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Dissertations / Theses on the topic 'Énergie de liaison'
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Bonenfant, Éric. "Énergie de liaison du deutéron dans un modèle de Skyrme étendu." Thesis, Université Laval, 2010. http://www.theses.ulaval.ca/2010/26868/26868.pdf.
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2
Leygnier, Jérôme. "Stabilité des petits agrégats d'alcalins : dissipation de leur énergie par évaporation." Paris 11, 1989. http://www.theses.fr/1989PA112353.
Full textAbstract:
Les agrégats produits par la détente supersonique d'une vapeur contiennent une certaine quantité d'énergie interne. Elle est répartie statistiquement sur tous les modes de vibration, mais il existe une probabilité d'en localiser une partie sur un mode donné. Ceci peut entrainer la dissociation unimoléculaire de l'édifice. La première partie de ce travail présente l'étude expérimentale la dissociation de la dynamique de la dissociation d'agrégats de 5 à 41 atomes de sodium ou de potassium. Les énergies de liaison et les températures des agrégats en sont déduites. La seconde partie indique que l'énergie apportée par un photon est également dissipée par évaporation d'atomes. L'étude de la photoévaporation donne accés aux énergies d'atomisation d'agrégats de 20 à 200 atomes. Leur comportement correspond aux prévisions du modèle de la goutte liquide. La troisième partie décrit la neutralisation d'agrégats ionisés triés en masse, par échange de charge avec des atomes de césium. L'énergie interne de l'agrégat intervient dans la fragmentation qui suit l'échange de charge. En conclusion, il apparait qu'une excitation électronique (collisionnelle ou photonique) d'un agrégat relaxe très rapidement en énergie de vibration. L'excés d'énergie interne est ensuite dissipé statistiquement par évaporation. La dynamique du processus renseigne sur l'état interne de l'agrégat.
3
Mégret, Claire. "Détermination par des calculs DFT de la relation entre énergies de liaison H-C et M-C : Vers une évaluation du contrôle thermodynamique de la sélectivité d'activation C-H." Montpellier 2, 2004. http://www.theses.fr/2004MON20061.
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4
Fevrier, Sylvie. "Modélisation de la liaison entre croissance, énergie et développement dans les pays en voie de développement : application à l'Indonésie." Dijon, 1986. http://www.theses.fr/1986DIJOE006.
Full textAbstract:
Face à la restriction et à la complexité croissante des apports de ressources financières, le problème de l'accumulation explosive de l'endettement dans les pays du tiers monde prend une nouvelle dimension. Il importe donc d'en comprendre les mécanismes et de ne plus sous-estimer la liaison entre croissance et endettement. En outre, le renforcement des contraintes financières nécessite de repenser le contenu des politiques énergétiques car toute stratégie de développement basée exclusivement sur le pétrole constitue un goulot d'étranglement pour la croissance des pays non industrialises, importateurs ou exportateurs d'énergie. Afin de mieux de mettre en évidence cette problématique, nous avons oriente notre recherche vers la construction et la formalisation informatique d'un modèle économique, énergétique et financier. Son objet principal est de simuler la croissance d'un pays en voie de développement en fonction de diverses hypothèses (taux de croissance des valeurs ajoutées, élasticités énergétiques. . . ) et d'en déduire le besoin de financement associe. La relation fondamentale entre croissance, énergie et endettement constitue la base du modèle ainsi conçu. La formulation adoptée reprend les grandes lignes du modèle rmsm (revised minimum standard model) élaboré par la banque mondiale au début des années 70. L'étude d'un cas concret, l'Indonésie, nous a permis d'identifier les insuffisances de ce cadre analytique face à la problématique de base et de lui apporter les aménagements nécessaires. L’application à l'Indonésie du modèle ainsi élaboré a fourni des résultats significatifs.
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Achkar, Yamina. "Modélisation des interactions à grande distance internucléaire entre deux atomes dans divers états électroniques : applications à des atomes d'alcalins et de gaz rare." Lyon 1, 1990. http://www.theses.fr/1990LYO10044.
Full textAbstract:
Nous presentons un modele perturbatif pour l'etude theorique du comportement des courbes d'energie potentielle des etats moleculaires (fondamental et excites) des systemes diatomiques dans le domaine des grandes distances internucleaires telles que le recouvrement entre fonctions d'onde atomiques puisse etre considere comme negligeable ou faible, l'effet d'echange des electrons entre les deux atomes etant toujours considere comme negligeable dans notre modele. Dans une premiere partie, apres un rappel du formalisme general de determination des elements de matrice de l'energie d'interaction a grande distance dans l'hypothese de non recouvrement et pour deux cas de couplages differents: couplage a et couplage c de hund, nous presentons tout d'abord une application a la description d'un grand nombre d'etats moleculaires des 10 dimeres alcalins heteronucleaires mm (m, m=li, na, k, rb, cs). Puis nous avons decrit les 20 systemes alcalin-gaz rare mg (m=li, na, k, rb, cs; g=ne, ar, kr, xe) dans de nombreux etats electroniques en introduisant certaines approximations supplementaires dans le formalisme. Dans la deuxieme partie, nous presentons l'extension du formalisme au calcul de l'energie coulombienne d'interaction en tenant compte, cette fois, des effets du recouvrement. Une application a la description de l'etat fondamental des dimeres alcalins, na#2 et lina, dans le couplage a de hund est presentee et discutee
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Bayat, Parisa. "Spectrométrie de masse en tandem pour l'étude des énergies de liaison de complexes "hôte-invité" et l'élucidation structurale d'oligosaccharides." Thesis, Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS108.
Full textAbstract:
En faisant progresser la chimie hôte-invité (H-G), des efforts importants ont été déployés pour synthétiser des molécules hôtes avec des caractéristiques de reconnaissance moléculaire spécifiques et bien définies, y compris de sélectivité et d’affinité ajustable. Une étape importante dans le processus est la caractérisation des forces de liaison des complexes H-G. Cette caractérisation est typiquement réalisée en solution en utilisant la RMN ou la fluorescence. L'étude en phase gazeuse de l'énergétique des systèmes H-G est très importante pour fournir des informations concernant leurs propriétés intrinsèques de liaison. La majeure partie de cette thèse est consacrée à l'étude de l'énergétique des complexes H-G formés par trois hôtes en cage d'hémicryptophane avec diverses molécules invitées biologiquement pertinentes. Parmi les techniques basées sur la spectrométrie de masse en tandem, nous utilisons ici la dissociation radiative infrarouge de corps noir (BIRD), la dissociation induite par collision basse énergie (CID à basse énergie), la dissociation de collision de plus haute énergie (HCD) et la CID haute pression pour les mesures énergétiques des complexes HG. Ces techniques ont été utilisées soit seules, soit en combinaison les unes avec les autres, soit avec la modélisation Rice-Ramsperger-Kassel-Marcus (RRKM). Ce travail nous a permis de développer la CID à basse énergie, technique prometteuse mais jusqu’à présent peu employée<br>In advancing host-guest (H-G) chemistry, considerable effort has been spent to synthesize host molecules with specific and well-defined molecular recognition characteristics including selectivity and adjustable affinity. An important step in the process is the characterization of binding strengths of the H-G complexes. This characterization is typically performed in solution using NMR or fluorescence. Gas-phase investigation of energetics of H-G systems is of great importance in providing information regarding their intrinsic binding properties. The major portion of this thesis is devoted to the study of the energetics of H-G complexes formed by three hemicryptophane cage hosts with various biologically-relevant guest molecules. Among the existing tandem mass spectrometry-based techniques, here we employ blackbody infrared radiative dissociation (BIRD), low-energy collision induced dissociation (low-energy CID), higher-energy collision dissociation (HCD) and high-pressure CID for measurements of energetics of H-G complexes. These techniques were used either alone, or in combination with each other, or with Rice–Ramsperger–Kassel–Marcus (RRKM) modeling. This work has allowed us to develop the low-energy CID, a promising technique, but so far infrequently used
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Minaya, Ramirez Enrique. "Un nouveau piège à ions circulaire pour la spectrométrie de masse et la structure nucléaire." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00421111.
Full textAbstract:
La détermination de la masse nucléaire permet d'accéder à l'énergie de liaison donc au bilan de toutes les forces agissant dans le noyau. L'exploration de la structure nucléaire requiert la mesure des masses loin de la stabilité. Néanmoins la production des ions radioactifs est peu sélective et l'ion d'intérêt est souvent noyé dans un fond de contaminants isobariques. Ces dernières années, l'utilisation des pièges à ions linéaires et du refroidissement par gaz tampon a été fortement développée permettant la mesure de masse des noyaux exotiques avec une grande précision. Cette thèse porte sur le développement innovant d'un piège de Paul circulaire, "le cirque d'ions". Sa géométrie lui permet de confiner les ions sur un grand nombre de tours. Ainsi, ils peuvent être refroidis avec une pression de gaz tampon de l'ordre de 10-4 mbar. Par ailleurs, il est capable de trier en masse les ions piégés et refroidis avec un pouvoir de résolution suffisant pour séparer des isobares. Nous avons réalisé et testé le premier prototype de ce spectromètre à Orsay. Cette thèse étudie également les prédictions des masses par les différents modèles théoriques, en les comparant avec l'approche microscopique HFB-17. Actuellement, la masse des noyaux très exotiques peut seulement être prédite. L'étude de l'énergie de séparation de deux neutrons avec HFB-17 met en évidence des zones d'instabilité numérique. Afin de l'améliorer, nous avons apporté une correction aux énergies de déformation calculées par ce modèle, en utilisant comme référence les masses des chaînes isotopiques 143-146Xe et 223-229Rn que nous avons mesurées avec le spectromètre ISOLTRAP au CERN.
8
Sporea, Cristina-Elena. "Structures et propriétés d'agrégats de silicium dopés avec des alcalins." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00175624.
Full textAbstract:
Ce mémoire est consacré à l'étude théorique des systèmes SinMp(+) avec M=Li, Na, K. Les calculs ont principalement été effectués au niveau DFT/B3LYP. <br /> Nous avons déterminé les géométries, les énergies de liaison, les potentiels d'ionisation et les moments dipolaires. Pour la majorité des SinMp(+) étudiés, les Si conservent le même arrangement que dans Sin, les alcalins M étant adsorbé à la surface. <br /> L'électron de valence s de l'alcalin est transféré vers la LUMO de Sin de sorte que la structure électronique de SinMp correspond approximativement à celle de Sinp- + pM+. La charge transférée est partagée entre les Si premiers voisins de M. Ce transfert de charge crée un moment dipolaire. Nos résultats pour le potentiel d'ionisation sont en bon accord avec les valeurs expérimentales seulement disponibles pour SinNa.<br /> Nous avons également étudié la possibilité de stabiliser une cage Sin en introduisant un alcalin à l'intérieur.
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Blazhynska, Marharyta. "Modeling and Standard Binding Free Energy Calculations of Complex Biological Objects." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2023. http://www.theses.fr/2023LORR0149.
Full textAbstract:
Pendant ma thèse, j'ai consacré mes recherches à l'analyse des calculs d'énergie libre de liaison absolue dans des complexes protéine-ligand. J'ai utilisé des approches basées sur la dynamique moléculaire, intégrant des restreintes telles que les itinéraires alchimiques et géométriques. Mon travail comprenait l'étude de trois complexes protéine-ligand distincts, contribuant ainsi à l'évaluation du logiciel BFEE2 pour l'automatisation de ces calculs. En poursuivant mes investigations, j'ai appliqué cette méthodologie aux interactions protéine-protéine, qui impliquent des phénomènes de reconnaissance et d'association plus complexes. J'ai examiné un exemple spécifique : un dimère d'insuline porcine dans lequel la dimérisation était induite par des interactions hydrophobes à l'interface des monomères. Ensuite, j'ai comparé les résultats des estimations d'énergie libre obtenus par calcul avec les données expérimentales correspondantes. Pour approfondir ma compréhension des calculs d'énergie libre de liaison dans les complexes protéine-ligand et protéine-protéine, j'ai réalisé une recherche méthodologique. J'ai évalué la robustesse de la méthode géométrique par rapport à une version simplifiée, où les degrés de liberté supplémentaires étaient maintenus non restreints lors de la séparation physique des partenaires. Après avoir démontré l'exactitude de la méthode géométrique, j'ai élargi son application à la prédiction et à l'évaluation des affinités de liaison des variants du SARS-CoV-2 en interaction avec un récepteur humain et des anticorps. De plus, j'ai exploré des stratégies visant à accélérer les calculs en utilisant l'option MTS disponible dans le module Colvars, avec ou sans l'astuce d'HMR. En ajustant les paramètres de Colvars, j'ai réussi à obtenir une accélération des calculs presque triplée, sans compromettre la précision des calculs d'énergie libre de liaison<br>During my thesis, I focused my research on analyzing the calculations of absolute binding free energy in protein-ligand complexes. I utilized approaches based on molecular dynamics, incorporating restraints such as alchemical and geometrical routes. My work involved studying three distinct protein-ligand complexes, contributing to the evaluation of the BFEE2 software for automating these calculations. Continuing my investigations, I applied this methodology to protein-protein interactions, which involve more complex recognition and association phenomena. I examined a specific example: a dimer of porcine insulin, where dimerization was induced by hydrophobic interactions at the interface of the monomers. Subsequently, I compared the results of calculated estimates of binding free energy with the corresponding experimental data. To deepen my understanding of binding free energy calculations in protein-ligand and protein-protein complexes, I conducted methodological research. I evaluated the robustness of the geometrical route compared to a simplified version, where additional degrees of freedom remained unrestrained during the physical separation of the partners. After demonstrating the accuracy of the geometrical route, I expanded its application to predict and evaluate the binding affinities of SARS-CoV-2 variants in interaction with a human receptor and antibodies. Additionally, I explored strategies to accelerate the calculations using the MTS option available in the Colvars module, with or without the HMR trick. By adjusting the parameters of Colvars, I achieved an almost threefold acceleration of the calculations without compromising the accuracy of the binding free energy calculations
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Lebhertz, Dorothée. "Modes de décroissance des réactions de capture radiative résonnantes des collisions 12C+12C et 12C+16O." Strasbourg, 2009. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2009/LEBHERTZ_Dorothee_2009.pdf.
Full textAbstract:
Mon travail contribue à la recherche du lien entre résonances étroites et états moléculaires dans les systèmes 12C+12C et 12C+16O proches de la barrière de Coulomb via le processus de capture radiative. Ce mécanisme permet de sonder à la fois la voie d’entrée par son recouvrement avec les états du noyau composite et la nature des états alimentés via les transitions électromagnétiques. Les expériences ont été réalisées au laboratoire Triumf (Canada) afin d’utiliser le spectromètre à 0° Dragon et l'ensemble de 30 BGO associés. Les résultats présentent pour la première fois le spectre de décroissance complet de la capture radiative et montrent en particulier qu’une branche importante (>50% du flux γ) décroit vers des états quasi-liés autour de 10-11 MeV. En utilisant le code de transport Geant3 pour décrire l’ensemble de l’appareil de détection, j’ai proposé trois scénarii de décroissance : l’un, purement statistique, le deuxième, résonnant, à spin d’entrée unique, et le dernier basé sur un modèle cluster. J’ai ainsi déterminé les spins d’entrée ainsi que les sections efficaces totales de capture radiative. J’ai également effectué des calculs Hartree Fock dépendant du temps pour étudier le mécanisme de réaction et déterminer le temps de vie dinucléaire de ces réactions. Mon étude se termine par des calculs de simulation GEANT4 étudiant la fonction de réponse du futur multidétecteur PARIS, basé sur l’utilisation des nouveaux cristaux scintillants de LaBr3 qui sera installé auprès de Spiral2. Mes résultats montrent que la résolution et l’efficacité de ce futur détecteur permettra de statuer parmi les différents scénarii proposés dans ce travail<br>My work contributes to the search for the link between narrow resonances and molecular states in the 12C+12C and 12C+16O systems near the Coulomb barrier making use of the radiative capture. This mechanism allows to probe both the entrance channel by its overlap with the states of the composite nuclei and the nature of the states fed via electromagnetic transitions. The corresponding experiments were performed at TRIUMF (Canada) and used the 0° Dragon spectrometer and the associated 30 BGO array. The results show for the first time the complete radiative capture decay scheme and demonstrate in particular that a significant part (> 50% of the γ-flow) decreases to quasi-bound states around 10-11 MeV. Using the Geant3 transport code to model the whole experimental apparatus, I have proposed three decay scenarii: the first one is purely statistical, the second, resonant, with a unique entrance spin, and the last one based on cluster models. I have thus determined the entrance spins and the total radiative capture cross sections. I have also performed Time Dependent Hartree Fock calculations to study the reaction mechanism and determine the dinuclear lifetime for these reactions. My study concludes with GEANT4 calculations of the response function of the future multidetector PARIS, based on the use of new LaBr3 scintillating crytstals which will be installed at Spiral2 (Ganil, France). My results show that the resolution and efficiency of the future detector will allow to disentangle the different scenarii proposed in this work
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Viera, Nelson. "Mesure de la masse atomique du noyau N=Z 74Rb avec le spectromètre MISTRAL." Paris 6, 2002. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00002578.
Full text
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Yazidjian, Chabouh. "Conception d'un système de détection pour ISOLTRAP et test de l'équation de masse aux multiplets isobariques." Caen, 2006. http://www.theses.fr/2006CAEN2082.
Full textAbstract:
Situé auprès du séparateur isotopique en ligne ISOLDE du CERN, le spectromètre de masse ISOLTRAP, composé de pièges de Penning, est spécialement conçu pour une spectrométrie de masse de haute précision tout particulièrement pour les isotopes radioactifs de courte durée de vie. Reposant sur la mesure de la fréquence cyclotron d'un ion piégé dans une cavité supraconductrice où règne un fort champ magnétique, la précision relative sur la masse atteinte par cette installation est de 10-8 avec un pouvoir de résolution pour les ions contaminants de R=107. Ces mesures réalisées pour des noyaux instables particuliers sont primordiales puisqu'elles servent de test draconien des modèles nucléaires. Le point principal de ce mémoire est la conception, l'installation et la caractérisation d'un nouveau détecteur Channeltron afin d'augmenter l'efficacité de détection d'\ISOLTRAP d'un facteur proche de 3. Une efficacité de detection proche de 100 pourcent étant atteinte, il est désormais possible de manipuler un seul et unique ion mais aussi d'atteindre des noyaux exotiques encore plus éloignés de la vallée de stabilité et qui ont une durée de vie d'autant plus brève. Concernant la spectrométrie de noyaux à courte durée de vie, la masse des isotopes du potassium 35K (178ms) au 46K (105s) a été déterminée avec une incertitude realtive inférieure à 1. 6 10-8. Cette jutesse sur la masse du 35K a contribué au test de l'équation de masse du multiplet isobarique pour le quartet de masse A=35 et d'isospin T=3/2<br>Installed at the on-line isotope separator ISOLDE at CERN, the tandem Penning-trap spectrometer ISOLTRAP is designed to perform high-accuracy mass measurements on short-lived radionuclides. Based on the determination of the ion cyclotron frequency in a strong magnetic field, the typical relative mass uncertainty is 10-8 with a resolving power of up to R=107. Accurate and precise mass values for specific unstable nuclides are important since they serve e. G. As a stringent test of nuclear models. The main part of this work is the design, installation and characterization of a new Channeltron-detector setup in order to increase the detection efficiency of ISOLTRAP by about a factor of 3. Since a detection efficiency close to 100 percent is reached, true single-ion experiments can be performed for the first time and exotic nuclides further away from the valley of stability and with very short half-lives are now accessible. Concerning mass measurements on short-lived nuclides, the masses of potassium isotopes from 35K (178ms) up to 6K (105s) have been measured with a relative precision of better than 1. 6 10-8. The accurate value of the 35K mass contributes to a stringent test of the isobaric multiplet mass equation for the A=35, T=3/2 isospin quartet
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Gaudel, Siri Anouk. "Contribution a la modelisation des nitroxydes et des n-alcoxyamines : structure, role en polymerisation radicalaire controlee." Aix-Marseille 3, 1999. http://www.theses.fr/1999AIX30054.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail est d'apporter une contribution a la modelisation des radicaux nitroxyle et des n-alcoxyamines. Dans une premiere partie, la mecanique moleculaire (genmol) est utilisee pour l'etude quantitative de la pseudorotation contrainte dans les cycles n-oxy pyrrolidiniques. En particulier, nous nous sommes interesses aux adduits de spin resultant du piegeage de radicaux oxygenes par la dmpo et la depmpo. Les conformations privilegiees et, par consequent, les constantes de couplage rpe de ces adduits s'expliquent par la presence d'un effet anomere. De plus, les spectres rpe des adduits de radicaux peroxyle montrent un phenomene de largeur de raie alternee, attribue a un echange conformationnel. Les fonctions nitroxyle et peroxyle ont ete parametrisees dans le champ de force de genmol. La seconde partie de ce travail est consacree a l'etude par mecanique quantique de la polymerisation radicalaire controlee par les nitroxydes. Pour cela, nous avons montre que la methode pm3 offre une bonne estimation quantitative des energies de dissociation homolytique des n-alcoxyamines. D'autre part, nous avons mis en evidence les facteurs agissant sur la force de la liaison polymere-nitroxyde.
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Montalvo, Acosta Joel José. "Computational approaches to molecular recognition : from host-guest to protein-ligand binding." Thesis, Strasbourg, 2018. http://www.theses.fr/2018STRAF051/document.
Full textAbstract:
La reconnaissance moléculaire est un problème très intéressant et surtout un défi actuel pour la chimie biophysique. Avoir des prévisions fiables sur la reconnaissance spécifique entre les molécules est hautement prioritaire, car il fournira un aperçu des problèmes fondamentaux et suscitera des applications technologiques pertinentes. La thèse présentée ici est centrée sur une analyse quantitatif de la reconnaissance moléculaire en solution pour la liaison l'hôte-invité, la liaison protéine-ligand et la catalyse. Le cadre de la mécanique statistique utilisé pour décrire l'état de la technique de liaison récepteur-ligand est un point d'inflexion pour le développement de nouvelles méthodes améliorées. En fait, un modèle très performant et précis a été obtenu pour l'analyse de la liaison hôte-invité. Enfin, les modèles présentés ont été utilisés comme outils prédictifs fiables pour la découverte de nouvelles entités chimiques destinées à améliorer la catalyse en solution<br>Molecular recognition is a very interesting problem, and foremost, a current challenge for biophysical chemistry. Having reliable predictions on the specific recognition between molecules is highly priority as it will provide an insight of fundamental problems and will raise relevant technological applications. The dissertation presented here is centered on a quantitative analysis of molecular recognition in solution for host-guest, protein-ligand binding and catalysis. The statistical mechanics framework used to describe the state-of-the-art for receptor-ligand binding is an inflection point for the developing of new improved and methods. In fact, a highly performanced and accurate model was obtained for the analysis of host-guest binding. Finally, the presented models were used as a reliable predictive tools for discovering new chemical entities for enhance catalysis in solution
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Alvarez, Boto Roberto. "Development of the NCI method : high performance optimization and visualization." Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066220/document.
Full textAbstract:
Les interactions non-covalentes ont une importance fondamental pour la chimique. Les interactions entre un catalyseur et le substrat, interactions entre matériaux, synthèse des enantiomers parmi autres réactions chimiques sont décrivent par interactions non-covalentes. Elles sont fondamental pour designer nouveaux matériaux. Les interactions non-covalents sont très suivant visualisées à partir de mesures de contactes atomiques qui utilisent des donnes de rayon de van de Waals. Cette type d'approximations ne sont pas très flexible pour comprendre l'interaction avec l'environnement. Aujourd'hui les approximations qui utilisent des fonctions dans l'espace réel (i.e. la densité électronique) sont très utilisent pour visualiser les interactions non-covalentes. Dans cet thèse, on analyse la méthode NCI pour visualiser interactions chimiques. On analyse les gradient réduit de la densité, ingrédient fondamental dans la méthode NCI. On montré que cette fonction est liée au la densité d'énergie cinétique et au comportement bosonique du système. On montre que la méthode NCI peut être utilisée pour analyser tous les types d'interactions; dès interactions covalentes aux non-covalentes. Finalement la méthode est appliqué à la réactivité chimique<br>Non-covalent interactions are of paramount importance in chemistry. Interactions between a catalyst and its substrate, self-assembly of nanomaterials, enantiomer production and many other chemical reactions, are most of the time non-covalent in nature. They are also fundamental for crystallographic analysis, since they set up the scenario for molecular crystallization, whose guiding rules are still a fruitful filed of research. Non-covalent interactions are frequently visualized using distance dependent contacts, generally without consideration of hydrogen atoms. Most of these interactions are usually identified by the use of tabulated van der Waals radii, which are not flexible enough to reveal the interplay with the environment. New approaches, based on 3D functions that can be derived either form experiment or computation (e.g. the electro density) are now widely used to identify and visualize non-covalent interactions. In this thesis we analyse the NCI method, and namely, its main ingredient, the reduced density gradient. Its capabilities for visualizing chemical interactions are examined. This 3D function is then, connected with the kinetic energy density and a interpretation of the reduced density gradient in terms of the bosonic behaviour of the electronic system is presented. Then, the NCI method is applied to visualise and analyse chemical interactions: from covalent to non-covalent interactions. The chemical reactivity is also addressed. The NCI method is applied to rationalised the outcome of several reactions
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Brezgunova, Mariya. "Analyse de la densité de charge et des propriétés topologiques des interactions intermoléculaires faibles - liaisons halogène et chalcogène - et leur comparaison avec des liaisons hydrogène." Thesis, Université de Lorraine, 2013. http://www.theses.fr/2013LORR0012/document.
Full textAbstract:
La compréhension et le contrôle des interactions intermoléculaires est d'une importance fondamentale dans les domaines de la reconnaissance moléculaire et de l'ingénierie cristalline, ainsi que dans les systèmes biologiques. Parmi les contacts faibles les plus fréquents qui lient les molécules dans les solides organiques nous trouvons la liaison halogène, la liaison chalcogène, et la liaison hydrogène faible. Dans cette thèse, des études expérimentales et théoriques de densité de charge rhô(r) basées sur la méthodologie QTAIM ont été effectuées pour l'analyse des liaisons halogènes et chalcogènes, et pour leur comparaison avec les liaisons hydrogène faibles. Pour ce faire, nous avons réalisé l'affinement multipolaire de la densité électronique obtenue à partir de la diffraction des rayons-X sur monocristal, ainsi qu'à partir des calculs périodiques DFT. A l'issue de nos résultats, nous avons définie la nature de ces interactions faibles (électrophile-nucléophile) et caractérisé leur intensité et directionnalité. Basé sur la topologie de L(r) = ¬rhô delta inversé2 rhô(r), le descripteur électrostatique (delta(L/rhô)) nous a permis d'évaluer quantitativement l'interaction électrostatique entre les régions de concentration (CC) et de dilution (CD) de charge de la couche de valence des atomes. L'énergie d'interaction (Eint) a été décrite à partir de descripteurs topologiques de rhô(r). Nous nous sommes intéressés également à la formation de fragments structuraux récurrents, appelés synthons. Il a été prouvé que le synthon peut être créé non seulement par des groupements d'atomes similaires, mais aussi par des ensembles de sites CC et CD qui sont impliqués de façon similaire dans la formation de contact<br>Understanding and control of intermolecular interactions play a crucial role in molecular recognition, crystal engineering, and biological systems. Three very frequent weak contacts linking the molecules in organic solids are halogen, chalcogen, and weak hydrogen bondings. In this thesis, we perform experimental and theoretical charge density rho(r) studies based on the QTAIM methodology for analyzing halogen and chalcogen bonding, and for comparing them with weak hydrogen bonding, as derived from the high-resolution single crystal X-ray diffraction multipole-refined electron density and from density functional theory (DFT) calculations. Defining the nature of these weak interactions as electrophilic-nucleophilic, we particularly focus on their strength and directionality. Based on the topology of L(r) = ¬rho inverted delta2 rho(r), a proposed electrostatic descriptor (delta(L/rho)) permitted us to evaluate quantitatively the electrostatic intensity between charge concentration (CC) and charge depletion (CD) regions belonging to the valence shell of the interacting atoms. The interaction energy (Eint) was described from the topological properties of rho(r). The attention has been also paid to the formation of recurrent structural fragments, called synthons. By the developed approach, it is proved that the synthon arrangement can be created not only by groups of atoms, but also by sets of CC and CD sites similarly involved in the contact formation
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Ruinart, de Brimont Mathias. "Activité et stabilité de phases sulfures pour l'hydrotraitement d'huiles végétales." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00866029.
Full textAbstract:
En combinant expérimentations et calculs ab initio, nous proposons une étude rationnelle des mécanismes de désoxygénation de molécules modèles pertinentes (heptanoate d'éthyle et heptanal) afin de fournir des guides pour définir des systèmes catalytiques optimaux pour l'hydrotraitement de matières premières renouvelables (huiles végétales, graisses animales). L'hydrotraitement d'huiles végétales, par la réaction de désoxygénation, est une voie alternative à la transestérification et peut être envisagée pour obtenir une base gazole de haute qualité. La transformation des composés oxygénés modèles a été étudiée sous une pression totale de 1.5 MPa, à une température de 523 K, dans un réacteur à lit fixe en présence de différents sulfures de métaux de transition massiques (SMT). Cette étude a mis en évidence l'influence de la nature phase sulfure sur la sélectivité des voies de désoxygénation (hydrodésoxygénation (HDO) et/ou décarbonylation/ décarboxylation (DCO)) ainsi que la réactivité particulière du sulfure de rhodium lors de la transformation de l'heptanoate d'éthyle. À l'inverse, quelle que soit la phase sulfure utilisée, la transformation de l'heptanal suit principalement la voie HDO. Dans nos conditions réactionnelles, l'heptanal a été identifié comme un intermédiaire de cette voie de désoxygénation. L'effet promoteur du cobalt et du nickel sur l'activité du sulfure de molybdène monométallique a été observé lors de la transformation de l'heptanal. La relation entre les activités en désoxygénation et en HDO et l'énergie de liaison métal-soufre (E(MS)) calculée ab initio des solides suit une courbe en volcan. Le sulfure mixte NiMoS (0.43), qui présente une E(MS) intermédiaire (127 kJ.mol-1), est le SMT le plus actif pour les deux réactions. Le catalyseur bimétallique CoMoS (0.1) présente la sélectivité HDO/DCO la plus élevée. À l'aide des résultats catalytiques et de calculs ab initio, deux mécanismes réactionnels sont proposés pour les voies de réactions HDO et DCO
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Patté, Philippe. "Etude des états métastables dans les ions lourds multichargés." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00006372.
Full textAbstract:
Dans ce travail, nous présentons l'effet de la corrélation sur les énergies de liaison totales de différents ions hautement chargés ainsi que sur les durées de vie de l'état métastable $^3P_2$ dans plusieurs gaz rares (Ne, Ar, Kr et Xe). Nous avons également établi l'expression du taux d'émission spontanée de deux photons dans les atomes à $N$-électrons sous une forme adaptée à la méthode Dirac-Fock multiconfigurée qui constitue l'une des approche possible du problème à plusieurs corps relativistes. De même, nous avons effectué des calculs d'énergie de transitions dans les atomes exotiques. Ces derniers sont des atomes où un électron du cortège électronique a été remplacé par une particule de même charge : $\mu^-$ ou $\pi^-$. Ces calculs ont eu deux objectifs, d'une part, établir des standards de calibration en énergie pour les transitions $X$ et, d'autre part de déterminer la masse du pion chargé $\pi^-$. Ces calculs nous ont conduits à déterminer le terme de Breit correspondant à l'interaction pion-électron afin d'obtenir des résultats plus précis.
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Fang, Ruyi. "Optimisation de l'insertion des liaisons souterraines dans le réseau électrique." Grenoble INPG, 1995. https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-01887891.
Full textAbstract:
Le transport électrique à haute tension et très haute tension aura de glus en plus recours aux câbles souterrains. L'insertion d'une liaison souterraine dans le réseau pose des problèmes d'ordre à la fois électrique, thermique et économique. . Une définition de la longueur critique de transport est introduite, intégrant les différentes contraintes en tension et en courant. On présente la compensation par inductance qui permet l'augmentation des longueurs de liaison réalisables et une amélioration de la qualité du transport. * Les méthodes de calcul de la capacité de transport des câbles (l'intensité maximale du courant admissible sans dégradation) sont analysées pour les différents modes de pose. . Une méthode d'optimisation des liaisons mixtes aéro-souterraines est proposée. Elle est basée sur l'analyse de l'adéquation des capacités de transport des lignes aériennes et des câbles souterrains en régime normal et en régime perturbé. * On discute les différents facteurs (investissements, pertes. . . ) entrant en jeu dans le bilan économique. Cette étude est concrétisée par un logiciel qu a pour but de faciliter l'optimisation technico-économique des liaisons souterraines
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Szczepaniak, Florence. "Efficient sampling of complex biomolecular assemblies using molecular simulations." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2024. http://www.theses.fr/2024LORR0115.
Full textAbstract:
Les informations au niveau atomique sont essentielles pour décrire la structure et la dynamique des complexes biomoléculaires. Les travaux présentés dans cette thèse visent à explorer et à améliorer les techniques informatiques expliquant la formation de complexes, quantifiant les énergies libres de liaison ou décrivant la dynamique de systèmes multi-composants. J'ai d'abord développé un protocole pour calculer l'énergie libre de liaison d'un complexe protéine-ligand. Il s'appuie sur des transformations alchimiques réalisées dans un cadre mécanique statistique rigoureux. Le protocole est distribué au sein du plugin BFEE2, un outil conçu pour aider l'utilisateur à préparer tous les fichiers d'entrée nécessaires et à effectuer le post-traitement des simulations d'estimation d'affinité de liaison. La dynamique moléculaire (MD) et les simulations alchimiques ont été utilisées pour fournir des informations sur la formation de complexes protéiques spécifiques en termes de structure et de dynamique. L'ensemble des protéines Dpr et DIP, qui jouent un rôle clé dans la neuromorphogenèse du système nerveux de Drosophila melanogaster, offre un paradigme riche pour en apprendre davantage sur la reconnaissance protéine-protéine. De nombreux membres de la sous-famille DIP réagissent de manière croisée avec plusieurs membres de la famille Dpr et vice-versa. Bien qu'il existe un total de 231 hétérodimères Dpr-DIP possibles, seules 57 paires « apparentées » ont été détectées par des expériences de résonance plasmonique de surface (SPR), ce qui suggère que les 174 paires restantes ont une affinité de liaison faible ou peu fiable. Ici, j'ai évalué les performances des approches informatiques pour quantifier les affinités de liaison entre les protéines Dpr et DIP et j'ai identifié, au moyen d'une série de mutations ponctuelles, les résidus interfaciaux régissant la spécificité du processus de reconnaissance. En m'appuyant sur les transformations alchimiques, j'ai développé une méthode de simulation hybride dynamique moléculaire hors équilibre - Monte Carlo (neMD/MC) visant à améliorer l'échantillonnage de membranes inhomogènes, en contournant la lente diffusion latérale des différents constituants. Des molécules lipidiques choisies aléatoirement sont échangées pour générer des configurations qui sont ensuite acceptées ou rejetées selon un critère Metropolis basé sur le travail alchimique associé à la tentative d'échange calculé via une trajectoire courte. Les performances de l'algorithme hybride neMD/MC et sa capacité à échantillonner la distribution des lipides à proximité d'une hélice transmembranaire portant une charge nette sont illustrées pour un mélange binaire de lipides chargés et zwitterioniques. Pour maintenir l'équilibre entre un système simulé et un bain environnant infini, une version modifiée de l'algorithme neMD/MC a été développée, dans laquelle un lipide choisi au hasard dans le système simulé est échangée avec un lipide prélevé dans un système séparé faisant office de système thermodynamique. « réservoir » avec la fraction molaire souhaitée pour tous les composants lipidiques. En parallèle de ces simulations, la dynamique des canaux ioniques pentamères ligand-dépendants (pLGIC) est étudiée. Lors de la liaison avec un agoniste, la conformation des protéines change pour contrôler le transport des ions vers et hors des cellules. À l'aide de diverses structures liées à des récepteurs nicotiniques, des simulations MD sont calculées. La conductivité et la stabilité du pore des pLGICs à l'état désensibilisé sont mesurées. Il a également été démontré que les fonctions de ces protéines dépendent de la composition lipidique. En recourant à des simulations alchimiques, la différence d'affinité protéine-lipide est calculée avec des lipides anioniques et zwitterioniques liés à la protéine<br>Atomic-level information is essential to describe the structure and dynamics of biomolecular assemblies. The work presented in this thesis aims to explore and enhance computational techniques explaining the formation of complexes, quantifying binding free energies or describing the dynamics of multi-components systems. I first developed a protocol to compute the binding free energy of a ligand buried in a membrane protein. It relies on alchemical transformations carried out in a rigorous statistical mechanical framework. The protocol is distributed within the BFEE2 plugin, a tool designed to assist the end user in preparing all the necessary input files and performing the post-treatment of the simulations towards the final estimate of the binding affinity. Molecular Dynamics (MD) and alchemical simulations have been employed to provide insights into the formation of specific protein complexes in terms of structure and dynamics. The set of Dpr and DIP proteins, which play a key role in the neuromorphogenesis in the nervous system of Drosophila melanogaster, offer a rich paradigm to learn about protein-protein recognition. Many members of the DIP subfamily cross-react with several members of the Dpr family and vice-versa. While there exists a total of 231 possible Dpr-DIP heterodimer, only 57 “cognate” pairs have been detected by surface plasmon resonance (SPR) experiments, suggesting that the remaining 174 pairs have low or unreliable binding affinity. Here I assessed the performance of computational approaches to in quantifying the binding affinities between Dpr and DIP proteins and I identified by means of a series of point mutations, the interfacial residues governing the specificity of the recognition process. Building on alchemical transformations, I developed a hybrid nonequilibrium molecular dynamics - Monte Carlo (neMD/MC) simulation method aimed at enhancing the sampling of inhomogeneous membranes, circumventing the slow lateral diffusion of the various constituents. Randomly chosen lipid molecules are swapped to generate configurations that are subsequently accepted or rejected according to a Metropolis criterion based on the alchemical work associated to the attempted swap calculated via a short trajectory. The performance of the hybrid neMD/MC algorithm and its ability to sample the distribution of lipids near a transmembrane helix carrying a net charge are illustrated for a binary mixture of charged and zwitterionic lipids. To enforce equilibrium between a simulated system and an infinite surrounding bath, a modified version of the neMD/MC algorithm was developed, in which a randomly chosen lipid molecule in the simulated system is swapped with a lipid picked in a separate system standing as a thermodynamic “reservoir” with the desired mole fraction for all lipid components. Membrane proteins function has been shown to depend on the lipid organization within the membrane either through averaged bulk effect or specific binding. A well-known class of protein exhibiting such a dependance is the family of pentameric ligand-gated ion channels (pLGICs). Upon the binding of a neurostransmitter, the conformation of these proteins changes establing a ionic current at the synapse junctions, transforming therby a chemical into an electric signal. Here, we generated several MD trajectories of various agonist-bound structures of nicotonic acethlycholine receptors solved by cryoEM, providing a molecular basis shedding light on the desensitization process. The conductivity and the stability of the pore of the pLGICs in a desensitized state are measured. The functions of these proteins have also been shown to depend on lipid composition. Finally, we employed alchemical tranformations to quantify the relative binding affinities of anionic and zwitterionic lipids at putative pLGIC binding sites, enlightening how lipids modulate the fonction of these proteins
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Leduc, Théo. "Vers un potentiel multipolaire quantitatif et transférable aux macromolécules biologiques : une étude méthodologique des effets de la polarisabilité." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2019. http://www.theses.fr/2019LORR0223.
Full textAbstract:
L’objectif de ce travail est d’améliorer la compréhension des interactions non-covalentes, à partir de l’étude de la densité électronique, notamment appliquée aux complexes protéines-ligands. La densité électronique est relativement conservée pour des atomes dans des contextes moléculaires similaires. Cette observation préalable fonde le principe de transférabilité. Cette approximation est à la racine des approches basées sur les bases de données, telles que la librairie de types atomiques ELMAM2, d’origine expérimentale. La base de données permet de reconstruire la densité électronique de molécules biologiques à partir de fragments observés lors d’expériences de cristallographie à haute résolution (exprimés dans le modèle multipolaire de Hansen et Coppens). Une approche novatrice est appliquée ici pour déterminer un type spécifique d’interaction électrostatique : l’interaction entre moments dipolaires induits. Cette interaction classique est représentée à l’aide d’un modèle de densité électronique transféré auquel est adjoint un ensemble de polarisabilités atomiques théoriques. Cette propriété décrit la réponse de la densité à l’application d’un champ électrique. Le développement de nouveaux outils informatiques, intégrés au logiciel MoProSuite, permet plusieurs axes d’étude présentés dans ce manuscrit. La transférabilité des polarisabilités atomiques est discutée pour évaluer leur conservation entre différents contextes moléculaires. Les interactions à courte portée entre molécules impliquent de très forts champs électriques. Leurs effets sont pris en compte en modélisant le phénomène de polarisation. L’adjonction de la polarisation à la densité électronique transférée est évaluée pour des systèmes biologiques et des petites molécules organiques. Ces densités transférées puis polarisées permettent de calculer des énergies d’interactions électrostatiques précises qui sont comparées à un banc de test théorique et appliquées à une étude de cas expérimental. L’étude de la topologie des champs scalaires, dans le cas du potentiel électrostatique au sein des complexes protéine-ligand, est encore à un stade de développement précoce. Le modèle et les nouveaux outils développés dans cette thèse permettent d’envisager l’application de cette approche, qui décrit la forme des champs de densité et de potentiel électrostatique, à des systèmes biologiques<br>The goal of this work is to improve the understanding of non-covalent interactions, from the study of electron density, notably applied to protein-ligand complexes. The electron density is a relatively conserved property of atoms in similar molecular environments. This preliminary observation establishes the transferability principle. This approximation is at the root of database-based approaches, such as the ELMAM2 atom type library. This database makes it possible to reconstruct the electron density of biological molecules from fragments observed during high-resolution crystallographic experiments (and expressed in the Hansen and Coppens multipolar model). Determination of a specific type of electrostatic interaction, the interaction between induced dipole moments, profits of an innovative approach. Transferable experimental electronic densities are complemented by theoretical polarizabilities. Polarizabilities describe the response of the electron density to the application of an electric field, in order to model the classical interaction between induced dipoles. The development of new software tools, integrated into the MoProSuite software, allows several focal area presented in this manuscript. The transferability of atomic polarizabilities is discussed to evaluate their conservation between different molecular environments. Short-range interactions between molecules involve very strong electric fields. Their effect is taken into account by modelling the polarization phenomenon. The adjunction of polarization to the transferred electron density is evaluated on biological systems and small organic molecules. These transferred, then polarized, densities make it possible to calculate accurate electrostatic interaction energies, which are compared to a theoretical benchmark and an experimental case study. The study of scalar field topology, in the case of the electrostatic potential within protein-ligand complexes, is at an early stage of development. The model and the new tools developed in this thesis are steps toward the application of this approach, which describes the shape of the fields of density and electrostatic potential, to biological systems
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Gouali, Meriem. "Energétique des liaisons inter- et intramoléculaires dans quelques dérivés phénoliques." Aix-Marseille 1, 1996. http://www.theses.fr/1996AIX11018.
Full textAbstract:
L'enthalpie de combustion et de formation a l'etat condense et a 298,15 k des trois isomeres du nitrophenol et de l'aminophenol ont ete determinees par calorimetrie de combustion de faibles quantites de substance en utilisant un calorimetre crmt basculant. En associant a ces valeurs celles des enthalpies de sublimation, determinees par calorimetrie de changement d'etat et par mesure de capacites calorifiques par la methode de chute, nous avons pu calculer l'enthalpie de formation a l'etat gazeux de chaque substance a 298,15 k. A partir de l'enthalpie d'atomisation experimentale, il nous a ete possible, dans le cas des nitrophenols, de determiner les enthalpies des liaisons c#b-no#2 et n-o. L'energie de conjugaison experimentale et theorique nous ont permis de discuter la stabilite relative des differentes molecules conjuguees. Certaines valeurs empruntees a la litterature concernant les grandeurs thermodynamiques des acides hydroxybenzoiques, des dihydroxybenzenes et des methylphenols nous ont permis de realiser une etude comparative des liaisons intermoleculaires dans les derives phenoliques etudies, en particulier des liaisons hydrogene, afin de mettre en evidence le lien existant entre les grandeurs energetiques et la structure de ces composes
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Nguyen, Quoc Hoang. "Étude numérique de l’interaction d’un atome de carbone avec la dislocation vis dans le fer." Thesis, Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10164.
Full textAbstract:
Les aciers de structures sont sujets aux phénomène de vieillissement sous déformation qui se traduit, par exemple, par des modifications de la limite d'élasticité, une augmentation du durcissement et une diminution de la ductilité. Le vieillissement statique est associé aux pics et aux paliers de Lüders, tandis que le vieillissement dynamique est associé à l'effet Portevin - Le Chatelier, responsable de la localisation de la plasticité et des instabilités mécaniques. L'origine de ces comportements macroscopiques provient des interactions fortes à l'échelle atomique entre les atomes de soluté, et en particulier le carbone, et les dislocations. Ce travail de thèse se propose de caractériser l'interaction entre un atome de carbone en site interstitiel octaédnque et une dislocation vis par des simulations numériques à l'échelle atomique, Les propriétés des dislocations dans le fer cubique centré étant étroitement liées à la structure de cœur des dislocations, structure dépendant elle-même fortement du potentiel interatomique utilisé, ce travail a été effectué à l'aide d'un potentiel d'interaction empirique récemment mis au point et qui reproduit correctement la structure non dégénérée du cœur de la dislocation vis, comme le prédisent les calculs ab initio, Dans un premier temps, do:s calculs de statique moléculaire ont permis de déterminer les énergies d'interaction entre la dislocation et le carbone pour diverses positions de ce dernier. Une étude dynamique a ensuite été menée permettant de déterminer de manière qualitative l'influence du carbone sur le mouvement de la dislocation et le développement des mécanismes fondamentaux de la plasticité. Les simulations effectuées dans le cadre de cette thèse s'inscrivent dans la démarche de la modélisation multi-échelles dont l'objectif à long terme est de prédire l'évolution des propriétés des matériaux en se basant sur des mécanismes physiques élémentaires décrits depuis les échelles atomiques<br>Carbon is one of the most frequent foreign interstitial atoms in the iron matrix, The presence of even a very little amount of these impurities can have a drastic inl1uence on the steel properties, It is well know that the strong interaction between interstitial solute carbon atoms and dislocations drive many mechanical properties of steels, ln partieular, it has important effects on the yield stress and is responsible of mechanical instabilities observed during the static strain ageing, which implies the formation of Cottrell atmosphere (Lüders' band), and the dynamic strain ageing, which occurs generally at high temperature and involves a competitive motion of dislocations and interstitial atoms (Portevin - Le Chatelier effect). This thesis work aims at characterizing the interaction between an interstitial carbon atom and a dislocation by means of numerical simulations at the atomistic scale. Since the properties of dislocations in body-centered cubic iron rely mainly on the dislocation core structure which depends on the interatomic potential used, this work has been carried out with a newly designed empirical potential which describes correctly the non degenerated screw dislocation core structure, as predicted by ab initio calculations. ln a first part, molecular statics has been used to determine the binding energy between the screw dislocation and a carbon atom, placed in different positions, ln a second part, dynamical simulations have been performed by applying a constant shear strain to the simulation box which makes the dislocation move on its gliding plane, ln the course of these simulations, 3 types of behaviour were observed, When the dislocation arrives close to the carbon atom, it can keep moving on its plane, ln a second scenario, the dislocation changes of slip plane, this is a typical exemple of cross slip. ln the 3rd type of behaviour, it is the carbon atom which moves when the dislocation is too close to it. It can jump to an adjacent octahedral site of the same plane or move onto another plane, The kind of behaviour observed depends on the local structure of the dislocation core in the vinicity of the carbon atom which intluence can be felt only lor short interaction distances. The simulations carried out in the frameworks of this thesis, are part of a multiscale modeling approach, which aims at predicting the evolution of material properties, based on the knowledge of the atomic structure and properties of elementar processes, i,e, processeses occuring at the atomic level
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Guille, Emilie. "Approche coupl´ee exp´erience/th´eorie des interfaces ´electrode/´electrolyte dans les microbatteries au lithium : application au syst`eme LixPOyNz/Si." Thesis, Pau, 2014. http://www.theses.fr/2014PAUU3045/document.
Full textAbstract:
Afin de pallier les problèmes de sécurité posés par l'emploi d'électrolytes liquides, des batteries incorporant des électrolytes solides ont été envisagées, conduisant à des dispositifs « tout solide » de type microbatterie au lithium. Dans le cas de ces systèmes, des études concernant les phénomènes aux interfaces restent à développer, afin de comprendre les processus limitants qui se déroulent à l'échelle atomique, similairement à la formation de la SEI (« Solid Electrolyte Interface »), bien connue dans le cas de l'utilisation d'électrolytes liquides. Dans ce type de problématiques, l'apport des méthodes de la chimie calculatoire, de part leur aspect prédictif et explicatif, est incontestable. Le présent travail de thèse, en prenant pour objet d'étude l'électrolyte solide LixPOyNz, se place dans ces problématiques, en proposant l'étude fondamentale de modèles d'interfaces électrode/électrolyte. L'électrolyte considéré étant un matériau amorphe, le premier verrou à lever consiste en la recherche d'un modèle de ce système, apte à simuler les propriétés électroniques de l'électrolyte réel, constituées par des données XPS cibles. Les calculs menés, visant à la modélisation des spectres XPS, ont permis tout à la fois de proposer un modèle de l'électrolyte et de mettre en lumière l'existence d'une coordinence des atomes d'azote non considérée jusqu'alors dans l'interprétation expérimentale des données XPS. La possible existence d'atomes d'azote monovalents au sein de l'électrolyte semble confirmée par des calculs vibrationnels, thermodynamiques et cinétiques complémentaires, tandis que ce résultat permet de réviser la vision communément admise de la structuration de l'électrolyte LixPOyNz et de la diffusion des ions Li+ au sein de celui-ci. Enfin, ce modèle structural de l'électrolyte a été employé à la simulation d'une interface électrode/électrolyte (LixPOyNz/Si). Une considération particulière a notamment été apportée à l'étude de l'adsorption du modèle à la surface et de la diffusion des ions lithium au sein de l'interface<br>In order to overcome the safety issues induced by the use of liquid electrolytes, Li-ion batteries involving solid electrolytes have been considered, leading to an ‘all-solid’ kind of devices, commonly called microbatteries. For such devices, studies on the limiting processes that take place at electrode/electrolyte interfaces need to be done, to understand the electrochemical phenomenons likely to occur at the atomic scale, similarly to the well-known SEI formation. In this goal, methods of computational chemistry can provide both explanatory and predictive breakthroughs. The present work takes part in those issues by intending a study of electrode/electrolyte interfaces, considering LixPOyNz as the solid electrolyte material. Owing to the amorphous structuration of this system, the first barrier to break consists in the search for a suitable model, able to reproduce its real XPS electronic properties. Modelling of XPS spectra has both lead to propose a model of the electrolyte and highlight the possible existence of a new coordinence for nitrogen atoms, up to now unconsidered experimentally. Complementary calculations of Raman spectra, thermodynamic and kinetic data tend to evidence this coordinence, leading to a refinement of the commonly considered diffusion scheme. Finally, this structural model has been used to simulate an electrode/electrolyte interface (LixPOyNz/Si), with the particular aim of studying its adsorption on the electrode and the Li-ion diffusion through the interface
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El, Hannaoui Mohammed. "Étude par la méthode des liaisons fortes de la structure électronique des "chimney-ladder" et celle des défauts ponctuels dans le disiliciure de fer." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1994. http://www.theses.fr/1994INPL148N.
Full textAbstract:
Dans ce travail nous avons essayé de présenter d'une manière aussi claire que possible la méthode des liaisons fortes: ses fondements, ses avantages, les possibilités qu'elle offre mais aussi ses limites. Comme outil mathématique complémentaire nous avons choisi, pour traiter l'équation matricielle qu'on obtient, la méthode récursive de Haydock. L’utilisation de cette méthode nous permet de déterminer d'une façon élégante la fonction de Green associée à notre problème et de calculer d'une manière simple une quantité fort intéressante: la densité d'états. Comme applications, de ces méthodes, nous avons étudié les défauts ponctuels dans le disiliciure du fer (les impuretés pour la phase à basse température et les lacunes pour la phase à haute température) et les structures électroniques des chimney-ladder
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Ruinart, de Brimont Mathias. "Activité et stabilité de phases sulfures pour l’hydrotraitement d’huiles végétales." Thesis, Lyon 1, 2011. http://www.theses.fr/2011LYO10197/document.
Full textAbstract:
En combinant expérimentations et calculs ab initio, nous proposons une étude rationnelle des mécanismes de désoxygénation de molécules modèles pertinentes (heptanoate d'éthyle et heptanal) afin de fournir des guides pour définir des systèmes catalytiques optimaux pour l'hydrotraitement de matières premières renouvelables (huiles végétales, graisses animales). L'hydrotraitement d'huiles végétales, par la réaction de désoxygénation, est une voie alternative à la transestérification et peut être envisagée pour obtenir une base gazole de haute qualité. La transformation des composés oxygénés modèles a été étudiée sous une pression totale de 1.5 MPa, à une température de 523 K, dans un réacteur à lit fixe en présence de différents sulfures de métaux de transition massiques (SMT). Cette étude a mis en évidence l'influence de la nature phase sulfure sur la sélectivité des voies de désoxygénation (hydrodésoxygénation (HDO) et/ou décarbonylation/ décarboxylation (DCO)) ainsi que la réactivité particulière du sulfure de rhodium lors de la transformation de l'heptanoate d'éthyle. À l'inverse, quelle que soit la phase sulfure utilisée, la transformation de l'heptanal suit principalement la voie HDO. Dans nos conditions réactionnelles, l'heptanal a été identifié comme un intermédiaire de cette voie de désoxygénation. L'effet promoteur du cobalt et du nickel sur l'activité du sulfure de molybdène monométallique a été observé lors de la transformation de l'heptanal. La relation entre les activités en désoxygénation et en HDO et l'énergie de liaison métal-soufre (E(MS)) calculée ab initio des solides suit une courbe en volcan. Le sulfure mixte NiMoS (0.43), qui présente une E(MS) intermédiaire (127 kJ.mol-1), est le SMT le plus actif pour les deux réactions. Le catalyseur bimétallique CoMoS (0.1) présente la sélectivité HDO/DCO la plus élevée. À l'aide des résultats catalytiques et de calculs ab initio, deux mécanismes réactionnels sont proposés pour les voies de réactions HDO et DCO<br>By combining well defined experiments and density functional theory (DFT) calculations, we propose a rational understanding of the deoxygenation mechanisms of relevant oxygenate molecules (ethyl heptanoate and heptanal) so as to provide guides to define optimal catalytic systems for the hydrotreating of renewable feedstocks (vegetable oils, animals fats). The hydrotreatment of vegetable oils, with the deoxygenation reaction, is an alternative route to transesterification and can be used to obtain high quality diesel. The transformation of oxygenated model compounds was studied under a total pressure of 1.5 MPa, at 523 K, in a fixed bed reactor over various unsupported transition metal sulfide catalytic phases (TMS). Results have shown the influence of the sulfide phase on the selectivity for deoxygenation reaction (hydrodeoxygenation (HDO) and/or decarbonylation/ decarboxylation (DCO)) and the specific reactivity of the rhodium sulfide for the transformation of ethyl heptanoate. The study of the transformation of heptanal shows the reaction of deoxygenation is preferentially following the HDO pathway over all the catalysts. In our reaction conditions, heptanal was identified as a reaction intermediate of this deoxygenation pathway. The promoting effect of cobalt and nickel on the activity of monometallic molybdenum sulphide was observed for the transformation of heptanal. The relation between the deoxygenation and HDO rates and the ab initio calculated sulphur-metal bond energy E(MS) in the bulk TMS is following a volcano curve. Bimetallic sulfide NiMoS (0.43), with an intermediate E(MS) (127 kJ.mol-1), is found as the most active TMS for both reactions. The maximum of the HDO/DCO selectivity is obtained for the mixed catalyst CoMoS (0.1). Thanks to catalytic results and ab initio calculations, two reaction pathways are proposed for HDO and DCO reactions
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Sethakul, Panarit. "Réseaux électriques et filtrage des harmoniques : mise en œuvre et méthode d’étude." Electronic Thesis or Diss., Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2009. http://www.theses.fr/2009INPL083N.
Full textAbstract:
Cette thèse s’intéresse au problème de la qualité de l’énergie électrique sous l’angle particulier des harmoniques, leurs sources, leurs effets et les solutions permettant de les réduire. Deux solutions sont principalement considérées, les convertisseurs à indice de pulsation élevé et les filtres actifs. Ce travail a été mené en faisant porter l’accent sur le réseau électrique thaïlandais. C’est ainsi qu’une présentation de l’évolution de la façon dont l’électricité est produite, transportée et distribuée en Thaïlande est effectuée avant de décrire les contraintes imposées sur les harmoniques. Les différents systèmes de liaison à courant continu haute tension (CCHT) actuellement installés dans le monde sont rappelés avant de décrire en détails les différents composants et le contrôle de la liaison 300-600 MW existant entre la Thaïlande et la Malaisie. Après avoir ensuite présenté les différentes solutions envisageables de réduction des harmoniques, un exemple de réalisation, l’une des premières en Thaïlande utilisant un contrôle numérique, est détaillé afin d’illustrer les avantages de ce type de solution. La thèse se termine sur la présentation d’une méthode originale de modélisation des convertisseurs à indice de pulsation élevé. Cette modélisation repose sur une solution analytique exacte du problème d’état qui est considéré sur le plus petit intervalle permettant, en utilisant des propriétés de symétrie, de reconstruire la période de fonctionnement du dispositif. Le modèle ainsi développé donne des informations sur le fonctionnement du système tant dans les domaines fréquentiel que temporel<br>The problem of quality of electrical energy is the main object of this thesis. This problem is considered especially from the point of view of harmonics, sources, effects and solutions to reduce them. Two main solutions are considered, multi-pulse converters and active filters. This work is developed with a particular emphasis on the Thai electrical network. Then, the production, transmission and distribution system of electricity in Thailand and the harmonics regulations are presented. The different types of HVDC interconnection systems which are installed in the world today are detailed before presenting the 300/600 MW Thailand-Malaysia HVDC interconnection. After presenting the different possible solutions to avoid harmonics, a realized example, one of the first one developed in Thailand with a numerical control, is detailed to show the advantages of such a solution. The thesis ends on the presentation of an original modelling method of multi-pulse converters. The model is based on an exact analytical solution of the state problem which is considered on the smallest interval, which can, by using property of symmetry, rebuild the whole period. The result model gives the full information on the operation of the whole device both in time and frequency domains
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Rokrok, Ebrahim. "Controle en grid forming pour les convertisseurs d'électronique de puissance : application aux liaisons courant continus de Haute Tension (HVDC)." Electronic Thesis or Diss., Centrale Lille Institut, 2022. http://www.theses.fr/2022CLIL0012.
Full textAbstract:
Le développement rapide d’équipements raccordés sur les réseaux électriques avec des convertisseurs électroniques de puissance tels que les générateurs à base d‘énergie renouvelable et les liaisons de transmission sous haute tension continue entraîne un changement profond dans la physique même du système électrique. Aujourd'hui, les convertisseurs de puissance ont pour fonction principale d'injecter de l'énergie dans le réseau électrique, ce dernier s'appuyant sur des machines synchrones pour assurer tous les besoins nécessaires au fonctionnement et à la conduite du système électrique (par exemple, les services auxiliaires, la fourniture de réserve inertielle énergétique et de réserves dynamiques et fiables de puissance). Ce mode de fonctionnement des convertisseurs de puissance est appelé "grid-following" car suivant la tension alternative imposée au point de raccordement. Il présente plusieurs limitations, telles que : l'incapacité de fonctionner en mode autonome, des problèmes de stabilité dans des réseaux faibles et des fonctionnements défectueux, ainsi que des effets secondaires négatifs sur l'inertie du système. Pour relever ces défis, une alternative est de contrôler le convertisseur électronique de puissance pour générer et contrôler lui-même cette tension alternative. Dans cette thèse, une description fondamentale de cette commande en grid-forming est présentée avec une approche de modélisation quasi-statique simplifiée permettant de concevoir une régulation de la puissance active échangée avec le réseau AC. Plusieurs variantes de cette stratégie de contrôle sont mises en évidence et présentent des différences en termes de comportement dynamique sur la puissance active, de capacité d'émulation d'une réserve énergétique inertielle et de prise en charge de la fréquence du système. Les variantes sont ensuite classées en fonction de leurs capacités et fonctionnalités. Ces stratégies de commande ont été implémentées pour un convertisseur à 2 niveaux. Suivant une analyse de stabilité dite « petits signaux », la robustesse et leur capacité à fonctionner sur un réseau faible sont démontrées. De plus, les services auxiliaires tels que la réponse inertielle et le support au contrôle de la fréquence sont fournis de manière appropriée au réseau AC. Les questions de la protection contre les surintensités et de la synchronisation après défaut (tout en tenant compte de la limitation de courant) sont étudiées et une nouvelle méthode est proposée pour améliorer la stabilité transitoire du système électrique. Les résultats obtenus sont ensuite généralisés à une topologie de convertisseur multi-niveaux modulaire (MMC) avec succès. Avec cette commande, la fourniture d’une réserve inertielle est particulièrement intéressante pour gérer les transferts de puissance à l’interconnexion d’un réseau continu haute tension avec le réseau alternatif de transport d’électricité. La dernière partie de cette thèse évalue les performances dynamiques d'une liaison HVDC interconnectant deux réseaux AC et met en évidence la stratégie et les exigences appropriées pour la fourniture de réserve inertielle<br>The rapid development of converter-based devices such as converter-interfaced renewable generations and high-voltage direct-current (HVDC) transmission links is causing a profound change into the very physics of the power system. In this scenario, the power generation is shifted from the pollutant synchronous generators based on nuclear or fossil fuels to converter-based renewable resources. The modeling, control, and stability of the power converters are now one of the focuses of attention for researchers. Today, power converters have the main function of injecting power into the utility grid, while relying on synchronous machines that ensure all system needs (e.g., ancillary services, provision of inertia and reliable power reserves). This operation mode of power converters is called "Grid-following". Grid-following converters have several limitations, such as: inability to operate in a standalone mode, stability issues under weak grids and faulty conditions and also, negative side effect on the system inertia. To tackle these challenges, the grid-forming control as an alternative has shown its appropriate performance that could make this kind of control a promising solution to respond to the system needs and to allow a stable and safe operation of power system with high penetration rate of power electronic converters. In this thesis, a fundamental description of grid-forming control with a simplified quasi-static modeling approach aiming to regulate the converter active power by a voltage source behavior is presented. From the description, several variants of grid-forming strategies are identified that represent some differences in terms of active power dynamic behavior, inertia emulation capability and system frequency support. Hence, the presented grid-forming variants are then classified according to their capabilities/functionalities. From the small-signal stability and robustness point of view, the studied grid-forming controls, which are implemented to a 2-level VSC at first, show their ability to operate under very weak grid conditions. Moreover, the ancillary services such as inertial response and frequency support are appropriately provided to the AC grid. The questions of the grid-forming converters protection against overcurrent and their post-fault synchronization while considering the current limitation are investigated and a new method is proposed to enhance the transient stability of the system. All the obtained results are then extended to a modular multi-level converter (MMC) topology successfully. The use of a grid forming control in an HVDC converter is interesting for the grid to which it is connected due to the inertial effect that can be induced. Therefore, the final part of this thesis evaluates the dynamic performance of an HVDC link interconnecting two AC grids and highlights the proper strategy and requirements for inertia provision
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Tareste, David. "Liaisons par Chélation et Liaisons Hydrogène: une Mesure Directe." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00001889.
Full textAbstract:
La nature utilise des liaisons faibles (liaisons hydrogène, liaisons par chélation, etc.) pour assurer la cohésion d'édifices macromoléculaires (structure tertiaire des protéines, double hélice de la molécule d'ADN, etc.) et permettre la formation de structures transitoires qui nécessitent d'être créées et détruites rapidement (complexes récepteur-ligand, complexes ion-acide aminé, etc.). Les énergies de ces liaisons sont relativement peu connues notamment en raison du nombre important d'interactions agissant en parallèle. Une méthode permettant de les évaluer consiste à réaliser une mesure d'adhésion entre deux surfaces portant les groupes fonctionnels appropriés isolés de leur environnement naturel. Nous avons utilisé un lipide dont la tête polaire est constituée du groupement NTA, qui est capable de former des liaisons hydrogène et qui, dans certaines conditions physico-chimiques, peut fixer un ion nickel et former ainsi une liaison par chélation. Diverses mesures de forces ont été réalisées à l'aide de la technique SFA entre des bicouches de lipide NTA ou NTA-Ni. Des expériences réalisées dans l'eau pure ont permis de mesurer l'énergie d'une liaison hydrogène: environ 1 kBT. Des mesures de forces réalisées dans le Tris et confirmées par des mesures d'adhésion entre vésicules fonctionnalisées ont conduit à une estimation de l'énergie d'une liaison par chélation: environ 2 kBT. Le lipide NTA-Ni a également été utilisé comme un outil permettant de fixer des récepteurs his-tagués des rétinoïdes sur les surfaces d'étude du SFA. Nous avons utilisé un lipide dont la tête polaire contenait un rétinoïde synthétique et réalisé une mesure de forces entre une monocouche de ce lipide rétinoïde et une monocouche de lipide NTA-Ni portant les récepteurs. Des mesures de forces ont également été effectuées entre deux monocouches de lipide rétinoïde; elles ont mis en évidence de très grandes énergies d'adhésion dues à l'effet combiné des forces hydrophobes et des liaisons hydrogène.
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Naberejnev, Dimitri. "Etude de l'influence des liaisons chimiques sur l'absorption et la diffusion des neutrons aux énergies des résonances." Aix-Marseille 1, 1998. http://www.theses.fr/1998AIX11077.
Full textAbstract:
De nos jours le probleme de la prise en compte des liaisons cristallines dans le domaines des resonances des noyaux lourds n'est pas correctement resolu dans les codes d'analyse et dans les codes de traitement des evaluations et des donnees nucleaires. Le presente these traite separement l'absorption et le transfert des neutrons par les noyaux lourds dans le cadre du modele cristallin harmonique. Le modele du cristal harmonique a ete applique a l'etude des sections efficaces d'absorption resonante pour montrer l'inconsistance du modele du gaz libre largement utilise dans les codes fournissant les donnees nucleaires a l'usage des neutroniciens. Les erreurs dues a l'utilisation de ce modele simplifie ne sont pas negligeables et peuvent etre corrigees par l'introduction du modele cristallin dans les codes d'analyse des resonances et les codes d'evaluation des donnees nucleaires. Concernant la section de transfert dans le domaine des resonances les liaisons cristallines n'ont jamais ete prises en compte. Dans le present travail un formalisme (approximation des phonons decouples) a ete developpe pour pouvoir estimer l'influence de la structure cristalline du combustible sur les sections de transfert. Ce formalisme est different du modele statique actuellement utilise dans les codes de traitement des donnees nucleaires.
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Sethakul, Panarit. "Réseaux électriques et filtrage des harmoniques : mise en œuvre et méthode d’étude." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2009. http://www.theses.fr/2009INPL083N/document.
Full textAbstract:
Cette thèse s’intéresse au problème de la qualité de l’énergie électrique sous l’angle particulier des harmoniques, leurs sources, leurs effets et les solutions permettant de les réduire. Deux solutions sont principalement considérées, les convertisseurs à indice de pulsation élevé et les filtres actifs. Ce travail a été mené en faisant porter l’accent sur le réseau électrique thaïlandais. C’est ainsi qu’une présentation de l’évolution de la façon dont l’électricité est produite, transportée et distribuée en Thaïlande est effectuée avant de décrire les contraintes imposées sur les harmoniques. Les différents systèmes de liaison à courant continu haute tension (CCHT) actuellement installés dans le monde sont rappelés avant de décrire en détails les différents composants et le contrôle de la liaison 300-600 MW existant entre la Thaïlande et la Malaisie. Après avoir ensuite présenté les différentes solutions envisageables de réduction des harmoniques, un exemple de réalisation, l’une des premières en Thaïlande utilisant un contrôle numérique, est détaillé afin d’illustrer les avantages de ce type de solution. La thèse se termine sur la présentation d’une méthode originale de modélisation des convertisseurs à indice de pulsation élevé. Cette modélisation repose sur une solution analytique exacte du problème d’état qui est considéré sur le plus petit intervalle permettant, en utilisant des propriétés de symétrie, de reconstruire la période de fonctionnement du dispositif. Le modèle ainsi développé donne des informations sur le fonctionnement du système tant dans les domaines fréquentiel que temporel<br>The problem of quality of electrical energy is the main object of this thesis. This problem is considered especially from the point of view of harmonics, sources, effects and solutions to reduce them. Two main solutions are considered, multi-pulse converters and active filters. This work is developed with a particular emphasis on the Thai electrical network. Then, the production, transmission and distribution system of electricity in Thailand and the harmonics regulations are presented. The different types of HVDC interconnection systems which are installed in the world today are detailed before presenting the 300/600 MW Thailand-Malaysia HVDC interconnection. After presenting the different possible solutions to avoid harmonics, a realized example, one of the first one developed in Thailand with a numerical control, is detailed to show the advantages of such a solution. The thesis ends on the presentation of an original modelling method of multi-pulse converters. The model is based on an exact analytical solution of the state problem which is considered on the smallest interval, which can, by using property of symmetry, rebuild the whole period. The result model gives the full information on the operation of the whole device both in time and frequency domains
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Barrot, Pierre. "Analyse et modélisation du comportement des liaisons cannelées : mise en place des bases d'un outil d'assistance à la conception." Toulouse, INSA, 2006. http://www.theses.fr/2006ISAT0023.
Full textAbstract:
Les travaux de cette thèse consistent à étudier le comportement des cannelures afin de développer les bases d'un outil d'aide à la conception. Nous nous appuyons sur une modélisation Eléments Finis tridimensionnels validée par des études expérimentales. Des méthodes de calcul rapides et précises sont ainsi définies. Dans la première partie nous mettons en évidence les limites des normes de dimensionnement et la nécessité d'analyser le comportement d'une cannelure suivant les directions radiale et axiale. L'étude du comportement radial est basée sur une méthode déterminant d'une part un modèle de répartition de pression dit de " punch " et d'autre part la rigidité des dents. Ce dernier paramètre est utilisé ensuite pour décrire le comportement axial de la cannelure. Une analyse du transfert du couple le long de la cannelure a permis d'étudier les influences de la géométrie des pièces et du chargement. Enfin, nous avons travaillé à l'extension du modèle analytique relatif au comportement axial en vue d'élargir son domaine d'application aux cas où les dentures débordent de part et d'autre du contact. Nous avons identifié la possibilité d'utiliser une raideur globale équivalente, variable le long du contact, et capable de rendre compte d'un certain nombre de phénomènes parasites<br>This thesis consists in studing the spline coupling behaviour in order to develop the bases of a design assistance tool. Tridimentionnal Finite Elements models validated by experimental studies are exloited. Calculus methods, which are fast and accurate, are so defined. In a first part, we examine the limits of standards and the necessity to analyse the spline coupling behaviour in the both radial and axial directions. The radial behaviour study is based on a method, which defines on the one hand a pressure repartition model, called “punch model” and on the other hand the teeth stiffness. This last parameter is used after to describe the axial behaviour of the spline. Analysing torque transfer along the spline enables to study the load and the geometry influence of shaft and sleeve. Finally we present an extension of the analytical method of the axial behaviour to widen the application domain in the case where the teeth reach beyond the contact. We have identified the possibility to use an equivalent global rigidity, variable along the contact, and able to take into account some parasite phenomena
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Monjean, Pascal. "Optimisation de l'architecture et des flux énergétiques de centrales à énergies renouvelables offshore et onshore équipées de liaisons en continu." Phd thesis, Paris, ENSAM, 2012. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00749737.
Full textAbstract:
Les objectifs concernant la part des énergies renouvelables dans la production d'électricité sont de 20 % en 2020 en UE. L'éolien offshore principalement ainsi que les ressources hydroliennes et les panneaux photovoltaïques, vont contribuer à cet objectif. Les améliorations récentes dans le domaine de l'électronique de puissance amènent à repenser les architectures électrotechniques des fermes éoliennes de plus en plus éloignées du continent et présentant des puissances de plus en plus importantes. Plusieurs topologies électrotechniques de fermes éoliennes offshore sont comparées afin de définir la plus intéressante d'un point de vue faisabilité, efficacité et fiabilité. La solution de connexion retenue est entièrement en DC car elle présente des pertes diminuées et des convertisseurs DC-DC avec transformateurs haute-fréquence apportant un gain d'encombrement comparé à une topologie classique en AC. La topologie DC est alors modélisée avec une attention particulière portée aux convertisseurs DC-DC Full-Bridge, cœur technologique de la ferme. Un contrôle du convertisseur par entrelacement des commandes du convertisseur est explicité afin de réduire la taille du filtre en sortie. Deux expérimentations à échelle réelle (2 MW) et réduite (4 kW) permettent de valider le modèle, les pertes et les contrôles implantés sur le convertisseur. Les protections qui peuvent être mises en place pour un réseau de distribution DC sont aussi étudiées avec une proposition de disjoncteur statique DC. Une connexion entre un simulateur temps réel et le banc d'essai 4 kW est réalisée afin de comparer le comportement des convertisseurs de la ferme sur des échelles de temps importantes. Différents contrôles sont testés, et plus particulièrement ceux permettant de valider la capacité de la ferme à rester connectée au réseau pendant les défauts AC. L'ensemble des théories développées sur le cas d'étude éolien offshore sont étendues à des fermes solaires de fortes puissances afin de mettre en évidence les analogies entre ces deux énergies renouvelables.
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Manea, Vladimir. "Penning-trap mass measurements of exotic rubidium and gold isotopes for a mean-field study of pairing and quadrupole correlations." Thesis, Paris 11, 2014. http://www.theses.fr/2014PA112246/document.
Full textAbstract:
Les noyaux les plus complexes sont situés entre les nombres magiques et les médianes des espaces de valence, dans des régions connues pour les changements abrupts des observables nucléaires. Dans ces régions appelées de transition de forme, le paradigme nucléaire change entre la goutte liquide vibrationnelle et le rotor statique. Sauf quelques exceptions, les noyaux de ces régions sont radioactifs, avec des demi-vies qui chutent dans les millisecondes. Complémentaires aux propriétés des états excités à basse énergie, les énergies de liaison et les rayons de charge nucléaires sont parmi les observables les plus sensibles à ces changements de structure nucléaire. Dans ce travail, une étude du phénomène de transition de forme est effectuée, par des mesures de nucléides radioactifs produits dans le laboratoire ISOLDE au CERN. Les masses des isotopes de rubidium riches en neutrons 98-100Rb et des isotopes d’or riches en protons 180,185,188,190,191Au sont mesurées avec le spectromètre de masse de type Penning ISOLTRAP. La masse de 100Rb est déterminée pour la première fois. Des déviations significatives par rapport à la littérature sont trouvées pour les isotopes 188,190Au. Une nouvelle méthode expérimentale est présentée, utilisant un spectromètre de masse à multi-réflexion comme analyseur de faisceau pour la spectroscopie laser d’ionisation résonante. La nouvelle méthode donne la possibilité d’effectuer des études de structure hyperfine atomique avec ISOLTRAP, dont on peut extraire les rayons de charge et les moments électromagnétiques nucléaires<br>The most complex nuclei are situated between the magic and the mid-shell ones, in regions known for sudden changes of the trends of nuclear observables. These are the so-called shape-transition regions, where the nuclear paradigm changes from the vibrational liquid drop to the static rotor. With few exceptions, nuclei in these regions are radioactive, with half-lives dropping into the millisecond range.Complementing the information obtained from the low-lying excitation spectrum, nuclear binding energies and mean-square charge radii are among the observables most sensitive to these changes of nuclear structure. In the present work, a study of the shape-transition phenomenon is performed by measurements of radioactive nuclides produced by the ISOLDE facility at CERN. The masses of the neutron-rich rubidium isotopes 98−100Rb and of the neutron-deficient gold isotopes 180,185,188,190,191Au are determined using the Penning-trap mass spectrometer ISOLTRAP. The mass of 100Rb is determined for the first time. Significant deviations from the literature values are found for the isotopes 188,190Au. A new experimental method is presented, using a recently developed multi-reflection time-of-flight mass spectrometer as a beam-analysis tool for resonance-ionization laser spectroscopy. The new method opens the path to measurements of atomic hyperfine spectra with ISOLTRAP, from which charge radii and electromagnetic moments of radioactive nuclides can be extracted. The properties of the studied nuclides map the borders of two prominent regions of quadrupole deformation, which constrain the fine balance between pairing and quadrupole correlations in the nuclear ground states. This balance is studied by the Hartree-Fock- Bogoliubov (HFB) approach. The sensitivity of the shape-transition phenomenon to the strength of pairing correlations is demonstrated. In particular, the strong odd-even staggering of charge radii in the mercury isotopic chain is shown to result in the HFB approach from the fine interplay between pairing, quadrupole correlations and quasi-particle blocking
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Nasser, M'barek. "Calcul de l'intensité de photoémission par la méthode des liaisons fortes : application à l'étude de la surface de CdTe(110)." Montpellier 2, 1995. http://www.theses.fr/1995MON20210.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur l'analyse des donnees de photoemission resolue angulairement a l'aide du modele des liaisons fortes. La methode decrite a ete appliquee a deux composes ii-vi, cdte et hgte pour la face de clivage (110). L'intensite des bandes de surface et de volume est obtenue dans le cadre du modele a une etape. Apres avoir calcule la repartition des etats electroniques dans une lame de 20 monocouches du materiau, nous avons represente l'intensite de photoemission pour la meme geometrie que les donnees experimentales, sous la forme d'images dans le plan (e#i, k#/#/). Nous avons montre l'existence de trois groupes d'etats de surface lies aux trois bandes de volume (trous lourds, trous legers et bande de split-off) et mis en evidence la reconstruction de la surface. Notre conclusion est que la methode des liaisons fortes convient bien au calcul de l'intensite de photoemission des composes ii-vi car les orbitales de valence sont fortement localisees et parce qu'une seule orbitale atomique (p-anion) est a l'origine de l'essentiel de l'emission observee
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Cornaton, Yann. "Etude quantique des liaisons fortes et faibles : développement de fonctionnelles "doubles-hybrides" et de surfaces de potentiel analytiques." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00997412.
Full textAbstract:
Les travaux réalisés au cours de cette thèse se décomposent en deux thèmes principaux, eux-même subdivisés enplusieurs projets. D'une part, des travaux ont été menés concernant l'analyse et le développement de fonctionnelles " doubles hybrides ". Une analyse des fonctionnelles " doubles hybrides " à séparation linéaire le long de la connexionadiabatique a été proposée. Une nouvelle fonctionnelle " double hybride " à séparation de portée basée sur uneséparation alternative de l'énergie d'échange et de corrélation, RSDHf, a été développée. D'autre part, des travaux quant au développement de surfaces d'énergie potentielle (SEP) analytiques ont été menés. Un nouveau potentiel analytique a été proposé pour la description de la SEP des systèmes triatomiques. La combinaison de ce potentiel avec un potentiel électrostatique a été utilisé pour le développement de SEP analytiques pour de petits systèmes en interaction faible : H2O***HF, HF2-, Ne***ClF.
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Dasco, Antony. "Contrôle et modélisation du convertisseur multi-modulaire AC-AC pour les liaisons offshore à haute tension et basse fréquence." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAT057/document.
Full textAbstract:
L’objectif principal de cette thèse consiste à développer des stratégies de modélisation et de contrôle pour la conversion de fréquence en utilisant un convertisseur multi-modulaire sans utilisation de lien en continu. Ce convertisseur est nécessaire pour l’intégration des énergies renouvelables offshore dans un réseau de transport à basse fréquence. La basse fréquence électrique profite à la fois des avantages des réseaux alternatif et continu. L’utilisation de convertisseurs modulaires dans ces réseaux permet, entre autres, de supprimer le transformateur du côté de la basse fréquence électrique. Dans cette optique, l’énergie est convertie depuis la fréquence nominale à 50 Hz ou 60 Hz (considérée comme la haute fréquence) vers un tiers de 50 Hz. Le convertisseur est aussi capable de transformer d’autres valeurs de fréquence. Dans un premier temps, la méthode de modélisation du convertisseur est reliée à la théorie du transformateur de voltage triphasé avec un couplage en YDY. En deuxième lieu, l’application du théorème de superposition nous permet d’évaluer séparément la contribution de chaque fréquence. Dans un dernier temps, le contrôle principal du convertisseur utilise des correcteurs résonants, capables donc de travailler directement avec les courants internes du convertisseur qui sont à deux fréquences nominales. Grâce au découplage entre l’entrée du convertisseur et sa sortie, les défauts et les situations de déséquilibre ne se propagent pas vers la sortie du convertisseur, fonctionnement requis pour l’application en offshore<br>The purpose of this thesis is to develop strategies to model and control a modular multilevel converter in order to transform frequency without passing through a direct current link. This converter is needed for application in offshore systems where the energy, produced by the offshore renewables, is transmitted using low frequency links. Low frequency presents benefits from alternative and direct current technologies. Moreover, a voltage transformer is not required at the low frequency side when the proposed converter is used as a frequency transformer. In this scenario, frequencies are converted from the highest nominal frequency (50 Hz or 60 Hz) to one third of 50 Hz. Conversion to other frequency values has been tested as well using the same converter. A methodology based on the electrical transformer theory when connected in YΔY coupling and, the superposition theorem to separate the contribution from both frequencies, are proposed to link these currents with the two three-phase systems at different nominal frequencies. Resonant controllers are introduced to efficiently correct internal current signals of the converter that nominally are constituted of two frequencies: input and output frequencies. The converter is able to decouple the input side from the output. Therefore, faults and unbalanced conditions on the input side are not propagated to the output-side of the converter, which is required for offshore applications
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Kiss, Bálint Gábor. "Analyse des phénomènes à l’interface dans les systèmes formamide-eau par simulations de dynamique moléculaire." Electronic Thesis or Diss., Université de Lille (2018-2021), 2021. http://www.theses.fr/2021LILUR005.
Full textAbstract:
Le formamide (FA) et ses mélanges aqueux pourraient avoir joué un rôle clé dans l'évolution des prébiotiques et la théorie de la panspermie. Pour parvenir à un enrichissement efficace du FA, nécessaire à la synthèse des biomolécules, une accumulation de molécules de FA s'est produite. Cela peut s'expliquer par les environnements parfois extrêmes et complexes, y compris les interfaces. L'objectif de cette thèse de doctorat est d'interpréter les phénomènes qui se produisent aux interfaces des systèmes binaires FA-eau en utilisant des méthodes de simulation informatique à l'état ambiant et froid. Pour atteindre cet objectif, les changements thermodynamiques qui se produisent lors du mélange de cinq modèles de FA et de trois modèles d'eau, y compris la miscibilité de ces combinaisons de modèles elle-même, sont étudiés en effectuant des simulations informatiques de Monte Carlo en utilisant un cycle thermodynamique choisi de manière appropriée et la méthode d'intégration thermodynamique. L'énergie libre de Helmholtz, l'énergie et l'entropie du mélange de ces combinaisons de modèles dans toute la gamme de composition ont été calculées. En ce qui concerne la miscibilité et l'énergie de mélange de ces combinaisons de modèles, la combinaison des modèles CHARMM formamide et SPC/E eau a été choisie pour les simulations ultérieures des systèmes FA-eau. Des simulations de dynamique moléculaire de l'interface liquide-vapeur de mélanges formamide-eau de différentes compositions, ont été réalisées dans l'ensemble canonique (N, V, T) à 300 K. La couche des molécules de surface a été identifiée et analysée en détail en termes d'identification intrinsèque des molécules véritablement interfaciales (ITIM). Les résultats obtenus révèlent que les molécules de surface forment dans tous les cas un réseau de liaison hydrogène latéral percolant. Cependant, les molécules se mélangent entre elles, même à l'échelle moléculaire. Ni une forte adsorption, ni une auto-association latérale de l'un des composants de la couche de surface n'ont été observées, bien que le FA présente une légère capacité d'accumulation dans la couche de surface. Les préférences d'orientation des molécules de surface sont également régies par l'exigence de maximiser leurs liaisons hydrogène. La principale préférence des deux molécules est l'alignement parallèle avec le plan macroscopique de la surface du liquide. La dynamique des molécules de surface est également dominée par la liaison hydrogène. En outre, l'adsorption du FA est étudiée à la fois à la surface de la glace cristalline (Ih) à 200 K et à la surface de la glace amorphe de faible densité (LDA) dans la gamme de température de 50-200 K par simulation de Monte Carlo canonique (GCMC). Ces systèmes sont caractéristiques de la haute troposphère et du milieu interstellaire (ISM), respectivement. Les résultats révèlent que l'adsorption du FA à la surface de la glace dans ces conditions est un processus très fortement privilégié, qui doit être pris en compte lors de l'étude de la réactivité chimique dans ces environnements. Il s'avère que l'adsorption conduit à la formation d'une couche d'adsorption multimoléculaire, dont l'apparition précède quelque peu la saturation de la première couche moléculaire. L'adsorption est légèrement plus forte sur la glace LDA que sur la glace Ih dans des conditions thermodynamiques identiques, en raison de la plus grande surface exposée à l'adsorption. Les molécules de FA de la première couche sont très fortement liées à la surface de la glace, formant typiquement quatre liaisons hydrogène entre elles et avec les molécules d'eau de surface. Les résultats de cette thèse soutiennent le rôle du FA dans l'évolution prébiotique et la théorie de la panspermie en suggérant la surface des grains de glace dans l'atmosphère terrestre et dans le milieu interstellaire comme un lieu possible d'enrichissement en FA. En outre, ils soulignent l'importance des liaisons hydrogène dans la formation de la vie<br>Formamide and its aqueous mixtures might have played a key role in the prebiotic evolution and the panspermia theory. To reach an effective formamide enrichment which is necessary for the biomolecule synthesis, accumulation of formamide molecules has occurred. This can be explained with the sometimes extreme and complex environments including interfaces. The aim of this doctoral dissertation is to interpret the phenomena occurring at interfaces of formamide -water binary systems using computer simulation methods at ambient and cold condition. To achieve this purpose, the thermodynamic changes that occur upon mixing five models of formamide and three models of water, including the miscibility of these model combinations itself, is studied by performing Monte Carlo computer simulations using an appropriately chosen thermodynamic cycle and the method of thermodynamic integration. The Helmholtz free energy, energy, and entropy of mixing of these model combinations in the entire composition range have been calculated. Concerning both the miscibility and the energy of mixing of these model combinations, the combination of the CHARMM formamide and SPC/E water models have been selected for the further simulations of formamide −water systems.Molecular dynamics simulations of the liquid−vapor interface of formamide −water mixtures of different compositions, have been performed in the canonical (N, V, T) ensemble at 300 K. The layer of the surface molecules has been identified and analyzed in detail in terms of the intrinsic identification of the truly interfacial molecules (ITIM) method. The obtained results reveal the surface molecules form a percolating lateral hydrogen-bonding network in every case. However, the molecules mix with each other even on the molecular scale. Neither strong adsorption, nor lateral self-association of any of the components in the surface layer has been observed, although formamide exhibits a slight ability of being accumulated in the surface layer. The orientational preferences of the surface molecules are also governed by the requirement of maximizing their hydrogen bonds. The main preference of both molecules is found to be the parallel alignment with the macroscopic plane of the liquid surface. The dynamics of the surface molecules is also dominated by the hydrogen bonding.Furthermore, the adsorption of formamide is studied both at the surface of crystalline (Ih) ice at 200 K and at the surface of low density amorphous (LDA) ice in the temperature range of 50−200 K by grand canonical Monte Carlo (GCMC) simulation. These systems are characteristic of the upper troposphere and of the interstellar medium (ISM), respectively. The results reveal that the adsorption of formamide at the ice surface under these conditions is a very strongly preferred process, which has to be taken into account when studying the chemical reactivity in these environments. The adsorption is found to lead to the formation of multimolecular adsorption layer, the occurrence of which somewhat precedes the saturation of the first molecular layer. Adsorption is found to be slightly stronger on LDA than Ih ice under identical thermodynamic conditions, due to the larger surface area exposed to the adsorption. The first layer formamide molecules are very strongly bound to the ice surface, forming typically four hydrogen bonds with each other and the surface water molecules.The results of this thesis support the role of formamide in the prebiotic evolution and the panspermia theory by suggesting the surface of ice grains in the Earth’s atmosphere and in the interstellar medium as a possible location of formamide enrichment. Furthermore, they emphasize the importance of hydrogen bonds in the formation of life
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Zhang, Wenxing. "Études théoriques de l'effet de couplage électron-phonon sur les propriétés de transport dans les nanofils de silicium." Thesis, Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10016/document.
Full textAbstract:
La structure électronique, le spectre de phonons et les effets du couplage électron-phonon (e-p) sur les propriétés de transport de nanofils de Si (SiNW) ont été étudiés systématiquement sur la base de calculs en liaisons fortes et en champ de forces de valence. La structure électronique des nanofils dépend de leur orientation et de leur diamètre, changeant d’une bande interdite directe à indirecte. La largeur de bande interdite décroît et tend vers celle du Si massif quand le diamètre croît. Les spectres de phonons dépendent également de l’orientation et du diamètre. Ils présentent quatre modes acoustiques ce qui est typique des systèmes unidimensionnels. La mobilité et le temps de vie des électrons dans des nanofils orientés [110] ont été calculés. Les calculs confirment qu’à température ambiante les propriétés de transport dans les SiNWs dépendent fortement de la diffusion par les phonons, impliquant à la fois des modes acoustiques et optiques tous dérivant des modes acoustiques du Si massif. La mobilité augmente et tend vers celle du massif quand le diamètre augmente, et elle décroît quand la température passe de 77K à 300K. La relation entre la mobilité et la densité de porteurs est plus complexe. Pour des densités inférieures à 10 19 cm-3, la mobilité est pratiquement constante car elle ne dépend pas de la position du niveau de Fermi. Pour des densités supérieures, la mobilité dépend très fortement de la densité de porteurs car le niveau de Fermi est suffisamment haut pour croiser le minimum de bande de conduction et le transport multi-bandes devient important. Un autre travail entrepris dans la thèse a concerné la modélisation en liaisons fortes et en fonctions de Green hors équilibre du transport balistique dans des hétérojonctions de nanotubes de carbone (n1,m1)/(n2,m2)/(n1,m1). La conductance des jonctions semiconductrices décroît exponentiellement quand la longueur du nanotube (n2,m2) augmente. Cependant la conductance de (12,0)/(9,0)/(12,0) augmente avec la longueur du nanotube (9,0). Cet accroissement anormal de la conductance est expliqué par l’évolution du potentiel. De plus, la relation entre la conductance et la symétrie de rotation dans les jonctions métalliques est étudiée. Un comportement universel de conductance est démontré et est interprété par la différence de phase des électrons qui traversent deux interfaces de la jonction. Finalement, la conductance balistique de multi-jonctions est étudiée et la possibilité de réaliser des composants basés uniquement sur des nanotubes de carbone est proposée<br>In this thesis, the electronic structure, the phonon spectrum, and the electron-phonon (e-p) coupling effect in transport properties of Silicon Nanowires (SiNW) have been studied systematically based on Tight-Binding (TB) model and Valence-Force-Field (VFF) model. The electronic structure of SiNW is strongly dependent on the orientation and the diameter, even changing from direct gap to indirect gap, and the gap of SiNWs decreases and tends to the bulk value as the diameter increases. The phonon spectra are also dependent on the orientation and the diameter. It’s a character of nanowires that there are four acoustic phonon modes. Based on the calculation of both low field mobility and lifetime of electrons in SiNWs along [110], it’s confirmed that at room temperature the transport of carriers in SiNWs strongly depends on the phonon scattering, involving both optical phonons and acoustic phonons. The mobility increases and tends to the bulk value when the diameter increases. The mobility decreases in power law when the temperature increases from 77K to 300K. The relationship between the mobility and the density of carrier is more complicated. For low density of carrier (<10 19/cm3), the mobility is almost constant because it is approximately independent on the Fermi level at low concentration. For higher concentration, the mobility is strongly dependent on the density of carrier because the Fermi level is high enough to cross the conduction band edge (CBE) and multi-band transport becomes important. In a second study undertaken in this thesis, TB model and Nonequilibrium Green's Function (NEGF) are used to calculate the ballistic transport properties of carbon nanotube (CNT) heterojunctions (n1,m1)/(n2,m2)/(n1,m1). The conductance of semiconducting junctions decreases exponentially when the length of the middle CNT (n2,m2) increases. However, the conductance of (12,0)/(9,0)/(12,0) increases when the length of the CNT (9,0) increases. This anomalous increase of conductance is explained and reproduced very well by an exponentially dropped potential. Furthermore, the relationship between the conductance and the rotation symmetry in metallic jonctions is studied. The conductance spectra change periodically, and there are three different spectra at most for a special type of jonction. This universal behavior of conductance can be well understood by the phase difference of electrons, which travel through two interfaces of a junction. Finally, the ballistic conductance of multi-Iead junctions is studied and the possibility of making pure CNT electronic device is revealed
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Tatin, Arnaud. "Electrochemical CO2 splitting into CO and O2 in neutral water using earth-abundant materials : from molecular catalysts to a whole electrolyzer." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2016. http://www.theses.fr/2016USPCC164/document.
Full textAbstract:
L'énergie électrique (de préférence d’origine renouvelable) peut être stockée dans des liaisons chimiques grâce à un électrolyseur approprié. Les réactions typiques comprennent la production d'hydrogène, la production d'hydrocarbures et la synthèse d'ammoniac. Ces électrocarburants permettent de faciliter l'intégration de sources d'énergie renouvelables dans le mix de production électrique. Ils sont compatibles avec l'infrastructure industrielle actuelle et la chaîne d'approvisionnement et peuvent être stockés facilement. En outre, ce procédé est à la fois un moyen de stocker l'électricité dans des liaisons chimiques (vecteurs énergétiques) et une technique de synthèse de composés chimiques à partir de matières premières comme le CO2 plutôt que de ressources fossiles.La thèse s’intéresse au développement de nouveaux catalyseurs moléculaires pour la conversion sélective du CO2 en CO en utilisant uniquement des matériaux abondants sur Terre, comme les porphyrines de Fer. Tout d'abord, les tentatives pour obtenir de nouveaux catalyseurs avec divers substituants sont détaillées. Une fois qu'un catalyseur hydrosoluble actif est identifié, une évaluation des performances est réalisée en utilisant des techniques électrochimiques telles que la voltammétrie cyclique<br>Electrical energy (preferably issued from renewable sources) can be stored in chemical bonds thanks to an appropriate electrolyzer. Typical reactions include hydrogen generation, the production of hydrocarbons and oxygenates, and ammonia synthesis. Such electrofuels supplement the integration of renewable energy sources in the electrical production mix; they are compatible with the current industrial infrastructure and supply chain, while they can be stored easily. Besides, they may be used either as a means to store the electricity in the chemical bonds of high-energy-content molecules or as various feedstocks to manufacture high value compounds.The thesis focused on the development of new molecular catalysts for the selective CO2-to-CO conversion in water using only earth-abundant materials, namely iron-based porphyrin derivatives. First, successful and unsuccessful attempts to derive new catalysts with various substituents are reviewed. Once an active water-soluble catalyst is identified, a performance assessment is completed using electrochemical techniques such as cyclic voltammetry investigations.Then, the immobilization of said catalysts onto the electrode surface is discussed. Once a robust integration in the catalytic film is secured, the coupling with a heterogeneous water-oxidation catalyst can be considered. The subsequent assembly of a whole electrolysis cell is reported, where a cobalt-based film was picked for the anode. Finally, economic perspectives provide a clear, rational basis for future optimization of the device
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Zhang, Wenxing. "Études théoriques de l'effet de couplage électron-phonon sur les propriétés de transport dans les nanofils de silicium." Electronic Thesis or Diss., Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10016.
Full textAbstract:
La structure électronique, le spectre de phonons et les effets du couplage électron-phonon (e-p) sur les propriétés de transport de nanofils de Si (SiNW) ont été étudiés systématiquement sur la base de calculs en liaisons fortes et en champ de forces de valence. La structure électronique des nanofils dépend de leur orientation et de leur diamètre, changeant d’une bande interdite directe à indirecte. La largeur de bande interdite décroît et tend vers celle du Si massif quand le diamètre croît. Les spectres de phonons dépendent également de l’orientation et du diamètre. Ils présentent quatre modes acoustiques ce qui est typique des systèmes unidimensionnels. La mobilité et le temps de vie des électrons dans des nanofils orientés [110] ont été calculés. Les calculs confirment qu’à température ambiante les propriétés de transport dans les SiNWs dépendent fortement de la diffusion par les phonons, impliquant à la fois des modes acoustiques et optiques tous dérivant des modes acoustiques du Si massif. La mobilité augmente et tend vers celle du massif quand le diamètre augmente, et elle décroît quand la température passe de 77K à 300K. La relation entre la mobilité et la densité de porteurs est plus complexe. Pour des densités inférieures à 10 19 cm-3, la mobilité est pratiquement constante car elle ne dépend pas de la position du niveau de Fermi. Pour des densités supérieures, la mobilité dépend très fortement de la densité de porteurs car le niveau de Fermi est suffisamment haut pour croiser le minimum de bande de conduction et le transport multi-bandes devient important. Un autre travail entrepris dans la thèse a concerné la modélisation en liaisons fortes et en fonctions de Green hors équilibre du transport balistique dans des hétérojonctions de nanotubes de carbone (n1,m1)/(n2,m2)/(n1,m1). La conductance des jonctions semiconductrices décroît exponentiellement quand la longueur du nanotube (n2,m2) augmente. Cependant la conductance de (12,0)/(9,0)/(12,0) augmente avec la longueur du nanotube (9,0). Cet accroissement anormal de la conductance est expliqué par l’évolution du potentiel. De plus, la relation entre la conductance et la symétrie de rotation dans les jonctions métalliques est étudiée. Un comportement universel de conductance est démontré et est interprété par la différence de phase des électrons qui traversent deux interfaces de la jonction. Finalement, la conductance balistique de multi-jonctions est étudiée et la possibilité de réaliser des composants basés uniquement sur des nanotubes de carbone est proposée<br>In this thesis, the electronic structure, the phonon spectrum, and the electron-phonon (e-p) coupling effect in transport properties of Silicon Nanowires (SiNW) have been studied systematically based on Tight-Binding (TB) model and Valence-Force-Field (VFF) model. The electronic structure of SiNW is strongly dependent on the orientation and the diameter, even changing from direct gap to indirect gap, and the gap of SiNWs decreases and tends to the bulk value as the diameter increases. The phonon spectra are also dependent on the orientation and the diameter. It’s a character of nanowires that there are four acoustic phonon modes. Based on the calculation of both low field mobility and lifetime of electrons in SiNWs along [110], it’s confirmed that at room temperature the transport of carriers in SiNWs strongly depends on the phonon scattering, involving both optical phonons and acoustic phonons. The mobility increases and tends to the bulk value when the diameter increases. The mobility decreases in power law when the temperature increases from 77K to 300K. The relationship between the mobility and the density of carrier is more complicated. For low density of carrier (<10 19/cm3), the mobility is almost constant because it is approximately independent on the Fermi level at low concentration. For higher concentration, the mobility is strongly dependent on the density of carrier because the Fermi level is high enough to cross the conduction band edge (CBE) and multi-band transport becomes important. In a second study undertaken in this thesis, TB model and Nonequilibrium Green's Function (NEGF) are used to calculate the ballistic transport properties of carbon nanotube (CNT) heterojunctions (n1,m1)/(n2,m2)/(n1,m1). The conductance of semiconducting junctions decreases exponentially when the length of the middle CNT (n2,m2) increases. However, the conductance of (12,0)/(9,0)/(12,0) increases when the length of the CNT (9,0) increases. This anomalous increase of conductance is explained and reproduced very well by an exponentially dropped potential. Furthermore, the relationship between the conductance and the rotation symmetry in metallic jonctions is studied. The conductance spectra change periodically, and there are three different spectra at most for a special type of jonction. This universal behavior of conductance can be well understood by the phase difference of electrons, which travel through two interfaces of a junction. Finally, the ballistic conductance of multi-Iead junctions is studied and the possibility of making pure CNT electronic device is revealed