correlation was investigated between the measured carbonation depth on different concrete and hydrated cement pastes mixtures by means of phenolphthalein solution under both natural and accelerated exposure. The results were compared with the calculated carbonation depth using our experimental results
Die zurzeit verwendeten Methoden zur Untersuchung des Karbonatisierungs-widerstandes von Beton basieren auf der direkten Bestimmung des pH-Wertes der oberflächennahen Betonrandzone, die zuvor einer bestimmten Prüflagerung ausgesetzt war (relative Luftfeuchte, spezifische CO2-Konzentrationen). Diese Methoden sind jedoch entweder sehr zeitaufwändig (natürliche Karbonatisierung) oder von fraglicher Praxisnähe (beschleunigte Karbonatisierung). Der physikalisch-chemische Karbonatisierungsprozess beinhaltet zwei Hauptmechanismen: die Diffusion von gasförmigem CO2 in das poröse Netzwerk des Betons und dessen Auflösung und Reaktion mit CaO der ausgehärteten Zementsteins. Die meisten Modelle zur Vorhersage der Karbonatisierungstiefe erfordern den effektiven CO2-Diffusionskoeffizienten und die Menge an karbonatisierbarer Masse als Eingabeparameter. Ziel dieser Arbeit ist es, zwei einfache und zuverlässige Testmethoden zu entwickeln, um diese beiden Eigenschaften zuverlässig und kostengünstig zu bestimmen.Nach Entwicklung und Validierung einer geeigneten Testmethode zur Messung von Sauerstoffdiffusionskoeffizienten (De,O2), wurden diese an neun verschiedenen Zementproben gemessen, die bei unterschiedlichen relativen Luftfeuchten vorkonditioniert wurden. Anschließend wurden 44 verschiedene Betonmischungen geprüft. Bei diesen wurde die Hydratationsdauer und der Wasserbindemittelwert variiert. Die Abhängigkeit des Sauerstoffdiffusionskoeffizienten De,O2 von der getesteten Betonprobendicke wurde im trockenen Zustand und nach Konditionierung bei 93% relativer Luftfeuchtigkeit untersucht. Der Sauerstoffkoeffizient De,O2 wurde vor und nach der vollständigen Carbonisierung von sechs Betonmischungen bestimmt, die zuvor bei unterschiedlicher relativer Luftfeuchtigkeit vorkonditioniert worden waren. Eine zweite Testmethode wurde entwickelt, um die momentane CO2-Bindekapazität und die Menge an karbonatisierbarer Masse aus pulverförmigen Zementhydratpasten und synthetischen wasserfreien Produkten und Hydraten zu bestimmen. Die Proben wurden zunächst in offenen Systemen bei einer CO2-Konzentration in der Umgebung und einer kontrollierten relativen Luftfeuchtigkeit gegeben, um danach dann in eine geschlossene Konfiguration umzuwechseln. So konnte man die CO2-Aufnahme über einen kurzen Zeitraum nachverfolgen. Die Testmethode ermöglicht die Messung der Karbonatisierungsreaktionsrate und –kapazität in Abhängigkeit der Zeit unter verschiedenen relativen Luftfeuchten der Umgebungsluft. Es wurde eine gute Übereinstimmung zwischen den Ergebnissen der Testmethode und der thermogravimetrischen Analyse festgestellt, was die Zuverlässigkeit und Genauigkeit der entwickelten Untersuchungsmethodik unterstreicht.Die Ergebnisse beider Tests wurden als Input für Vorhersagemodelle für den zeitabhängigen Karbonatisierungsfortschritt von Beton verwendet. Es wurde eine Korrelation zwischen der gemessenen Karbonatisierungstiefe an verschiedenen Beton- und Zementhydratmischungen mittels Phenolphthaleinlösung untersucht, wobei u. a. Karbonatisierungstiefen bestimmt nach natürlicher Lagerung mit berechneten/vorhergesagten Karbonatisierungstiefen, die mithilfe der vorgestellten Modellierung und Inputdaten aus Test miteinander verglichen wurden
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Mercier-Depuydt, Eliane. "Contribution a l'etude des collisions ion-atome a basse energie : un modele semi-diabatique pour les courbes de potentiel des ions moleculaires arh**(+*) et hene**(+*)." Paris 6, 1987. http://www.theses.fr/1987PA066522.
Full textAbstract:
Proposition d'un modele semi-adiabatique pour les ions dissymetriques excitess, formes d'un "coeur" adiabatique et d'un electron externe (de type h::(2)**(+)) en vue de calculs ab initio precis et de la determination des courbes de potentiel necessaires a l'interpretation des collisions a basse energie. Applicaion a arh**(+*): calcul des courbes de potentiel quasidiabatiques pour r = 1,7 - 7 ua; etude du seuil de la reaction ar**(+) + h -> ar**(+) + h (n=2). Application a hene**(+*). Interpretation des oscillations de rosenthal observees dans la section efficace totale d'excitation; calcul des courbes de potentiel ab initio adiabatiques du coeur hene**(2+), des coefficients d'einstein entre les etats moleculaires de ce coeur et des etats quasi diabatiques de coeur par extension de la methode de l'hamiltonien effectif de b. Levy
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Vernon, Kristy C. "Strongly localised plasmons in metallic nanostructures." Queensland University of Technology, 2008. http://eprints.qut.edu.au/19318/.
Full textAbstract:
Strongly localised plasmons in metallic nano-structures offer exciting characteristics for guiding and focusing light on the nano-scale, opening the way for the development of new types of sensors, circuitry and improved resolution of optical microscopy. The work presented in this thesis focuses on two major areas of plasmonics research - nano-focusing structures and nano-sized waveguides. Nano-focusing structures focus light to an area smaller than the wavelength and will find applications in sensing, efficiently coupling light to nano-scale devices, as well as improving the resolution of near field microscopy. In the past the majority of nano-focusing structures have been nano-scale cones or tips, which are capable of focusing light to a spot of nano-scale area whilst enhancing the light field. The alternatives are triangular nano-focusing structures which have received far less attention, and only one type of triangular nano-focusing structure is known – a sharp V-groove in a metal substrate. This structure focuses light to a strip of nano-scale width, which may lead to new applications in microscopy and sensing. The difficulty with implementing the V-groove is that the structure is not robust and is quite difficult to fabricate. This thesis aims to develop new triangular nano-focusing devices which will overcome these difficulties, whilst still producing an intense light source on the nano-scale. The two proposed structures presented in this thesis are a metallic wedge submerged in uniform dielectric and a tapered metal film lying on a dielectric substrate, the latter being the easier to fabricate and the more structurally sound and robust. The investigation is performed using the approximation of continuous electrodynamics, the geometrical optics approximation and the zero-plane method. The second aim of this thesis is to investigate plasmonic waveguides and couplers for the development of nano-optical circuitry, more compact photonic devices and sensors. The research will attempt to fill the gaps in the current knowledge of the V-groove waveguide, which consists of a sharp triangular groove in a metal substrate, and the gap plasmon waveguide, which consists of a rectangular slot in a thin metal film. The majority of this work will be performed using the author’s in house finite-difference time-domain algorithm and FEMLAB as well as the effective medium method and geometric optics approximation. The V-groove may be used as either a nano-focusing or waveguiding device. As a waveguide the V-groove is one of the most promising plasmonic waveguides in the optical regime. However, there exist quite a number of gaps in the current knowledge of V-groove waveguides which this thesis will attempt to fill. In particular, the effect of rounded groove tip on plasmon propagation has been assessed for the V-groove. The investigation of rounded groove tip is important, as due to modern fabrication processes it’s not possibly to produce an infinitely sharp groove, and the existing literature has not considered the impact of this problem. The thesis will also investigate the impacts of the inclusion of dielectric filling in the groove on plasmon propagation parameters. This research will be important for optimising the propagation characteristics of the mode for certain applications, but it may also lead to easier methods of fabricating the V-groove device and prevent oxidation of the metal film. The gap plasmon waveguide is easier to fabricate than the V-groove, and is a new type of sub-wavelength waveguide which displays many advantages over other types of plasmon waveguides, including ease of fabrication, almost 100% transmission around sharp bends, sub-wavelength localisation and long propagation distances of the guided mode, etc. This waveguide may prove invaluable in the development of compact photonic devices. In the past the modes supported by this structure were not thoroughly analysed and the possibility of using this structure to develop sub-wavelength couplers for sensing and nano-optical circuits was not considered in detail. This thesis aims to resolve these issues. In conclusion, the results of this thesis will lead to a better understanding of Vgroove and gap plasmon waveguide devices for the development of nano-optical circuits, compact photonic devices and sensors. This thesis also proposes two new nano-focusing structures which are easier to fabricate than the V-groove structure and will lead to applications in sensing, coupling light efficiently into nano-scale devices and improving the resolution of near-field microscopy.
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Sochala, Pierre. "Méthodes numériques pour les écoulements souterrains et couplage avec le ruissellement." Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 2008. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00004625.
Full textAbstract:
Des schémas numériques précis et robustes sont proposés pour modéliser les écoulements souterrains et leur couplage avec le ruissellement surfacique. Les écoulements souterrains sont d´écrits par l'équation de Richards (instationnaire) qui est discrétisée par une méthode BDF en temps et une méthode de Galerkine discontinue à pénalisation intérieure symétrique en espace. Des cas tests sur des colonnes d'infiltration confirment la robustesse des schémas choisis. Dans un premier temps, nous considérons des conditions de Signorini pour l'équation de Richards afin de modéliser la présence de drains en fond d'aquifère ou l'affleurement de la nappe en négligeant le ruissellement, c'est-à-dire en supposant que l'eau exfiltrée est immédiatement évacuée du système. Dans un second temps, nous prenons en compte le ruissellement par le biais de conditions de couplage qui imposent l'égalité des flux d'eau échangés et la continuité de la pression à l'interface. Les écoulements superficiels sont d´écrits par l'équation de l'onde cinématique qui constitue une approximation des équations de Saint-Venant. L'équation de l'onde cinématique est discrétisée par une méthode de Godunov. Les deux schémas, pour l'écoulement souterrain et pour l'écoulement superficiel, sont conservatifs et peuvent être utilisés dans des algorithmes de couplage faisant intervenir un ou plusieurs pas de temps. Pour assurer la conservation de la masse d'eau totale du système couplé, les flux à l'interface doivent être convenablement choisis. Nous donnons en particulier la construction de ces flux pour les schémas BDF1 et BDF2. La précision et la robustesse de nos schémas sont évaluées sur plusieurs cas tests dont le drainage d'une lame d'eau, deux cas d'exfiltration de nappe (l'un provoqué par la pluie et l'autre par une injection en fond d'aquifère) et un ruissellement hortonien. Enfin, nous présentons une application concrète portant sur le fonctionnement hydrologique d'un petit bassin versant drainé.
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Kerdi, Banan Khaled. "Transport quantique des trous dans une monocouche de WSe2 sous champ magnétique intense." Thesis, Toulouse 3, 2021. http://www.theses.fr/2021TOU30009.
Full textAbstract:
Les dichalcogénures des métaux de transition sont constitués d'un empilement de monocouches atomiques liées entre elles par des liaisons faibles de type Van der Waals. Lorsqu'une monocouche de ce matériau est isolée, la symétrie d'inversion du cristal est brisée et la présence d'un couplage spin-orbite fort introduit une levée de dégénérescence des états électroniques ayant des spins différents. Le facteur de Landé effectif (g*) qui intervient dans l'énergie Zeeman est un paramètre qui caractérise, entre autres, la structure de bande du matériau. Il est exceptionnellement grand dans le système WSe_2 en raison de la présence de tungstène et des interactions électroniques. Sa détermination au travers des mesures de résistance électrique sous champ magnétique intense est l'objet de cette thèse. Dans un premier temps, des monocouches de WSe_2 sont produites par l'exfoliation mécanique du matériau massif et leur adressage électrique à l'échelle micrométrique est réalisé par des procédés technologiques de salle blanche impliquant la lithographie électronique. La magnétorésistance des échantillons produits est ensuite étudiée dans des conditions extrêmes de basse température et de champ magnétique intense. La densité de porteur de charges, des trous dans le cas cette thèse, peut être ajustée in-situ par effet de champ. Dans les monocouches de WSe_2, la quantification de l'énergie des niveaux de Landau modifiée par l'effet Zeeman est révélée par la présence d'oscillations complexes de la magnéto-résistance (oscillations de Shubnikov-de Haas). Le développement d'un modèle théorique dédié, où le désordre est pris en compte par un élargissement Gaussien des niveaux de Landau, est nécessaire afin d'interpréter quantitativement les résultats expérimentaux. Il simule l'évolution des composantes du tenseur de résistivité où les paramètres d'ajustement sont la mobilité électronique, l'énergie des bords de mobilité des niveaux de Landau ainsi que le facteur de Landé effectif. L'ajustement théorique aux résultats expérimentaux permet d'extraire l'évolution de g* des trous en fonction de leur densité dans une gamme variant de 5.10^12 à 7,5.10^12 cm^-2, qui s'inscrit dans la continuité des résultats issus de la littérature. Au-delà des approches novatrices sur le plan des conditions expérimentales et de modélisation, cette étude confirme l'importance des interactions électroniques dans la compréhension des propriétés électroniques de ce matériauTransition metal dichalcogenides are made up of a stack of atomic monolayers bound together by weak Van der Waals interactions. When a single layer of this material is isolated, the crystal inversion symmetry is broken, leading to the degeneracy lifting of the electronic states having different spins in the presence of strong spin-orbit coupling. The effective Landé factor (g*) which arises in the Zeeman energy is a parameter which characterizes, among others, the band-structure of the material. It is exceptionally large in WSe_2 monolayers thanks to the presence of heavy tungsten atoms as well as electronic interactions. Its experimental determination through electrical resistance measurements under intense magnetic field constitutes the objective of this thesis. First, WSe_2 monolayers are produced by mechanical exfoliation of the mother material and their electrical addressing at the micrometric scale is achieved by clean room processes involving electron-beam lithography. Their magneto-resistance is studied under extreme conditions of low temperature and high magnetic field. The charge carrier density, holes in the thesis, can be varied in situ thanks to field effect. In WSe_2 monolayers, the quantization of the Landau level energy modified by the Zeeman effect is revealed by the presence of complex magneto-resistance oscillations (Shubnikov-de Haas oscillations). A dedicated theoretical model, where disorder is introduced through a Gaussian broadening of the Landau levels, is necessary for a quantitative understanding of the experimental results. The components of the resistivity tensor are simulated by this model where the main fitting parameters are the electronic mobility, the mobility edge of the Landau levels and the effective Landé factor. The fitting of the experimental results allows the extraction of g* for a hole density ranging from 5.10^12 to 7.5.10^12 cm^-2, which follows the trend reported in the literature. Beyond the innovative approaches in terms of experimental conditions and modelling, this study confirms the importance of electronic interactions in understanding the electronic properties of this material