Dissertations / Theses: 'Ion de grande énergie'

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Bénit, Jean. "Effets d'irradiation par des ions de grande énergie dans de la glace H₂O et applications astrophysiques." Paris 11, 1987. http://www.theses.fr/1987PA112229.

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Abstract:

Cette thèse est consacrée à l'étude expérimentale des effets induits par l'irradiation d'ions de grande énergie (0,1 à 4,5 MeV/uma) dans des glaces, fabriquées par condensation sous vide de gaz sur des supports refroidis à 80 K. Les ions émis pendant l'irradiation ont été analysés grâce à un spectromètre de masse par temps de vol. Les cibles ont été étudiées in-situ en infrarouge, par un spectromètre à Transformée de Fourier. Les principaux résultats concernent tout d'abord les processus conduisant à l'érosion des glaces induite par l'irradiation. Elle provient principalement de la dissociation des molécules constitutives des glaces, suivies de recombinaisons en composés volatils pouvant diffuser hors des cibles irradiées. On obtient ainsi des taux d'érosion très élevés, qui dépendent linéairement de l'épaisseur des cibles traversées par les ions incidents. Ceci atteste de ce que l'érosion se produit tout au long de la trace des ions dans la cible. En second lieu, il a été possible de suivre la désorption d'ions depuis la surface irradiée. L'ensemble des espèces ionisées ont été détectées, jusqu'à des masses supérieures à 400 uma. Un des résultats les plus marquants est l'abondance relative élevé d'amas ionisés de grande masse. Enfin, nous avons mis en évidence la synthèse de composés moléculaires nouveaux dans les glaces irradiées. L'ensemble de ces résultats a des implications astrophysiques directes. En particulier, ils permettent de rendre compte de la présence de composés moléculaires complexes dans de nombreux sites, dans le Système Solaire (comètes, satellites), dans les nuages interstellaires et les cavités stellaires
This thesis presents the study of radiation effects induced in H20 ice by MeV/u ions: desorption of ionized species, "erosion" of the irradiated film and molecular synthesis within the ice. The desorption is analysed by time of flight mass spectroscopy. We describe the mass spectra of the desorbed ions, both positively and negatively charged, up to 400 uma. The absolute yields are given, as well as their dependence with the energy and energy loss of the primary ions. The "erosion" of the ice is analysed by infrared spectroscopy, on line during the irradiation. Absolute yields are derived, as a function of the ions beam flux, the mass and energy of the ions, and the thickness of the samples. A linear dependence of the yield with the thickness is interpretated as follows: the erosion comes primarely from the dissociation of the molecules all along the ion tracks. Some astrophysical implications of the results are discussed in the framework of irradiation of icy material in a variety of environments: magnetospheres of giant planets, cometary nuclei, circumstellar shells and molecular clouds. Lt is emphasized that the irradiation by energetic ions plays a major role in cosmochemistry

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Sall, Mamour. "Irradiation par des ions de grande énergie de semiconducteurs III-N (AlN, GaN, InN) : création de défauts ponctuels et étendus." Phd thesis, Université de Caen, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00936879.

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Abstract:

Les matériaux semiconducteurs III N (AlN, GaN, InN) présentent des propriétés intéressantes pour la micro et l'opto-électronique. Ils peuvent être soumis à différents types d'irradiation dans une large gamme d'énergie de projectile. Dans l'AlN, initialement considéré insensible aux excitations électroniques (Se), nous avons mis en évidence une synergie inédite entre Se et les chocs nucléaires (Sn) pour la création de défauts absorbants à 4.7 eV. Par ailleurs, un autre effet du Se est mis en évidence dans l'AlN : les dislocations vis subissent, sous l'effet du Se, une montée aux fortes fluences d'irradiation. Dans le GaN, deux mécanismes de création peuvent être à l'origine des défauts absorbants à 2.8 eV: une synergie entre Se et Sn, ou une création uniquement due à Sn mais avec un fort effet de la taille des cascades de déplacement. L'étude, par MET, des effets de Se dans les trois matériaux, montre un comportement très différent d'un matériau à l'autre bien qu'ils appartiennent à la même famille des nitrures avec la même structure atomique. Sous irradiation aux ions monoatomiques (vitesse entre 0.4 et 5 MeV/u), tandis que l'on observe des traces discontinues dans le GaN et l'InN, aucune trace n'est observée dans l'AlN avec le plus fort pouvoir d'arrêt électronique (33 keV/nm). Il faut des fullerènes pour observer des traces dans l'AlN. Le modèle de la pointe thermique inélastique a permis de calculer les énergies nécessaires pour produire des traces dans l'AlN, le GaN et l'InN, elles sont respectivement de 4.2 eV/atome, 1.5 eV/atome et 0.8 eV/atome. Cette différence de sensibilité aux effets de Se, se retrouve également aux fortes fluences d'irradiation.

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Dooryhee, Eric. "Étude par résonance paramagnétique électronique des défauts formés dans SiO₂par les ions de grande énergie." Paris 11, 1987. http://www.theses.fr/1987PA112468.

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Abstract:

Nous avons étudié les défauts formés par des ions de grande énergie dans la silice. Les processus de formation de ces défauts restent mal compris pour des énergies supérieures à 1 MeV/uma, alors qu'ils s'expliquent simplement par les cascades de collisions dans le domaine de l'implantation. Les applications sont nombreuses en astrophysique (rayons cosmiques), en sciences de la terre (traces de fission) et dans des domaines technologiques (stockage des déchets radioactifs, réacteurs à fusion). Nous avons utilisé la Résonnance Paramagnétique Electronique (RPE) associée à d'autres techniques (spectroscopie optique, canalisation, diffusion X aux petits angles) afin de caractériser les défauts créés par excitation électronique et d'étudier l'influence de l'énergie, du numéro atomique et de la fluence des ions incidents. Nous avons irradié à GANIL et à l'UNILAC de Darmstadt des cibles de silice et d'alumine. L'étude par RPE a permis de montrer que les ions de grande énergie forment dans la silice des lacunes (centres E') et des interstitiels (centres peroxyles) paramagnétiques. Leurs signatures RPE présentent des caractéristiques spécifiques par rapport à celles observées après une irradiation gamma ou par un faisceau d'électrons, que l'on peut relier à la très grande densité d'énergie déposée par les ions, et à l'environnement atomique dans des amas de défauts. Le taux de production des défauts varie avec le numéro atomique de l'ion incident, à perte d'énergie constante. La proportion de centres peroxyles augmente avec le pouvoir d'arrêt. Lorsque la fluence augmente au-delà du seuil de recouvrement, on observe une conversion des centres E' vers les radicaux peroxyles, comparable à celle induite par un recuit thermique. Ces résultats démontrent les effets non linéaires de la perte d'énergie et l'importance de la phase de réorganisation des défauts primaires qui se produit après le passage de l'ion (concept de pointe thermique). Des expériences de spectroscopie optique nous ont permis de montrer que les ions forment également des lacunes d'oxygène diamagnétiques. Cependant, la concentration totale de défauts observés est insuffisante pour rendre compte de l'attaque chimique préférentielle des traces. Les déformations locales du réseau induites par le passage de l'ion pour raient donc jouer un rôle dans la révélation des traces
We have studied the defects formed in silica by high energy ions. Defect formation processes are not yet well understood at energies higher than 1 MeV/amu, whereas they can be interpreted in terms of collision cascades at low energies. There are numerous applications in astrophysics (cosmic rays) earth sciences (fission track dating) and for technological problems (storage of radioactive waste material. Fusion reactors). We have used Electron Spin Resonance (ESR) together with other techniques (optical spectroscopy. Channeling. Small angle X-ray scattering) to characterize defects formed by electronic excitations and to study the influence of the energy the atomic number and the influence of ions. We have irradiated silica and alumina targets at GANIL and at UNILAC Darmstadt. ESR studies have shown that high energy ions form paramagnetic vacancies (E' centers) and interstitials (peroxy radicals). Their ESR signatures exhibit specific characteristics when compared to those observed after gamma-ray or electron irradiation which can be related to the very high density of deposited energy and to the specific environment within clusters of defects. The production rate of defects varies with the atomic number of the incident ion for a given energy deposit. The proportion of peroxy radicals increases with stopping power. When influence increases above the overlapping threshold a tranfer from E' centers to peroxy radicals is observed. Similar to that observed after thermal annealing. These results demonstrate the non linear effects of energy lasses and the role of a phase in which primary defects reorganize in the wake of the incident ion ("thermal spike" concept). Optical spectroscopy experiments allowed us to show that high energy ions also form diamagnetic oxygen vacancies. However the total defect concentration observed is too law to account for the preferential chemical etching of ion tracks. Local bond straining induced by the ion could therefore play a role in the revelation of ion tracks

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Monnet, François. "Système de détection à large acceptance angulaire et grande dynamique en énergie destiné à la physique des ions lourds aux énergies intermédiaires : détecteur M.E.Ω [oméga]." Paris 11, 1985. http://www.theses.fr/1985PA112156.

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Abstract:

Destiné à la physique des ions lourds aux énergies intermédiaire, le détecteur M. E. Ω fait appel à des techniques de détection très variées (chambre d’ionisation, plaques parallèles, plastiques scintillants), et complémentaires. Elles permettent la mesure de la vitesse et de l’énergie de noyaux, donc de leur masse et de leur charge, pour de grandes dynamiques. De l’étude théorique approfondie de chacune de ces techniques, on en déduit les limitations et les sources de perturbations. On explique les méthodes utilisées pour l’optimisation du compteur et les résultats obtenus. La sectorisation interne du détecteur, qui permet un ajustement des taux de comptage et des réglages électroniques en fonction de l’angle, s’est révélée bien adaptée à la physique des ions lourds aux énergies intermédiaires. On commente enfin la première expérience, réalisée avec M. E. Ω, sur le système Ar (35 MeV/u) + Ag
Built for intermediate energy heavy ions nuclear physics, the M. E. Ω detector uses various and complementary detection methods: ionization chamber, parallel plate avalanche counter, plastic scintillators. With these techniques, velocity, energy, mass and charge of nuclei were measured over wide range. From the detailed theoretical study of each method, limitations and perturbation causes are deduced. The solutions used for optimizing the detector, and the main results are exposed. The internal sectorisation of the detector, which permits a modulation in counting rate and electronical adjustments, has been revealed to be very suitable for heavy ions intermediate energy physics. Results of the first experiment realized with M. E. Ω (Ar + Ag at 35 MeV/u) are commented

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Habib, Amr. "Détecteurs radiologiques grande surface, multi-énergie." Thesis, Grenoble, 2014. http://www.theses.fr/2014GRENT055.

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Abstract:

L'objectif de la thèse est de proposer une solution pour un circuit intégré matriciel pour l'imagerie de rayons X fonctionnant, soit en mode spectrométrique où l'énergie de chaque photon X est mesurée, soit en mode d'intégration de charges où l'énergie totale déposée par les rayons X pendant une image est mesurée, la solution devant être à terme compatible avec un détecteur de grande surface typiquement de 20 cm x 20 cm. Un circuit de test (ASIC), ‘Sphinx' de 20 x 20 pixels au pas de 200 µm x 200 µm, en technologie CMOS 0.13 µm a été conçu pour servir de preuve du concept proposé. L'architecture de pixel retenue permet la quantification de la charge incidente par des paquets de contre-charges aussi bas que 100 électrons, ces contre-charges étant comptabilisées, soit pour chaque photon X (mode spectrométrique), soit pour la totalité des photons détectés pendant une image (mode intégration). Les premières mesures de caractérisation prouvent la validité du concept avec de bonnes performances en termes de consommation, bruit et linéarité. Une partie des pixels est dédiée à la détection directe des rayons X, ceux-ci étant alors convertis en charges électriques dans un semi-conducteur, tel que CdZnTe par exemple, lequel semiconducteur est couplé pixel à pixel à l'ASIC. Une autre partie des pixels est dédiée à la détection indirecte des rayons X, ceux-ci étant alors convertis en photons visibles dans une couche scintillatrice, telle CsI : Tl par exemple, et chaque pixel de l'ASIC possédant alors une photodiode. Pour ce dernier mode, de nouvelles formes de photodiodes rapides et peu capacitives ont de plus été conçues, simulées, et fabriquées en technologie CMOS 0.13 µm sur un autre ASIC. Enfin, la thèse se conclut en proposant des idées d'amélioration de performances à réaliser potentiellement dans un futur prototype
The objective of the thesis is to propose a solution for a 2D integrated circuit X-ray imager working, either in spectrometric mode where each X photon energy is measured, or in charge integration mode where the total energy deposited by X-ray during an image is measured, the solution being compatible with large area detectors typically of 20 cm x 20 cm. A proof of concept prototype ASIC 'Sphinx' was designed and fabricated in CMOS 0.13 µm technology; the ASIC being formed of a matrix of 20 x 20 pixels with a 200 µm pixel pitch. The designed architecture allows the quantification of the incoming charge through the use of counter-charge packets as low as 100 electrons. The injected packets are counted for each X photon (in the spectrometric photon counting mode), or for all charges integrated during the image period (in charge integration mode). First characterization measurements prove the validity of the concept with good performance in terms of power consumption, noise, and linearity. A first part of the ASIC is dedicated to X-ray direct detection where a semiconductor, e.g. CdZnTe, hybridized to the ASIC's pixels converts X-photons to electrical charge. Another part of the ASIC is dedicated indirect X-ray detection where a scintillator, e.g. CsI:Tl, is used to convert X-photons to visible photons which are then detected by in-pixel photodiodes. For the latter mode, new forms of photodiodes characterized by fast detection and low capacity were designed, simulated, and fabricated in CMOS 0.13 µm technology on a different ASIC. Finally, the thesis concludes with proposing performance enhancing ideas to be potentially implemented in a future prototype

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Jacopin, Gwenolé. "Nanofils de semiconducteurs à grande énergie de bande interdite pour des applications optoélectroniques." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00746091.

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Abstract:

Depuis le début des années 2000, une vaste classe de nanofils de nitrures d'éléments III et de ZnO peut être synthétisée avec un excellent contrôle des propriétés de dopage et de composition. La géométrie spécifique de ces nanofils permet de faire croître des hétérostructures radiales et axiales qui ont des propriétés optiques et de transport très avantageuses par rapport aux couches minces. Ces propriétés en font des candidats prometteurs pour la réalisation d'une nouvelle génération de dispositifs plus efficaces (LEDs, photodétecteurs,...). Pour cela, il est indispensable de comprendre les nouveaux effets induits par la géométrie particulière de ces nanostructures : c'est l'objet de cette thèse. Dans une première partie, je présente une étude des propriétés optiques de nanofils de semiconducteurs à grande énergie de bande interdite. J'analyse d'abord l'effet de la contrainte sur les propriétés d'émission des nanofils cœur-coquille GaN/AlGaN. En particulier, je mets en évidence le croisement des bandes de valence et son influence sur les propriétés optiques des nanofils. Ensuite, je me focalise sur l'effet du confinement quantique et les propriétés de polarisation dans les nanofils hétérostructurés de nitrures d'éléments III. Dans une seconde partie, je m'intéresse à la réalisation et à la caractérisation de dispositifs à base de nanofils de nitrures d'éléments III et de ZnO. J'expose tout d'abord la modélisation et l'étude expérimentale de photodétecteurs à ensemble de nanofils en mettant en avant l'influence des états de surface sur leur réponse. Je m'intéresse ensuite aux propriétés de transport dans des nanofils uniques de nitrures d'éléments III hétérostructurés. Je montre, en particulier, que ces hétérostructures sont le siège d'une résistance différentielle négative. Enfin, je présente la réalisation et la caractérisation de photodétecteurs et de LEDs utilisant des nanofils uniques InGaN/GaN cœur-coquille. Un modèle électrique équivalent permet de rendre compte du comportement observé.

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Deguines, Caroline. "Rôle des plasmons dans l'interaction ion-polymère." Limoges, 1996. http://www.theses.fr/1996LIMO0054.

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Abstract:

L'utilisation conjointe des notions de densites d'etats electroniques dans la bande de valence (vbdos) et d'oscillations collectives d'electrons (plasmons) dans les polymeres permet de comprendre la selectivite des dommages observes dans ces materiaux lors d'une implantation ionique. L'etude en fonction de la fluence en ions montre que la structure de ces composes organiques (pmma, ppp, polyimide, pc, tac, dnc et c) evolue avec une augmentation de la concentration en electrons dans la bande de valence et un retrecissement de la bande interdite. Pour certains d'entre eux apparait au sein de la bande de valence une structure de bandes analogue a celle des semi-conducteurs classiques. La modelisation de la trace de l'ion et de son straggling montre que, dans la gamme d'energie (50-500) kev, la gravure seche non reactive dans les polymeres ne permet pas d'esperer des resolutions inferieures a la centaine d'angstroms.

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Celasun, Yagmur. "Synthèse et caractérisation de nouveaux matériaux d'électrode positive pour des applications Li-ion à haute énergie." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. http://www.theses.fr/2020GRALI047.

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Abstract:

Cette thèse concerne le développement de rocksalts désordonnés surlithiés pour les systèmes Li-Ion à haute densité d’énergie. Dans un premier volet, les paramètres de synthèse ont été optimisés pour améliorer les performances du rocksalt désordonné Li2.2NiTi0.2Nb0.6O4. Pour comprendre l’origine de sa forte irréversibilité au premier cycle, des analyses in situ structurales et électrochimiques avancées montrent un changement structural avec l’apparition d’un désordre durant la première charge. Ensuite, le rocksalt désordonné Li2TiS3 a été préparé selon notre procédé breveté. De nouvelles compositions avec une substitution au Sélénium, Li2TiSexS3-x, ont permis d’obtenir de fortes capacités de décharge à des potentiels inférieurs avec une meilleure cyclabilité. L’activité réversible redox du soufre a été confirmée par électrochimie et par analyses de surface ex situ mais des caractérisations plus poussées sont nécessaires pour élucider le procédé redox complexe du sélénium
This thesis focuses on the development of overlithiated disordered rocksalts for high-energy Li-ion systems. Firstly, synthesis parameters have been optimized to improve the performances of the disordered rocksalt Li2.2NiTi0.2Nb0.6O4. To examine its high irreversibility (35%) at the first cycle, in situ advanced structural and electrochemical analyses have been performed. Results show that a structural change and disordering happen during the first charge. In a second part, the disordered rocksalt Li2TiS3 has been prepared with our patented process. To improve cycling stability of the cells, Li2TiS3 has been partially substituted with selenium and new Li2TiSexS3-x compositions have been prepared. Li2TiSexS3-x cells have large discharge capacities at slightly lower potentials. Reversible sulfur redox activity is confirmed by electrochemistry and ex situ surface analyses, however further characterizations are required to elucidate the relatively complex selenium redox process

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Montagne, Jean-Eucher. "Laser à exciplexes KrF impulsionnel de grande énergie : effets du rayonnement ultra-violet sur matériaux." Aix-Marseille 2, 1992. http://www.theses.fr/1992AIX22099.

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Abstract:

Les systemes laser krf, grace a leur courte longueur d'onde (248 nm) et a leur capacite a fournir de grandes energies, offrent de nombreuses potentialites, notamment dans le domaine de l'interaction laser-matiere. Ce memoire, dans une premiere partie, apporte une contribution a la mise au point d'un laser krf (kir) dont les performances se caracterisent par une grande energie (200 j), delivree au cours d'une longue impulsion (400 ns). Les trois elements principaux du laser, systeme de pompage a canons a electrons, milieu actif (cinetique chimique) et systeme d'extraction optique, sont analyses et modelises. Des solutions optimales sont proposees. Les differents modeles presentes sont en bonne coincidence avec les resultats experimentaux. Dans une seconde partie sont rapportes les premiers resultats d'interaction rayonnement ultraviolet-materiaux obtenus avec le laser kir sur un alliage de titane (ti-6al-4v) et un alliage d'aluminium (al 2017a) dans la gamme d'intensite de 1 a 400 mw/cm#2 (tau=300 ns). L'evolution du coefficient de couplage mecanique est mesuree et comparee a trois modeles pour ces deux materiaux places dans le vide et en atmosphere a pression variable. Un coefficient de couplage mecanique maximal est trouve egal a 4 dyne. S/j a 50 j/cm#2 pour le ti-6al-4v et a 3 dyne. S/j a 40 j/cm#2 pour l'al 2017a, apres decapage prealable de la couche d'oxyde. La pression induite a la surface de l'echantillon est evaluee a 100 mpa a 400 mw/cm#2 pour les deux materiaux etudies. La densite et la temperature electroniques sont mesurees, dans l'hypothese d'un equilibre thermodynamique local, par spectroscopie d'emission large bande et par absorption d'un faisceau laser sonde a 514. 5 nm. Une densite de 2. 10#1#9 electrons par cm#3 est mesuree a une intensite de 400 mw/cm#2 pour le ti-6al-4v et pour l'al 2017a. A cette intensite, la temperature electronique atteint 50000 k

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Tuchendler, Charles. "Nouvelle génération de dispositif à microscope de grande ouverture pour le piégeage d’atomes individuels." Thesis, Palaiseau, Institut d'optique théorique et appliquée, 2014. http://www.theses.fr/2014IOTA0012/document.

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Abstract:

Cette thèse présente les premiers travaux réalisés autour d’un nouveau dispositif expérimental de piégeage d’atomes individuels utilisant une unique lentille asphérique de grande ouverture numérique. Au cours de cette thèse, nous avons testé les propriétés optiques de la lentille et démontré la formation d’un col laser de 1 µm ainsi qu’un champ transverse sur lequel la lentille est limitée par diffraction de plus ou moins 25 µm. Après avoir démontré la capacité de ce système à piéger des atomes uniques, les caractérisations usuelles des conditions de piégeage ont été conduites: durée de vie, taux de chauffage, polarisation de la lumière de fluorescence, fréquences d’oscillations. Cette thèse s’est intéressée spécifiquement à la distribution d’énergie des atomes uniques piégés. La technique de lâcher et recapture combinée à une étude spectroscopique de l’occupation du piège par les atomes a conduit à la vérification du caractère thermique de la distribution d’énergie des atomes. Par un refroidissement laser combiné à un refroidissement adiabatique, une température minimale de 1,75 µK sans pertes d’atomes est obtenue avec un niveau vibrationnel moyen occupé égal à 4. Ces résultats sont très encourageants dans le contexte de l’information quantique où la température est souvent la principale limite physique à la durée de vie des cohérences d’un bit quantique. La dernière partie de cette thèse revient sur la problématique de la manipulation spatiale d’atomes uniques. Envisagé dans le cadre de la réalisation d’un calculateur quantique, le transfert d’un bit quantique et son déplacement dans l’espace sur une échelle compatible avec les caractéristiques d’un calculateur sont successivement étudiés. Ces travaux ont montré que ni l’état externe des atomes (au travers de leur température) ni leur état interne (à travers la durée de vie des cohérences d’un bit quantique) sont affectés par ce type de manipulations
This thesis presents the early work done on a new setup that we have developped for trapping single atoms in an optical tweezer using only one diffraction limited large numerical aperture aspheric lens. Together with an experimental optical measurement of a 1µm laser beam waist created by such an aspheric lens, we showed that the diffraction limited transverse field of the lens is about plus or minus 25 µm. The ability of this new setup to trap single atoms is demonstrated and some crucial parameters are then determined : survival time in the dark, heating rate, fluorescence light polarisation, oscillation frequencies. During this PhD, we did focus our attention especially on determining the energy distribution of the single trapped atoms. A release and recapture technique along with the spectroscopic study of the energy levels occupation helped us show a termal behavior of a succession of single atoms in an optical twezer. By using common laser cooling techniques associated with adiabatic down ramping cooling, we showed that a reduction by a factor 100 of the mean energy corresponding to a mean vibrationnal energy level of about 4 and a minimum temperature of 1,75 µK. Spatial manipulation of single atoms and qubits was also studied. Using a tip-tilt platform, a second trap is set on the experiment and the transfer from one trap to the other, as well as the displacement of one trap with help of the platform, are experimentally studied. Both the temperature of the atoms and the qubit lifetime are showed to be insensitive to these manipulations

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Grolleau, Sébastien. "Vieillissement calendaire des accumulateurs Lithium-Ion : modélisation et analysese." Caen, 2013. http://www.theses.fr/2013CAEN2079.

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Abstract:

Le vieillissement calendaire a été étudié sur deux types de cellules commerciales Lithium-Ion de chimies différentes. La perte de capacité s’explique par la croissance progressive de la SEI (Solid Electrolyte Interphase) au niveau de l’interface électrode négative/électrolyte. La dépendance de cette réaction avec la température et l’état de charge a été modélisée de façon simple à partir des résultats de 9 conditions d’essais différentes. Parallèlement, les relevés d’impédancemétrie montrent que les résistances hautes fréquences et moyennes fréquences suivent une augmentation proportionnelle à la perte de capacité, pour les deux technologies et quelles que soient les conditions de vieillissement calendaire testées. Ce résultat rend leur utilisation envisageable pour une méthode de diagnostic rapide de la capacité de la batterie. Afin d’estimer l’impact d’un usage quotidien d’une batterie, un protocole de test original a été utilisé au cours duquel 88% du temps est passé en condition de repos (condition d’utilisation réaliste pour une application de type véhicule électrique). Trois scenarios de recharge différents ont été étudiés. Après un an de vieillissement, la comparaison des essais réalisés en stockage et ces tests additionnels montre une dégradation environ deux fois plus rapide lorsque la batterie est utilisée, même de façon limitée. Restreindre l’état maximal de charge à 60% permet d’obtenir une durée de vie plus de deux fois supérieure comparée à une recharge effectuée à 100%. Des analyses post-mortem montrent que le mécanisme de vieillissement est globalement le même que celui observé au cours du vieillissement calendaire
Calendar aging has been studied for two types of commercial lithium-ion cells of different chemistries. Capacity loss is explained by the gradual growth of the SEI (Solid Electrolyte Interphase) at the negative electrode / electrolyte interface. A semi-empirical aging model is proposed taking account temperature and state of charge dependencies in a simple manner, from the results of 9 different storage test conditions. Electrochemical spectroscopy results show that both high and medium frequencies are linearly correlated with capacity loss, not only for both technologies but also whichever the tested calendar aging condition. This interesting result allows practical use of resistances for a rapid diagnostic method of the battery capacity. Besides, to estimate the impact of a daily use of a battery, an original test protocol was carried out in which 88% of the aging time is spent at rest. This provides a realistic repartition between rest and cycling times in applications such as electric vehicles. Three different charging scenarios were investigated. After one year of aging, comparison between storage tests and these additional tests showed that cell deterioration is twice faster when cell is cycled at low rate and during a very limited proportion of time. On the other hand, setting the maximum state of charge to 60% in comparison with a full recharge leads to a significant improvement of the cell lifetime by more than 100%. Finally, post-mortem analysis of cells submitted to the aforementioned protocol showed that aging mechanisms are globally similar as such observed during a pure calendar aging

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Conte, Donato Ercole. "Etude et optimisation des interfaces dans les composites à base d'étain pour électrode négative d'accumulateur li-ion de haute énergie." Thesis, Montpellier 2, 2010. http://www.theses.fr/2010MON20064/document.

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Abstract:

Le travail de thèse présenté dans ce mémoire, est consacré à l'étude des interactions interfaciales entre une espèce active électrochimiquement (l'étain) et une matrice (le borophosphate) capable d'absorber les variations volumiques dues à la formation électrochimique des diverses compositions Li-Sn (« buffer »). L'objectif de cette étude est de comprendre la nature des réactions ayant lieu avec l'introduction du Li dans le matériau composite. Pour cela, nous avons réalisé une étude détaillée d'un composite de référence mis au point dans des études précédentes Sn-0,4 BPO4 ; nous avons évalué l'influence du type de matrice et de la voie de synthèse sur son comportement global. Le matériau composite a pu être décrit comme possédant une interface vitreuse contenant de l'étain oxydé (SnII) qui lui donne la structuration suivante : Elément actif Sn0(1-w)/SnIIwBxPyOz/BPO4 Phase support Interphase. Des études in situ operando complémentaires en diffraction des rayons X et spectrométrie Mößbauer ont permis d'analyser le comportement électrochimique du matériau composite : un premier processus correspond à l'extrusion d'une petite partie d'étain métallique de la zone interfaciale qui augmente la conductivité électronique du composite ; il est suivi par une réorganisation de l'interface avec extrusion de tout le contenu en étain et la formation des premières compositions Li-Sn. Enfin, le cyclage galvanostatique se poursuit grâce à la formation de plusieurs compositions Li-Sn riches en étain (Li2Sn5 et LiSn) et puis enrichies en lithium (Li13Sn5 et Li7Sn2)
The Phd work, presented in this manuscript, is devoted to the study of the interface interactions between an electroactive species (tin) and a matrix (borophosphate). The latter has a buffer role and is thus able to absorb the volume variations taking place during the Li-Sn electrochemical reaction.The aim of this study is to understand the nature of the reactions occurring during lithium introduction in the composite. In order to do that, a detailed study of a previously studied reference composite (Sn-0,4 BPO4) has been undertaken. The effect of some modified matrixes as well as the synthesis route has also been evaluated. The composite material can be described as having a glassy interface containing some oxidized tin (SnII) which leads to the following global structure: Active element Sn0(1-w)/SnIIwBxPyOz/BPO4 Buffering phase Interphase. A complementary in situ operando study (X-ray diffraction and Mößbauer spectroscopy) gave the possibility to analyze the electrochemical behavior of the material. A first process corresponds to a small tin extrusion from the interfacial zone. This contributes to the increase of the electrical conductivity of the composite material which is followed by the interphase reorganization with the extrusion of the whole tin content. Li-Sn reactions take place then, with the galvanostatic cycling going on between the tin rich compositions (Li2Sn5 and LiSn) and the lithium rich ones (Li13Sn5 and Li7Sn2)

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Aminou, Mal Adji. "Etude d'un laser KrF de grande énergie : optimisation du dépôt d'énergie par faisceaux d'électrons dans la cavité laser." Aix-Marseille 3, 1988. http://www.theses.fr/1988AIX30018.

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Abstract:

Generation des faisceaux d'electrons par des diodes a cathodes froide, profil de l'energie deposee dans la cavite laser en fonction des parametres pression et melange ar/kr/f::(2). Le systeme utilise quatre canons a electrons segmentes, places deux a deux les uns en face des autres afin d'obtenir un pompage uniforme. Les resultats numeriques obtenus sur un systeme modulaire, sous la forme de signaux tension et courant en fonction du temps sont similaires aux resultats experimentaux. L'optimisation des distributions spatio-temporelles de l'energie deposee dans la cavite laser a ete effectuee numeriquement par la methode de monte carlo en utilisant les theories du pouvoir de ralentissement du gaz en fonction du melange et de la pression

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Vigliano, Patrick. "Etude expérimentale et numérique sur la propagation à travers l'atmosphère de faisceaux lasers CO2 impulsionnels de grande énergie." Aix-Marseille 2, 1986. http://www.theses.fr/1986AIX22010.

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Abstract:

Etude de la propagation a travers l'atmosphere d'impulsions lasers de grande puissance a la longueur d'onde 10,6 mu m. Principaux mecanismes qui alterent la transmission d'energie laser a travers l'atmosphere dans le cas des basses et moyennes puissances en regime continu et impulsionnel. Etude du mecanisme de claquage optique survenant lors de la propagation de grande densite d'energie laser. Etude experimentale et numerique sur l'expansion du plasma cree par laser

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Grosjean, Camille. "Usages de batteries lithium-ion comme fonction de stockage d'électricité à la convergence des besoins énergétiques de l'habitat solaire et du transport électrique." Corte, 2012. http://www.theses.fr/2012CORT0023.

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Abstract:

A l’avenir, les secteurs du transport et du résidentiel-tertiaire feront l’objet de contraintes de plus en plus sévères en ce qui concerne la consommation d’énergie et l’émission de polluants. Dans le domaine du transport, la hausse régulière du trafic et l’augmentation du poids et de la puissance des véhicules thermiques ont été plus significatives que la baisse de consommation des moteurs, contribuant à accroître un peu plus leurs empreintes énergétique et écologique. Dans l’habitat, la consommation d’énergie et les émissions liées ont fortement augmenté avec la croissance des besoins en électricité spécifique , le confort et la technologie exigeant plus d’énergie que par le passé malgré une baisse des usages liés à la cuisson et au chauffage. (. . . /. . . )
In the next few years, transportation and residential sectors will be targeted by more severe constraints in terms of energy consumption and pollution emission. As far as transport is concerned, the constant increase of traffic and the heavier weight and power of termal vehicles overpassed the benefits gained through the drop of unit fuel consumption of internal combustion engines, thus worsening further more the energy and carbon footpring of vehicles. As far as households are concerned, energy uses and related emissions have steeply increased with the growth of specific energy needs linked to more comfort and technology, the drop of cooking and heating energy uses being unable to compensate this energy-greedy trend. (. . . /. . . )

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Peez, Matti. "Recherche de déviations au Modèle Standard dans les processus de grande énergie transverse sur le collisionneur électron-proton HERA." Phd thesis, Université de la Méditerranée - Aix-Marseille II, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00004412.

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Abstract:

Cette thèse présente une étude exhaustive des différentes topologies d'événements à grande énergie transverse observés sur le collisionneur électron-proton HERA. L'ensemble des données accumulées par l'expérience Hl entre 1994 et 2000 ont été utilisées, ce qui représente une luminosité intégrée de 118.3 pb-1.
Nous avons tout d'abord participé au développement d'un nouvel environnement d'analyse orientée objet, en nous concentrant particulièrement sur la reconstruction des hadrons et des jets hadroniques. Cet environnement, qui est devenu l'outil d'analyse standard de Hl de la phase II de HERA, est mis à l'épreuve dans le cadre de notre sujet.
Les événements étudiés regroupent 24 topologies différentes pour lesquelles les spectres d'énergie transverse sont systématiquement étudiés. Un bon accord général au Modèle Standard est observé, mis à part dans quelques canaux à leptons isolés où plusieurs événements atypiques ont déjà été rapportés. La comparaison au Modèle Standard est quantifiée avec l'aide d'une méthode statistique spécifique développée pour l'occasion.

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Zarour, Bilel. "Étude théorique de l'échange de charge et de l'excitation dans une collision à basse énergie entre un ion (atome) et un agrégat métallique simple." Metz, 2001. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/2001/Zarour.Bilel.SMZ0103.pdf.

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Abstract:

Les processus d'échange de charge et d'excitation sont bien connus dans les collisions atomiques. Le but de cette thèse est d'étudier ces processus dans les collisions avec les agrégats, qui sont jusque là mal connus. Les vitesses de collisions sont assez faibles pour pouvoir appliquer la méthode moléculaire. La résolution de l'équation de Schrödmger pour un grand nombre d'électron est impossible. Pour surmonter cette difficulté, nous avons utilise le modèle à électrons indépendants. Dans l'expérience, on ne peut connaître que la configuration finale de quelques électrons. Le formalisme adéquate pour décrire cette situation est le formalisme des probabilités inclusive que nous avons utilisé pour calculer les sections efficaces d'échange de charge et d'excitation. Dans le cas des collisions atome - agrégats de sodium, nous avons comparé avec les expériences du laboratoire d' Aimé Cotton à Orsay et nous avons trouvé un bon accord. Ceci a confirmé la validité de notre modèle théorique
The excitation and charge transfer process are well know in atomic collisions. The aim of this thesis is the study of these process in collisions with metallic clusters. We have worked at low velocities. So to describe the collision, we have used the mollecular method. The resolution of the Schrödmger equation for a great number of electrons is possible, to solve this problem, we have applied the independent electron model (IEM). In this experience, we can detect only some of the electrons to describe this situation, we use the inclusive probabilities formalism, and so we calculate the charge transfer and excitation cross sections. In the collisions atom – clusters of sodium, we have compared with the experimental results of the Aimé Cotton laboratory in Orsay and we have found a good agreement. This has confirmed the validity of our theoretical method

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Savin, Cécile. "Circulation hydrothermale au sein du volcan Karthala, île de la Grande Comore, océan Indien : apports de la géophysique." La Réunion, 2001. http://elgebar.univ-reunion.fr/login?url=http://thesesenligne.univ.run/01_20_Savin.pdf.

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Abstract:

Le volcan Karthala est un volcan bouclier basaltique intra-océanique actif constituant les deux-tiers méridionaux de l'île de la Grande Comore. De nombreux indices de surface témoignent de l'activité du système hydrothermal de ce volcan. En outre, une large anomalie positive de Polarisation Spontanée (PS) a été mise en évidence dans les secteurs Nord et Ouest de la caldeira. Grâce à une campagne de mesures électromagnétiques (CSAMT), nous avons pu obtenir une image de la structure géoélectrique du volcan. A l'échelle du massif, trois milieux sont distingués en accord avec un modèle hydrogéologique de réduction de la perméabilité avec la profondeur. Le terrain intermédiaire est interprété comme un niveau de saturation régional à l'échelle du massif et sa base est caractérisée par l'apparition de minéralisations secondaires par simple processus d'enfouissement. Concernant la partie sommitale, la méthode CSAMT nous a permis de caractériser la géométrie du système hydrothermal du Karthala. Il apparaît confiné au sein de la caldeira sommitale à partir de 700 m de profondeur, présente une élongation Nord-Sud et s'approfondit rapidement sur les bords Ouest et Est. La partie Nord, qui présente les plus faibles résistivités et profondeurs du toit de ce système est la plus active, comme le suggérait déjà les mesures PS. Depuis l'éruption phréatique de juillet 1991, des séismes volcano-tectoniques (VT) sommitaux sont localisés selon un alignement Nord-Sud limité au sein de la caldeira, entre 2 et 4km de profondeur, nous permettant d'obtenir la signature sismique d'une éruption phréatique. En corrélant les différentes données géophysiques, nous proposons que la fracturation hydrolique est à l'origine de ces VT et qu'ils témoignent donc de l'activité des circulations hydrothermales au sein du Karthala, celles-ci diminuant progressivement depuis 1991 et en particulier depuis 1998.

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Kwato, Njock Moïse Godefroy. "Sur la production des rayons gamma de grande énergie dans les réactions proton-noyau et noyau-noyau aux énergies intermédiaires." Grenoble 1, 1988. http://www.theses.fr/1988GRE10148.

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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.

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Abstract:

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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Nibart, Vincent. "Projet PIAFE : transport d'ions exotiques de basse énergie sur longue distance." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1996. http://www.theses.fr/1996GRE10019.

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Abstract:

Le projet piafe consiste a produire des noyaux riches en neutrons par fission au sein d'une cible d'uranium placee pres du cur du reacteur de l'institut laue langevin, puis de transporter les produits de fission sous forme monochargee et a basse energie (inferieure a 30 kev) sur une distance de 400 m jusqu'au complexe accelerateur sara de l'institut des sciences nucleaires de grenoble. Une solution originale de guidage ayant ete proposee, l'objectif de cette these est de prouver la faisabilite d'un tel transport. Pour ceci, on s'est attache a etudier les effets sur le faisceau des defauts d'alignement des elements optiques (et de leur support) et du champ magnetique terrestre afin de determiner un systeme periodique de correction de la trajectoire centrale du faisceau. Puis, la realisation d'une ligne experimentale de 18 m a permis de faire une etude detaillee de l'interaction du faisceau avec le gaz residuel. Cette interaction se caracterise par les pertes de particules par echange de charge et l'augmentation d'emittance par diffusion coulombienne. La validation des modeles theoriques permet une extrapolation des phenomenes sur une distance de 400 m. Il est ainsi possible de conclure sur la faisabilite d'un tel transport

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Li, Bin. "Etude expérimentale de la fragmentation des molécules adénine et porphyrine induite par collisions avec des ions multichargés à basse énergie." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00597090.

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Abstract:

Ce mémoire présente une étude expérimentale de la fragmentation en phase gazeuse des biomolécules, adénine (H5C5N5) et porphyrine FeTPPCl (C44H28N4FeCl), induite par collision avec des ions à basse énergie. La distribution de population pour chaque voie de dissociation a été mesurée en fonction de l'énergie d'excitation des ions moléculaires parents avec la méthode CIDEC (Collision Induced Dissociation under Energy Control). Dans les collisions entre Cl+ à 3keV et adénine (Ade), le schéma de fragmentation de Ade2+ est dominée par la perte de H2CN+ et les émissions successives de HCN. La distribution de l'énergie des Ade2+ parents confirme la dynamique des émissions successives. Une voie de dissociation spécifique, à savoir l'émission successive de H2CN+ et HC2N2 est observée. Les schémas de fragmentation des ions moléculaires FeTPPCl1+, 2+, 3+ sont étudiés dans des collisions avec Kr8+ à 80 keV. Il est constaté qu'indépendante de l'état de charge initiale de FeTPPClr+ (r=1, 2, 3), la perte de Cl0 constitue la première étape de la chaîne de dissociation, tandis que l'état de charge initiale des molécules joue un rôle important dans les étapes suivantes de la dissociation. Dans les collisions avec H+ et F+ à 3keV, dû à un effet de fenêtre de réaction dans les processus de production d'ions négatifs, des schémas de fragmentation très différents sont observés pour FeTPPCl2+. Grâce à la mesure de l'énergie interne des molécules parents, la perte de nH2 est observée et analysée. De plus, le rendement de production d'ions négatifs, mesuré à environ 1% dans des collisions F2+-Ade à 30 keV, est étudié dans ce travail en utilisant une nouvelle approche expérimentale.

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El, Hajjar Ragheb Diana. "Développement de la méthode PIXE à haute énergie auprès du cyclotron ARRONAX." Thesis, Nantes, Ecole des Mines, 2014. http://www.theses.fr/2014EMNA0137/document.

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Abstract:

PIXE, Particle Induced X-ray Emission, est une méthode d’analyse multiélémentaire, rapide, non destructive, basée sur la détection des rayons X caractéristiques émis suite à l’interaction de particules chargées avec la matière. Cette méthode est usuellement utilisée avec des protons accélérés à une énergie de l’ordre de quelques MeV dans des domaines d’applications variés, atteignant une limite de détection de l’ordre de quelques μg/g (ppm). Cependant, la profondeur d’analyse est relativement limitée. Grâce au cyclotron ARRONAX, nous pouvons utiliser des protons ou des particules alpha jusqu’à une énergie de 70 MeV pour mettre en œuvre la technique PIXE à haute énergie. Avec de telles énergies, nous excitons préférentiellement les raies X K, plus énergétiques que les raies L utilisées dans la PIXE classique pour l’analyse des éléments lourds. L’analyse d’échantillons épais, en profondeur, est ainsi accessible. Pour l’analyse des éléments légers, nous pouvons utiliser la détection de rayons gamma émis pas les noyaux excités en combinant les méthodes PIGE et PIXE. Nous allons tout d’abord présenter les caractéristiques et les principes d’analyse de la méthode PIXE à haute énergie que nous avons développée à ARRONAX. Nous détaillerons ensuite les performances atteintes, notamment en termes de limite de détection dans différentes conditions expérimentales. Enfin, nous présenterons les résultats obtenus pour l’analyse d’échantillons multicouches et la quantification d’éléments traces dans des échantillons épais
Particle Induced X-ray Emission (PIXE) is a fast, nondestructive, multi-elemental analysis technique. It is based on the detection of characteristic X-rays due to the interaction of accelerated charged particles with matter. This method is successfully used in various application fields using low energy protons (energies around few MeV), reaching a limit of detection of the order the μg/g (ppm). At this low energy, the depth of analysis is limited. At the ARRONAX cyclotron, protons and alpha particles are delivered with energy up to 70 MeV, allowing the development of the High Energy PIXE technique. Thanks to these beams, we mainly produce KX-rays, more energetic than the LX-rays used with standard PIXE for the heavy elements analysis. Thus, in depth analysis in thick materials is achievable. For light element analysis, the PIGE technique, based on the detection of gamma rays emitted by excited nuclei, may be used in combination with PIXE. First of all, we will introduce the characteristics and principles of high energy PIXE analysis that we have developed at ARRONAX. Then we will detail the performance achieved, particularly in terms of detection limit in various experimental conditions. Finally, we present the results obtained for the analysis of multilayer samples and quantification of trace elements in thick samples

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Gilloteaux, Jean-Christophe. "Mouvements de grande amplitude d'un corps flottant en fluide parfait. Application à la récupération de l'énergie des vagues." Phd thesis, Ecole centrale de nantes - ECN, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00521689.

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Abstract:

Les corps flottants servant de capteur pour la récupération de l'énergie des vagues sont exposés, par nature, à des mers fortes et leur conception fait qu'ils seront a priori animés de grands mouvements. Cette particularité fait que la simulation numérique de leur comportement sur houle ne pourra pas se satisfaire de l'approche linéarisée. Une part importante et fortement non-linéaire de l'excitation du flotteur tient dans les termes dits « hydrostatiques » des efforts de pression dès lors que l'on tient compte de la déformation de la surface libre et du déplacement du corps. Ils se calculent par une intégrale dont le noyau est simple, mais dont le support (la surface instantanément mouillée) est ici bien plus difficile à déterminer. Ainsi, la première partie du travail présentée est consacrée au développement d'algorithmes permettant ce suivi de surface déterminé par l'intersection de la surface libre réelle et du corps (de forme non nécessairement simple) dans sa position déplacée. Pour la partie proprement hydrodynamique du problème, il a été utilisé une approche de champ complémentaire, déjà utilisée au LMF dans d'autres contextes, et en particulier pour les modélisations couplées fluide parfait/ fluide réel. Le champ incident est donné par une représentation spectrale qui permet d'avoir dans tout l'espace une expression analytique du champ incident en formulation non-linéaire. Le problème de la perturbation du champ incident est ensuite résolu par une méthode linéaire (singularités de Kelvin), en se basant sur des logiciels développés antérieurement au LMF. Les applications présentées concernent essentiellement la modélisation numérique du comportement du module SEAREV de récupération d'énergie des vagues.

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Suraud, Marie-Gabrielle. "Etude par spectrométrie X (10 [angström] [inférieur ou égal à] [lamda] [inférieur ou égal à] 100 [angström]) de l'échange de charge lors de collision à basse énergie, entre un ion multichargé et une cible neutre." Grenoble 1, 1988. http://www.theses.fr/1988GRE10038.

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Abstract:

Mesures des valeurs absolues des sections efficaces d'emission de rayons x, dont on deduit les valeurs absolues des sections efficaces de capture, pour les systemes c**(6+)-he,h::(2), n**(7+)-he,h::(2), o**(8+)-he,h::(c). Pour les projectiles a 2 electrons dans l'etat metastable 1s2s **(3)s, l'echange de charge peut s'accompagner de l'excitation de l'electron "2s" de l'ion incident vers des etats 1s2pnl **(3)p avec une probabilite variant suivant le systeme de collision, l'echange de charge simple restant preponderant dans tous les cas

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Rocher, Joe͏̈lle. "Dynamique d'un nuage d'ions piégés et application à la mesure de cinétique de collisions ion-molécule lentes." Aix-Marseille 1, 1998. http://www.theses.fr/1998AIX11033.

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Abstract:

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

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Driga, Olga. "Analyse des données des calorimètres d'ALICE et étude de la production des hadrons de basse impulsion dans les collisions de grande énergie." Nantes, 2012. https://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show/show?id=84303af8-6124-4a00-aa86-8018f03041b7.

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Abstract:

L’expérience ALICE auprès du LHC est dédiée à l’étude des multiples facettes de l’inter-action forte. La théorie microscopique de cette dernière, QCD, et sa manifestation dans la production de particules peuvent être explorées en étudiant les observables de jets. La maîtrise de sa calorimétrie est centrale à l’étude de la physique des jets avec ALICE. C’est l’un des sujets abordés dans ce travail. Plus précisément, une des premières tâches est de vérifier la qualité des données disponibles. A cet effet, l’assurance de la qualité (AQ) des données pour les calorimètres électromagnétiques d’ALICE, PHOS et EMCAL, a été développée. Sur cette base, la mesure des pions neutres, 0 et via leur désintégration en deux photons a été réalisée. Le succès dans la compréhension de la dynamique des particules de basse énergie à l’intérieur des jets s’appuie sur des calculs de la QCD perturbative, laquelle a déjà été testée expérimentalement avec un niveau d’accord impressionnant. La théorie prédit que le spectre des particules à l’intérieur des jets est indépendante de l’énergie de la collision dans la limite d’impulsion nulle (p ! 0). Afin de tester cette prédiction, une étude systématique des données expérimentales provenant des collisionneurs de hadrons et de leptons aux énergies de collision de quelques dizaines de GeV jusqu’à l’échelle du TeV au LHC a été réalisée
The ALICE experiment at LHC is dedicated to the study of many facets of the strong interaction. The microscopic theory of the latter, QCD, and its manifestation in particle production can be thoroughly explored by studying jet observables. Central to the study of jet physics with ALICE is the mastering of its calorimetry. This is one of the topics addressed in this work namely carrying out one of the first tasks which is to verify the quality of available data. For this purpose the Quality Assurance (QA) framework for ALICE electromagnetic calorimeters, PHOS and EMCAL, was developed. On this base, the measurement of neutral pions, 0 and , via their two photon decays was performed. The success in understanding dynamics of soft particles inside jets relies on calculations of perturbative QCD, impressive accuracy of which has already been tested experimentally. The theory predicts that the inclusive particle spectrum inside jets is independent of a collision energy in the limiting case of zero momentum (p ! 0). In order to test this prediction, a systematic study of world experimental data from hadron and lepton colliders at the collision energies from tens of GeV up to the TeV scale at the LHC has been performed

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Rozsalyi, Emese Tünde. "Theoretical study of charge transfer in ion-molecule collisions." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01070739.

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Abstract:

Les processus de transfert de charge sont très importants dans de nombreux domaines de la physique et de la chimie. Ils interviennent en particulier dans la conception ds plasmas astrophysiques ainsi que des plasmas de fusion. Les particules secondaires, électrons lents ou ions, générés le long du trajet des radiations jouent également un rôle crucial dans l'action des radaitions sur le milieu biologique, en relation en particulier avec les traitements du cancer. Il est donc fondamental d'avoir une connaissance approfondie des mécanismes mis en jeu dans ce type de processus, à l'échelle moléculaire. Pour cela, nous avons étudié dans cette thèse deux systèmes voisins, la collision des ions C2+ avec les molécules HF et HCI afin d'ananllyser en détail le mécanisme de transfert de charge dans ces deux réactions en d'en déduire des éléments permettant d'avoir une vue plus générals de ce type de processus. Nous nous sommes en particulier intéressés à l'anisotropie de la réaction de transfert de charge ainsi qu'aux effets dus à la vibration de la molécule diatomique cible lors de la collision. Une étude comparée des ces deux système a montré un mécanisme différent dans chaque cas liés aux interactions non-adiabatiques mises en jeu

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Lequay, Victor. "Une approche ascendante pour la gestion énergétique d'une Smart-Grid : modèle adaptatif et réactif fondé sur une architecture décentralisée pour un système générique centré sur l'utilisateur permettant un déploiement à grande échelle." Thesis, Lyon, 2019. http://www.theses.fr/2019LYSE1304.

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Abstract:

Le domaine de la gestion de l'énergie dans les smart grids a été largement exploré ces dernières années, de nombreuses approches différentes étant proposées dans la littérature. En collaboration avec notre partenaire industriel Ubiant, qui déploie des solutions d'optimisation énergétique du bâtiment, nous avons mis en évidence le besoin d'un système vraiment robuste et évolutif exploitant la flexibilité de la consommation résidentielle pour optimiser l'utilisation de l'énergie au sein d'une smart grid. Dans le même temps, nous avons observé que la majorité des travaux existants se concentraient sur la gestion de la production et du stockage et qu'aucune des architectures proposées n'étaient véritablement décentralisées. Notre objectif était alors de concevoir un mécanisme dynamique et adaptatif permettant de tirer parti de toute la flexibilité existante tout en garantissant le confort de l'utilisateur et une répartition équitable des efforts d'équilibrage ; mais aussi de proposer une plate-forme ouverte et modulaire avec laquelle une grande variété d'appareils, de contraintes et même d'algorithmes pourraient être interfacés. Dans cette thèse, nous avons réalisé (1) une évaluation des techniques actuelles de prévision de la consommation individuelle en temps réel, dont les résultats nous ont amenés à suivre (2) une approche ascendante et décentralisée pour l'ajustement diffus résidentiel reposant sur un mécanisme de compensation pour assurer un effacement stable. Sur cette base, nous avons ensuite construit (3) une plate-forme générique centrée sur l'utilisateur pour la gestion de l'énergie dans les réseaux intelligents, permettant une intégration aisée de plusieurs périphériques, une adaptation rapide à l'évolution de l'environnement et des contraintes, ainsi qu'un déploiement efficace
The field of Energy Management Systems for Smart Grids has been extensively explored in recent years, with many different approaches being described in the literature. In collaboration with our industrial partner Ubiant, which deploys smart homes solutions, we identified a need for a highly robust and scalable system that would exploit the flexibility of residential consumption to optimize energy use in the smart grid. At the same time we observed that the majority of existing works focused on the management of production and storage only, and that none of the proposed architectures are fully decentralized. Our objective was then to design a dynamic and adaptive mechanism to leverage every existing flexibility while ensuring the user's comfort and a fair distribution of the load balancing effort ; but also to offer a modular and open platform with which a large variety of devices, constraints and even algorithms could be interfaced. In this thesis we realised (1) an evaluation of state of the art techniques in real-time individual load forecasting, whose results led us to follow (2) a bottom-up and decentralized approach to distributed residential load shedding system relying on a dynamic compensation mechanism to provide a stable curtailment. On this basis, we then built (3) a generic user-centered platform for energy management in smart grids allowing the easy integration of multiple devices, the quick adaptation to changing environment and constraints, and an efficient deployment

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Rozsályi, Emese Tünde. "Theoretical study of charge transfer in ion-molecule collisions." Thesis, Lyon 1, 2012. http://www.theses.fr/2012LYO10152/document.

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Abstract:

Les processus de transfert de charge sont très importants dans de nombreux domaines de la physique et de la chimie. Ils interviennent en particulier dans la conception ds plasmas astrophysiques ainsi que des plasmas de fusion. Les particules secondaires, électrons lents ou ions, générés le long du trajet des radiations jouent également un rôle crucial dans l’action des radaitions sur le milieu biologique, en relation en particulier avec les traitements du cancer. Il est donc fondamental d’avoir une connaissance approfondie des mécanismes mis en jeu dans ce type de processus, à l’échelle moléculaire. Pour cela, nous avons étudié dans cette thèse deux systèmes voisins, la collision des ions C2+ avec les molécules HF et HCI afin d’ananllyser en détail le mécanisme de transfert de charge dans ces deux réactions en d’en déduire des éléments permettant d’avoir une vue plus générals de ce type de processus. Nous nous sommes en particulier intéressés à l’anisotropie de la réaction de transfert de charge ainsi qu’aux effets dus à la vibration de la molécule diatomique cible lors de la collision. Une étude comparée des ces deux système a montré un mécanisme différent dans chaque cas liés aux interactions non-adiabatiques mises en jeu
Collisiosns of slow multiply charged ions with molecular species have been widely investigated in the past few years. Imortant experimental and theoretical effort has been focused on reactions with simple targets. Consideration of more complex molecular targets are now of increasing interest, in particular with regardto possible direect or indirect processes occuring in the irradiation of the biological medium.. In these reactions generally at relativity low energies, different processes have to be considered: exitation and fragmentation on the molecule, ionization of the gaseous target, and also possible charge transfer from the multicharged ion toward the biomolecule..Charge transfer can be investigated theoretically in the framework of the molecular representation of the collision. Such studies provides important information on the mecanism as well as on the electronic structure of the projectile and target during the reaction. The charge-transfer process in collisions on C2+ ions with hydrogen halide molecule (HF, HCI) has been studied by means of ab initio quantum chemistry molecular methods followed by semiclassical dynamical treatment in the keV collision energy range. The mechanism has been investigated in detail in each reaction, in connection with nonadiabatic interactions around avoided crodssings between states involved in the process

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Ronge, Catherine. "Ionisation collisionnelle d'atomes d'hélium excités He (n¹P) dans des états de Rydberg intermédiaires par des molécules polaires ou à grande affinité électronique." Paris 11, 1987. http://www.theses.fr/1987PA112483.

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Abstract:

L'ionisation collisionnelle d'atomes d'hélium excités sélectivement dans des états de Rydberg intermédiaires n1P (n = 14, 15 ou 16) est étudiée dans un dispositif expérimental en faisceaux croisés. Un signal d'ions He+ important est observé avec deux types de cibles : - des molécules polaires : (NH3, SO2, C3H6O) : M(J) + He(n1P) →M(J') +He+ + e-(1) - des molécules à grande affinité électronique (sF, N02) : M-+He(n1P)→M-+He+ (2). Pour chacun de ces processus sont mesurées : la variation en fonction de l'énergie cinétique de la collision et la valeur absolue de la section efficace d'ionisation dans le domaine thermique (20-500 meV). Ces résultats ne peuvent être interprétés dans le cadre du modèle dit "de l'électron libre" couramment appliqué à ce type de collision atome de Rydberg-molécule ; ce modèle réduit les interactions dans le système concerné à la seule interaction électron de Rydberg-molécule, cette dernière étant traitée par l'approximation de Born dipolaire. Les prédictions de ce modèle sont les suivantes pas d'ionisation d'atomes de Rydberg voisins de n = 14 pour le système (1) alors que l'on mesure de grandes sections efficaces que nous supposons être dues à des transitions de relaxation de la molécule de plusieurs quantums d'énergie rotationnelle. - une dépendance en vitesse de la section efficace en v;1 alors que des comportements différents sont observés expérimentalement pour (1) : une décroissance monotone en v-2, pour (2) : courbe présentant un maximum). Ces résultats ont stimulé une nouvelle réflexion sur les limites de ce modèle ; des calculs effectués par des théoriciens fondés sur une approche moins restrictive des interactions ont débuté et confirment déjà l'importance des transitions rotationnelles à plusieurs quantums jusqu'alors négligées.

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Heninger, Michel. "Étude par spectrométrie de résonance cylclotronique ionique de réactions et relaxations d'ions à énergie de collision thermique." Paris 11, 1988. http://www.theses.fr/1988PA112402.

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Abstract:

Un spectromètre de Résonance Cyclotronique Ionique à trois étages (tricyclotron) conçu pour l'étude des réactions et des relaxations d'ions à énergie thermique est présenté. Cet appareil original permet de séparer, dans l'espace et dans le temps, la préparation des ions, leur éventuelle relaxation, leurs réactions et leur détection. Le présent travail porte sur la mise au point de cet appareil et sur le développement des procédures expérimentales qui ont permis d'étudier:La réactivité en fonction de l'énergie: les systèmes, NH ₃⁺ (X. V) + CH₃OH, O⁺ (²P. ²D. ⁴S) + H₂ O et N₂⁺ (X. V) + N₂ O, ont été étudiés soit en fonction de l’énergie interne, soit en fonction de l’énergie cinétique des ions. La relaxation radiative d'ions positifs vibrationnellement excités dans l'état électronique fondamental: Utilisant la méthode chimique de l'ion moniteur pour sonder l'énergie interne de l'ion, nous présentons une technique expérimentale pour mesurer la durée de vie radiative d'ions positifs. Nous donnons les premiers résultats obtenus pour des ions diatomiques: NO⁺ (95 ms pour le niveau v=1, 45 ms pour v=2), HCl⁺ (3 ms pour v=1) et DCl⁺+ (11ms pour v=1). En ce qui concerne l'ion triatomique HCO⁺, important en astrophysique, nous avons mesuré des durées de vie radiatives de 35 ms, 12 ms et 4 ms pour les trois premiers niveaux vibrationnels de l'élongation C-O. Nous avons aussi montré que le mode pliage a une durée de vie très longue (π ≃ 500 ms pour le niveau v=1). Nos résultats montrent aussi qu'en l'absence de collisions il n'y a pas de couplage entre les différents modes de vibration de HCO⁺ pour des énergies internes inférieures à 0. 70 eV. Nos mesures ont permis de confronter pour la première fois résultats de calculs ab initio et valeurs expérimentales pour des ions positifs
A new type of Ion Cyclotron Resonance spectrometer (tricyclotron) constructed to study reactions and relaxations of ions at thermal energies is presented. In this multistage ICR spectrometer, the production of the ions, their relaxation and their reactions and detection are time and space separated. In this work, we have in a first step perfected the apparatus and in a second one developed experimental procedures for two kinds of studies:Energy dependence of ion reactivity: The following systems, NH₃⁺ (X. V) + CH₃ OH, O⁺ + H₂O and N₂ ⁺(X. V) + N₂O, have been studied either as a function of internal energy or kinetic energy. Radiative relaxation of vibrationally excited positive ions in their electronic ground state: Using the chemical ion monitor technique to probe the ion internal energy, we developed an experimental method intended to measure the radiative lifetimes of positive ions. The first results obtained to diatomic ions are presented and discussed: NO⁺ (95 ms for v=1, 45 ms for v= 2), HCl⁺ (3 ms for v= 1) and DCl⁺ + (11 ms for v=1). The astrophysically important HCO⁺ triatomic ion has been investigated, and lifetimes of 35 ms, 12 ms and 4 ms have been measured for the three first vibrational leveIs of the C-O stretching mode. It is aIso shown that the bending mode has a very long lifetime (π ≃500 ms for v=1). Our results show also that if there is no collision, there is no coupling between the different vibrational modes of HCO ⁺ for internal energies up to 0. 7 eV. The present work has for the first time permitted the comparison of ab initio calculation results with experimental data for positive ions

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Berger, Jean François. "Approche microscopique auto-consistante des processus nucléaires collectifs de grande amplitude à basse énergie : application à la diffusion d'ions lourds et à la fission." Paris 11, 1985. http://www.theses.fr/1985PA112268.

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Abstract:

Nous exposons un cadre théorique et des techniques numériques permettant de décrire les phénomènes collectifs de grande amplitude et de basse énergie dans les noyaux à partir de la seule donnée de l’interaction effective entre les nucléons. La méthode consiste à analyser les propriétés collectives du système étudié à l’aide de la théorie de Hartree-Fock-Bogolyubov complète et différents types de contraintes agissant comme des champs extérieurs. La dynamique collective est déduite de l’approche auto-consistante dans un formalisme entièrement quantique fondé sur la prescription de la Coordonnée Génératrice et l’approximation adiabatique. Grâce à cette procédure, les effets de structure nucléaire, notamment l’influence des corrélations d’appariement sur la dynamique collective sont intégrés d’une façon complètement microscopique et auto-consistante. Les applications présentées sont réalisées avec l’interaction D1 de GOGNY. La paramétrisation très générale de cette force, en particulier sa portée finie, permet de reproduire quantitativement la plupart des propriétés nucléaires connues, y compris celles liées à l’appariement. Nous étudions d’abord la réaction ¹²C + ¹²C au voisinage du seuil. La position des deux premières résonances O⁺ est en bon accord avec l’expérience. Leur analyse montre qu’elles ne proviennent pas de la formation d’un état ¹²C + ¹²C quasi-moléculaire. Nous appliquons ensuite notre approche à la fission du ²⁴⁰Pu. Des surfaces d’énergie potentielle en fonction de l’élongation, de l’asymétrie droite-gauche et de la striction du noyau sont présentées. Les principales caractéristiques connues de ces surfaces, notamment les hauteurs de barrières de fission, sont correctement reproduites. Une interprétation du mécanisme de la scission est des évènements de fission froide est proposée. Un calcul dynamique tenant compte des variations du tenseur d’inertie collective confirme cette interprétation et montre que l’évolution du noyau entre point selle et scission peut être décrite à l’approximation adiabatique
A theoretical framework and numerical techniques allowing to describe low energy, large amplitude collective phenomena in nuclei from the only data of the nuclear effective interaction is presented. In this method, the collective properties of the system are analyzed with the help of the full Hartree-Fock-Bogolyubov theory and different kinds of constraints acting as external fields. The collective dynamics is then deduced from the self-consistent approach in a completely quantum-mechanical formalism based on the Generator Coordinate prescription and the adiabatic approximation. With this procedure, nuclear structure effects, in particular the influence of pairing correlations on the collective dynamics, are incorporated in a completely microscopic and self-constent way. The applications we present use GOGNY’S D1 effective interaction. Due to the very general parametrization of this force – in particular, its finite range – most known nuclear properties, including those associated to pairing, can be reproduced quantitatively. The ¹²C + ¹²C reaction at low energy is first studied. The position of the two first 0⁺ resonances is consistent with experimental data. The analysis of the wave functions shows that these resonances do not arise from a quasi-molecular ¹²C - ¹²C state. Our approach is then applied to the fission of ²⁴⁰Pu. Potential energy surfaces as functions of elongation, left-right asymmetry and necking-in are displayed. The main known characteristics of these surfaces, in particular fission barrier heights appear to be correctly reproduced. An interpretation for the mechanism of scission and for cold fission events is proposed. A dynamical calculation taking into account the variations of the collective inertia confirms this interpretation and shows that the nuclear evolution between saddle and scissions can be described using the adiabatic approximation

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Lepoivre, Florent. "Study and improvement of non-aqueous Lithium-Air batteries via the development of a silicon-based anode." Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066326/document.

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Abstract:

Face aux défis du XXIème siècle concernant l'approvisionnement mondial en énergie et le réchauffement climatique, il est capital de développer des systèmes de stockage d'énergie efficaces et compétitifs. Parmi eux, la technologie Lithium-Air fait l'objet de nombreuses recherches car elle présente une densité d'énergie théorique dix fois supérieure à celle des batteries Li-ion actuellement utilisées, mais la complexité des réactions chimiques mises en jeu la cantonne au stade de la recherche. Afin d'étudier de manière fiable et reproductible les batteries Li-Air, une nouvelle cellule de test électrochimique intégrant un capteur de pression a été développée. Elle permet d'estimer la quantité de réactions parasites associées à une configuration de batterie lors du cyclage à court et long terme (> 1000 h). Une étude comparative des différents électrolytes les plus utilisés a été réalisée, révélant la différence de comportement entre ces différentes espèces ainsi que l'instabilité de l'anode composée de lithium métallique. Nous avons donc abordé le remplacement de l'anode de lithium par une électrode de silicium pré-lithié. En étudiant l'influence de différentes techniques de pré-lithiation sur des électrodes contenant des particules de Si oxydées en surface, un phénomène de réduction de SiO2 en Si a été mis en évidence, apportant ainsi un gain substantiel en capacité. Les électrodes " activées " ont ensuite été utilisées en tant qu'anode dans les cellules complètes LixSi-O2. Après optimisation, la durée de vie obtenue est supérieure à 400 h (> 30 cycles), ce qui est comparable à la littérature actuelle mais toutefois limité par la présence de réactions parasites
Supplying the world energy demand while reducing the greenhouse gases emissions is one of the biggest challenges of the 21st century; this requires the development of efficient energy storage devices enabling the utilization of renewable energies. Among them, Lithium-Air batteries are very attractive due to their high theoretical energy density – 10 times that of the current Li-ion batteries – but their development is hindered by the complexity of the chemistry at play. In order to understand such chemistry, we designed a new electrochemical test cell that integrates a pressure sensor, thereby enabling an accurate in operando monitoring of the pressure changes during charge/discharge with high reproducibility and sensitivity. Its use is demonstrated by quantifying the parasitic reactions in Li-O2 cells for various electrolytes frequently encountered in the literature. Through this comparative study, we are able to observe the phenomena currently limiting the performances of Li-O2 batteries after a long cycling (> 1000 h), such as parasitic reactions and the instability of the Li anode. To address the later issue, Li was replaced by a prelithiated silicon electrode made of Si particles oxidized in surface. We demonstrated the feasibility of enhancing both their capacity and cycle life via a pre-formatting treatment that triggers the reduction of their SiO2 coating by liberating pure Si metal. The full LixSi-O2 cells using such treated electrodes exhibit performances competing with the best analogous systems reported in the literature (> 30 cycles; more than 400 h of cycling), but the development of practical prototypes still requires to improve the cycle-life

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Casagrande, Olivier. "Etude théorique et expérimentale de l'architecture d'un laser à solide monocristallin ou céramique dopé ytterbium pour la génération d'impulsions de grande énergie à haute cadence." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2007. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00002586.

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Abstract:

Ces travaux de thèse concernent l'étude de systèmes laser dopés à l'ion ytterbium pour la génération d'impulsions de forte énergie et de haute puissance moyenne, dans la perspective d'un laser permettant d'envisager la production d'énergie par fusion par confinement inertiel. En ce qui concerne le choix d'une matrice hôte, nous avons établi une figure de mérite thermomécanique et montré que les grenats et surtout les sesquioxydes de terres rares apparaissent comme les matrices les plus adaptées à la haute puissance moyenne. Quant à l'architecture des amplificateurs, nous sommes arrivés à la conclusion que des amplificateurs à disques minces pompés longitudinalement et refroidis par la face arrière constituent une excellente solution pour permettre une bonne gestion des effets thermiques. La réalisation d'un modèle numérique d'amplificateur laser dopé à l'ytterbium nous à permis d'optimiser divers paramètres de l'architecture du laser et de comparer différentes matrices dopées à l'ytterbium. Il est alors apparu que les sesquioxydes de de terres rares dopés à l'ion ytterbium constituent d'excellents matériaux amplificateurs pour la réalisation de laser de haute puissance moyenne. Il a par ailleurs été montré que les basses températures constituent une solution séduisante pour améliorer à la fois les propriétés thermomécaniques des amplificateurs laser et les propriétés spectroscopiques de l'ion ytterbium. A l'aide d'une cavité laser cryogénique, en mode relaxé, nous avons vérifié expérimentalement que les performances énergétiques des sesquioxydes d! e terres rares dopés à l'ytterbium se voient améliorées de manière très significative aux basses températures.

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Le, Borgne François. "Développement d'un photobioréacteur solaire intensifié en vue de la production à grande échelle de biomasse microalgale." Nantes, 2011. http://www.theses.fr/2011NANT2025.

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Renaud, Justine. "Application des faisceaux d'ions focalisés à la création de centres NV du diamant. Caractérisation de ces faisceaux d'ions issus d'une source plasma." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLN027.

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Abstract:

Depuis plus de 45 ans, les colonnes à faisceaux d'ions focalisés FIB à base de source à métal liquide (Ga) sont utilisées pour l'élaboration, la modification ou l'analyse de nanostructures. Beaucoup plus récemment, moins de 10 ans, les sources plasma sont intégrées dans les FIB afin de répondre aux besoins d'analyse de défaillance mais également de préparation d'échantillons. Ce marché des FIB plasma est en forte progression ces derniers années et s'accompagne d'une amélioration permanente des spécifications de cette technologie encore jeune. Il est donc nécessaire de caractériser au mieux ces sources afin de pouvoir améliorer l'optique associée. Dans cette thèse, nous présentons le développement d'une nouvelle colonne FIB fonctionnant avec une source d'ions plasma, dédiée à la création de centres NV, ainsi que le développement d'un outil permettant de caractériser les performances de cette source.Étant donné le contexte de ces travaux, la première partie du manuscrit est consacrée à la présentation de la technologie FIB, de son fonctionnement et de ses applications. Dans le second chapitre, nous présentons le développement d'une colonne FIB dédiée à l'implantation d'ions azote pour la création contrôlée de centres colorés NV dans des diamants. Nous commençons par introduire les propriétés uniques des centres NV ainsi que les méthodes usuelles pour leur création. Nous présentons ensuite les différentes étapes de la caractérisation de cette colonne FIB. Les implantations réalisées au cours de ce travail ont pu être utilisées pour le développement d'une nouvelle application des diamants dopés.Dans le dernier chapitre du manuscrit, nous nous intéressons à la conception d'un banc de test permettant d'obtenir les paramètres clés de la source d'ions, à savoir la dispersion en énergie et l'émittance. Les méthodes usuelles de mesure de ces paramètres sont présentées puis le fonctionnement du banc de test est entièrement décrit. Nous présentons ensuite les mesures effectuées avec des faisceaux d'ions xénon puis oxygène. Certains paramètres de la source d'ions plasma ont ainsi été obtenus
For more than 45 years, focused ion beams FIB columns based on liquid metal ion sources (Ga) have been used for the development, modification or analysis of nanostructures. Much more recently, less than 10 years ago, plasma sources are integrated in FIBs to meet the needs of failure analysis as well as sample preparation. This plasma FIB market has grown strongly in recent years and is accompanied by a permanent improvement of the specifications of this young technology. Therefore, it is necessary to characterize these sources in order to improve the associated optics. In this thesis, we present the development of a new FIB column working with a plasma ion source, dedicated to the creation of NV centers, as well as the development of a system dedicated to the characterization of the performances of this source.Given the context of this work, the first part of the manuscript is dedicated to the presentation of FIB technology, its operation and its applications. In the second chapter, we present the development of a FIB column dedicated to the implantation of nitrogen ions for the controlled creation of NV color centers in diamonds. We begin by introducing the unique properties of NV centers as well as the usual methods for their creation. Then we present the different steps of the characterization of this FIB column. The implantations carried out during this work have been used for the development of a new application of doped diamonds.In the last chapter of the thesis, we are interested in designing a test bench to obtain the key parameters of the ion source, namely energy dispersion and emittance. The usual methods for measuring these parameters are presented and the operation of the test bench is fully described. Then we then present the measurements made with beams of xenon ions and oxygen ions. Some parameters of the plasma ion source have thus been obtained

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Rapontchombo, Omanda Jessie. "Performances de garnitures frittées métalliques à basse teneur en cuivre pour les applications de freinage ferroviaire haute énergie." Thesis, Lille 1, 2019. http://www.theses.fr/2019LIL1I039/document.

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Abstract:

Les matériaux de garniture de frein ferroviaire haute énergie sont des composites à matrice métallique de formulations complexes et fortement hétérogènes. L’orientation vers ce type de matériau découle des nombreuses performances que le système de frein à disque doit assurer : tribologique (frottement, usure), thermomécaniques (intégrité en température), acoustiques (crissement). De nouvelles normes environnementales conduisent à des évolutions nécessaires des garnitures vers par exemple, des formulations à basse teneur en cuivre. La complexité des formulations conduit à des développements principalement empiriques. Il est proposé dans ce travail de développer des méthodologies améliorant la compréhension du lien entre la formulation des matériaux de friction et ses performances en freinage. Le premier volet des travaux exposés consiste en des caractérisations microstructurales couplées à des mesures de propriétés thermophysiques des matériaux. Celles-ci menées sur des matériaux neufs et après sollicitations de freinage ont montrées des évolutions significatives. Le second volet de l’étude concerne les essais à l’échelle réduite permettant d’atteindre des sollicitations analogues à celles durant des essais de performances à l’échelle 1. Les échantillons de dimensions réduites simplifient les analyses tribologiques. Le dernier volet des travaux s’intéresse aux aspects vibroacoustiques via des essais sur un système simplifié qui mettent en évidence le rôle du circuit tribologique. Outre ces apports méthodologiques, l’étude montre l’impact des axes de développement des nouvelles formulations. Des explications sont données sur les liens entre la formulation, propriétés et performances thermomécaniques, vibroacoustiques et tribologiques des garnitures. Tout comme les méthodologies proposées, elles doivent permettre d’améliorer les développements futurs
High energy railway brake materials are metallic matrix composite with complex and highly heterogeneous formulations. The technological choice towards this type of material for brake pads stems from the many performances that disc brake system must ensure: tribological performances (friction coefficient, wear), thermomechanical performances (integrity in temperature), acoustic performances (squeal). New international environmental standards, lead to evolutions of pad formulations, consisting of reduce copper content. Because of complexity of the formulations, the developments are empirical. It is proposed in this work to develop methodologies that improve the understanding of the link between the formulation of friction materials and their braking performances. The first part of the works consists of microstructural characterizations of the materials on new materials and after braking solicitations showing significant evolutions. The characterizations are coupled with measurements of the thermophysical properties. The second part of the study concerns reduced scale tests that achieve similar solicitations to full scale performance braking tests. Reduced scale samples simplify tribological analysis. The last part of the work focuses on vibroacoustic aspects by studying squeal tendency of a simplified system that highlight the role of the tribological circuit. In addition to these methodological contributions, the study shows the impact of the development axes of the new formulations. Explanations are given on the links between the formulation, properties and performances: thermomechanical, vibroacoustic and tribological. As the proposed methodologies, they must allow to improve prospective material developments

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Mestrallet, Fabien. "Architectures intégrées pour la gestion et la fiabilisation du stockage électrochimique à grande échelle." Phd thesis, Université de Grenoble, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00917065.

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Abstract:

L'utilisation de systèmes de stockage de l'énergie électrique tels que les batteries nécessite l'assemblage de plusieurs cellules. Comme chacune de ces dernières peut avoir des caractéristiques légèrement différentes ainsi que des conditions d'environnement thermique ou de vieillissement distinctes, l'utilisation d'un système d'équilibrage permettant une bonne gestion de la répartition de l'énergie au sein des éléments qui composent le pack est nécessaire. Les travaux de recherche présentés se rapportent à l'étude et à la conception d'un tel circuit d'équilibrage à base de convertisseurs d'énergie intégrables ainsi qu'aux sollicitations électriques engendrées dans les cellules lors de son utilisation.

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Redondo, Iglesias Eduardo. "Étude du vieillissement des batteries lithium-ion dans les applications "véhicule électrique" : combinaison des effets de vieillissement calendaire et de cyclage." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSE1203/document.

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Abstract:

L'étude du vieillissement des batteries est nécessaire car la dégradation de leurs caractéristiques détermine en grande partie le coût, les performances et l'impact environnemental des véhicules électrifiés, notamment des véhicules 100 % électriques. La méthodologie choisie pour cette thèse consiste en deux étapes bien différenciées, à savoir la caractérisation et la modélisation. Pour la première étape, on s'appuie sur des essais de vieillissement accéléré d'éléments de batterie. Malgré leur caractère accéléré, les campagnes d'essais de vieillissement sont très coûteuses en moyens humains comme matériels : une connaissance à priori des facteurs de vieillissement est nécessaire, soit par le moyen d'études bibliographiques, soit par la réalisation de précampagnes d'essais. Ces études préalables conduisent à la conception d'un plan d'expériences composé d'un certain nombre d'essais dont les résultats permettront de révéler comment les conditions d'utilisation influencent la dégradation des batteries. Dans la seconde étape, grâce à la connaissance apportée par l'étape de caractérisation, on procède à la modélisation du vieillissement. Celle-ci permet de mettre en évidence des lois de vieillissement qui sont généralisées pour prédire l'évolution des performances d'une batterie soumise à des conditions d'utilisation variables dans le temps. Le modèle de vieillissement qui en résulte peut être utilisé pour concevoir et utiliser d'une manière optimale les batteries des véhicules pour minimiser à la fois la consommation d'énergie et de ressources naturelles. En sachant que la dégradation d'une batterie se produit différemment selon si elle est au repos ou si elle est parcourue par un courant, une difficulté majeure est celle de déterminer comment se combinent les effets du vieillissement calendaire et de cyclage pour un véhicule électrique. Dans les applications "véhicules électriques", les batteries passent une part importante de leur temps au repos et les niveaux de courant pendant leur utilisation sont relativement faibles. Les résultats des essais de vieillissement accéléré réalisés dans cette thèse confirment le caractère non-linéaire de la combinaison des vieillissements calendaire et en cyclage lorsque les batteries suivent des profils d'utilisation similaires à l'application considérée. Le modèle de vieillissement qui est proposé dans le dernier chapitre se veut simple mais efficace. Ainsi il repose sur un faible nombre d'équations (2) et de paramètres (6) et il permet de simuler l'évolution de la capacité d'une cellule soumise à un vieillissement qui combine des périodes de cyclage et de repos. Les exemples d'application de ce modèle démontrent son utilité pour l'établissement de stratégies d'utilisation de batteries dans le but de prolonger leur durée de vie
Studying the ageing of batteries is necessary because the degradation of their features largely determines the cost, the performances and the environmental impact of electric vehicles, particularly of full electric vehicles. The chosen method in this thesis is divided in two distinct phases, namely characterisation and modelling. The first phase is based on accelerated ageing testing of battery cells. Despite being accelerated, ageing test campaigns are expensive in terms of workforce and equipments: an a priori knowledge of ageing factors is necessary, either by the means of bibliographic studies or by performing preliminary test campaigns. These initial studies lead to an experimental design setup including a certain number of ageing tests. The obtained results may reveal the influence of use conditions on the degradation of batteries. In the second phase, the battery ageing is modelled applying the knowledge acquired in the first phase. Here, the ageing laws are generalised to predict the performance degradation of a battery subjected to variable use conditions. The resulting ageing model can be used to optimally design and use the battery in a vehicle by minimising both energy and natural resources consumption. Given that battery degradation occurs in a different way if the battery is in rest condition or if a current flows through, a major challenge is to determine how calendar and cycling ageing effects combine together. In electric vehicle applications, batteries are not used (in rest condition) most of the time and current levels are relatively low when they are used. The results from accelerated ageing tests which have been carried out during this thesis confirm the non-linearity of the combination of calendar and cycling ageing when usage profiles are applied to the batteries. The usage profiles are similar to the considered application: the electric vehicle. In the last chapter of this manuscript a simple but effective ageing model is proposed. It lies in a low number of equations (2) and parameters (6) and enables to simulate the capacity fade of a battery cell subjected to ageing conditions combining cycling and rest periods. The application examples prove the usefulness of this model for the development of battery use strategies for the purpose of extending their lifespan

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HARANGER, Fabien. "Etude de la pulvérisation du dioxyde d'uranium induite par des ions lourds multichargés de basse et très basse énergie cinétique ; effet de la charge du projectile." Phd thesis, Université de Caen, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00006150.

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Abstract:

L'irradiation d'un solide par un faisceau d'ions peut conduire à l'émission d'atomes, de molécules ou d'agrégats, neutres ou ionisés, traduisant la mise en mouvement des atomes à proximité de la surface. L'étude de la pulvérisation permet alors de mieux comprendre l'état de la matière résultant de l'excitation induite par le passage de l'ion. Dans le cas d'ions lents multichargés, la neutralisation du projectile, au dessus de la surface, peut conduire à une forte excitation électronique dans un domaine de vitesse où les collisions élastiques avec les atomes de la cible sont à l'origine du ralentissement de l'ion incident. L'etude de l'effet de la charge initiale de tels ions sur le processus de pulvérisation, a été réalisée par la mesure absolue des distributions angulaires d'émission d'atomes d'uranium depuis une surface de dioxyde d'uranium. Les expériences ont été réalisées en deux étapes, la collection des particules émises sur un substrat durant l'irradiation étant suivie d'une analyse, par Spectroscopie de Rétrodiffusion Rutherford (RBS), de la surface de ces derniers. Cette methode permet de caractériser l'émission des particules neutres, qui représentent la vaste majoritée des éjecta. Les résultats obtenus donnent accès à l'évolution du processus de pulvérisation, en fonction de l'état de charge d'ions lourds xénon, sur une gamme d'énergie cinétique s'étendant de 1,5 à 81 keV et pour différents angles d'incidence des projectiles. Il apparaît, entre autres, un accroissement important du rendement de pulvérisation avec l'état de charge initial sous incidence normale.

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Jacqui, Laurent. "Processus diélectroniques dans les collisions ion-atome à grande vitesse d'impact. Etude théorique de l'influence des corrélations électroniques sur deux processus typiques." Bordeaux 1, 1996. http://www.theses.fr/1996BOR10525.

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Abstract:

L'influence des correlations electroniques dans les collisions ion-atome a grande vitesse d'impact est examinee au moyen de nouveaux developpements d'une theorie de perturbation: la theorie continuum distorted waves a quatre corps (cdw-4b). Deux processus sont particulierement etudies: 1 le transfert d'electron et l'excitation simultanee du projectile ou sont mises en evidence les interferences des modes resonant et non-resonant ; 2 le processus de double capture electronique dans lequel on montre que la contribution a la section efficace venant des etats excites formes sur le projectile peut etre grande par rapport a celle de l'etat fondamental. Nos resultats sont compares aux theories anterieures et aux resultats experimentaux disponibles

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Ugalde, Juan Miguel. "Modélisation semi-empirique du comportement électro-thermique des batteries lithium-ion et de leur vieillissement." Thesis, université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASF013.

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Abstract:

L’industrie automobile connait des évolutions rapides depuis plusieurs années. En effet, le réchauffement climatique et sa prise de conscience collective rythment ces évolutions via des réglementations imposées de plus en plus contraignantes. Pour répondre à ces nouvelles exigences, les constructeurs investissent dans des technologies à faible émission carbone et notamment l’électrification des chaines de traction. Cela passe nécessairement par l’amélioration des systèmes de stockage de l’énergie, en particulier les batteries au lithium, et ceci à tous les niveaux, à savoir, l’autonomie, la durabilité, la sécurité et le coût. Pour réussir cette amélioration, il est nécessaire de bien maitriser la conception en amont et la gestion optimale en aval des batteries et ce à l’aide d’une modélisation robuste. Cette dernière est complexe car le comportement des batteries est fortement non linéaire, elle regroupe des physiques couplées telles que l’électrochimie, la thermique et le vieillissement. La prise en compte de ces phénomènes et de leurs interactions est donc indispensable afin de mieux prédire la perte d’énergie et de puissance accessible tout au long du service du véhicule. Cette connaissance permet ensuite aux constructeurs de dimensionner de manière adéquate les systèmes batteries améliorant ainsi les bénéfices en réduisant les risques liés à la garantie. Dans le cadre de ce travail, une approche semi-empirique est proposée pour prédire le vieillissement de batteries lithium-ion de haute énergie. L’élaboration des lois de vieillissement a été effectué suite à une campagne d’essais de vieillissement accéléré. Il a été démontré lors de cette campagne que la température est un facteur clé du vieillissement. De ce fait, un modèle électro-thermique a été conçu afin d’estimer la température interne des batteries afin d’être le plus représentatif possible lors de l’usage. Ces deux modèles ont été par la suite couplés dans un environnement de simulation pour permettre de modéliser et de valider la perte de capacité dans des conditions représentatives de l’usage automobile. La deuxième partie de la thèse concerne l’étude de la température interne et du vieillissement de la batterie à l’aide de méthodes de caractérisation et de diagnostic basées sur la spectroscopie d’impédance électrochimique et sur la mesure de la variation d’entropie. En effet, des profils d’entropie sont mesurés au cours du vieillissement pour mieux quantifier la génération de chaleur afin d’améliorer la modélisation thermique. Cette dernière a été estimée d’une façon non intrusive à l’aide d’une fonction de transfert élaborée à partir des spectres d’impédances
The automotive industry has been undergoing rapid changes for several years. Indeed, the global warming and its collective awareness give rhythm to these evolutions via increasingly restrictive regulations. To meet these new requirements, manufacturers are investing in low carbon emission technologies and in particular the electrification of powertrains. This necessarily involves improving energy storage systems, particularly lithium batteries, at all levels (autonomy, durability, safety and cost).To achieve these improvements, it is necessary to master the upstream design and the downstream optimal management of the batteries with the help of robust modeling. The latter is complex because the behavior of batteries is highly non-linear, it includes coupled multiphysics concepts such as electrochemistry, thermal and aging. It is therefore essential to take into account these phenomena and their interactions in order to better predict the loss of energy and accessible power throughout the service life of the vehicle. This knowledge then enables manufacturers to adequately size battery systems, thus improving benefits by reducing warranty risks. As part of this work, a semi-empirical approach is proposed to predict the ageing of high-energy lithium-ion batteries. The development of ageing laws was carried out following a campaign of accelerated ageing tests. It has been shown during this campaign that temperature is a key factor in ageing. Therefore, an electro-thermal model was designed to estimate the internal temperature of the batteries in order to be as representative as possible during usage. These two models were then coupled in a simulation environment to model and validate the loss of capacity under different operating conditions representative of the automotive use. The second part of the thesis concerns the study of internal temperature and battery ageing using characterization and diagnostic methods based on electrochemical impedance spectroscopy and measurement of entropy variation. Indeed, entropy profiles are measured during ageing to better quantify heat generation in order to improve thermal modeling. The latter has been estimated in a non-intrusive way using a transfer function developed from impedance spectra

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Bashtova, Kateryna. "Modélisation et identification de paramètres pour les empreintes des faisceaux de haute énergie." Thesis, Université Côte d'Azur (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016AZUR4112/document.

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Abstract:

Le progrès technologique nécessite des techniques de plus en plus sophistiquées et précises de traitement de matériaux. Nous étudions le traitement de matériaux par faisceaux de haute énergie : un jet d’eau abrasif, une sonde ionique focalisée, un laser. L’évolution de la surface du matériau sous l’action du faisceau de haute énergie est modélisée par une EDP. Cette équation contient l’ensemble des coefficients inconnus - les paramètres de calibration de mo- dèle. Les paramètres inconnus peuvent être calibrés par minimisation de la fonction coût, c’est-à-dire, la fonction qui décrit la différence entre le résultat de la modélisation et les données expérimentales. Comme la surface modélisée est une solution du problème d’EDP, cela rentre dans le cadre de l’optimisation sous contrainte d’EDP. L’identification a été rendue bien posée par la régularisation du type Tikhonov. Le gradient de la fonction coût a été obtenu en utilisant les deux méthodes : l’approche adjointe et la différen- ciation automatique. Une fois la fonction coût et son gradient obtenus, nous avons utilisé un minimiseur L-BFGS pour réaliser la minimisation.Le problème de la non-unicité de la solution a été résolu pour le problème de traitement par le jet d’eau abrasif. Des effets secondaires ne sont pas inclus dans le modèle. Leur impact sur le procédé de calibration a été évité. Ensuite, le procédé de calibration a été validé pour les données synthétiques et expérimentales. Enfin, nous avons proposé un critère pour distinguer facilement entre le régime thermique et non- thermique d’ablation par laser
The technological progress demands more and more sophisticated and precise techniques of the treatment of materials. We study the machining of the material with the high energy beams: the abrasive waterjet, the focused ion beam and the laser. Although the physics governing the energy beam interaction with material is very different for different application, we can use the same approach to the mathematical modeling of these processes.The evolution of the material surface under the energy beam impact is modeled by PDE equation. This equation contains a set of unknown parameters - the calibration parameters of the model. The unknown parameters can be identified by minimization of the cost function, i.e., function that describes the differ- ence between the result of modeling and the corresponding experimental data. As the modeled surface is a solution of the PDE problem, this minimization is an example of PDE-constrained optimization problem. The identification problem was regularized using Tikhonov regularization. The gradient of the cost function was obtained both by using the variational approach and by means of the automatic differentiation. Once the cost function and its gradient calculated, the minimization was performed using L-BFGS minimizer.For the abrasive waterjet application the problem of non-uniqueness of numerical solution is solved. The impact of the secondary effects non included into the model is avoided as well. The calibration procedure is validated on both synthetic and experimental data.For the laser application, we presented a simple criterion that allows to distinguish between the thermal and non-thermal laser ablation regimes

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Marty, Arlette. "Propriétés statiques et dynamiques d'un transistor bipolaire à collecteur réalisé par implantation haute énergie développé en technologie VLSI CMOS." Toulouse, INSA, 1992. http://www.theses.fr/1992ISAT0030.

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Abstract:

Ce travail s'inscrit dans le cadre de l'etude d'un transistor bipolaire compatible avec la technologie cmos du centre national d'etudes des telecommunications de meylan. Dans un premier temps, la structure du composant est presentee: elle est derivee de celle du transistor pmos et sa specificite est l'utilisation d'un caisson de phosphore implante a haute energie en tant que collecteur. Nous decrivons les procedures et les outils de caracterisation mis en jeu. Apres avoir expose les effets collecteurs, nous procedons a une etude approfondie du comportement du collecteur implante a haute energie au moyen de la simulation: les mecanismes provoquant la degradation des performances a fort niveau de courant sont mis en evidence. L'influence de la siliciuration sur les caracteristiques electriques du transistor est analysee. A partir de mesures statiques, dynamiques et des resultats obtenus sur des oscillateurs en anneau ecl, nous donnons une evaluation du dispositif pour deux types de collecteurs: un collecteur correspondant au caisson du pmos et un collecteur plus fortement dope. Ces performances sont comparees a celle de transistors dont le collecteur est constitue d'une couche enterree et d'une epitaxie. Ainsi, nous montrons que la technologie bicmos developpee correspond a un excellent compromis cout-performance. Enfin, l'integration du composant dans un circuit utilisable dans les telecommunications prouve que cette technologie est adaptee aux applications fonctionnant jusqu'a des frequences de quelques gigahertz

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Wang, Luyuan Paul. "Matériaux à hautes performance à base d'oxydes métalliques pour applications de stockage de l'énergie." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAI031/document.

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Abstract:

Le cœur de technologie d'une batterie réside principalement dans les matériaux actifs des électrodes, qui est fondamental pour pouvoir stocker une grande quantité de charge et garantir une bonne durée de vie. Le dioxyde d'étain (SnO₂) a été étudié en tant que matériau d'anode dans les batteries Li-ion (LIB) et Na-ion (NIB), en raison de sa capacité spécifique élevée et sa bonne tenue en régimes de puissance élevés. Cependant, lors du processus de charge/décharge, ce matériau souffre d'une grande expansion volumique qui entraîne une mauvaise cyclabilité, ce qui empêche la mise en oeuvre de SnO₂ dans des accumulateurs commerciaux. Aussi, pour contourner ces problèmes, des solutions pour surmonter les limites de SnO₂ en tant qu'anode dans LIB / NIB seront présentées dans cette thèse. La partie initiale de la thèse est dédié à la production de SnO₂ et de RGO (oxyde de graphène réduit)/SnO₂ par pyrolyse laser puis à sa mise en oeuvre en tant qu'anode. La deuxième partie s'attarde à étudier l'effet du dopage de l'azote sur les performances et permet de démontrer l'effet positif sur le SnO₂ dans les LIB, mais un effet néfaste sur les NIB. La partie finale de la thèse étudie l'effet de l'ingénierie matricielle à travers la production d'un composé ZnSnO₃. Enfin, les résultats obtenus sont comparés avec l'état de l'art et permettent de mettre en perspectives ces travaux
The heart of battery technology lies primarily in the electrode material, which is fundamental to how much charge can be stored and how long the battery can be cycled. Tin dioxide (SnO₂) has received tremendous attention as an anode material in both Li-ion (LIB) and Na-ion (NIB) batteries, owing to benefits such as high specific capacity and rate capability. However, large volume expansion accompanying charging/discharging process results in poor cycleability that hinders the utilization of SnO₂ in commercial batteries. To this end, engineering solutions to surmount the limitations facing SnO₂ as an anode in LIB/NIB will be presented in this thesis. The initial part of the thesis focuses on producing SnO₂ and rGO (reduced graphene oxide)/SnO₂ through laser pyrolysis and its application as an anode. The following segment studies the effect of nitrogen doping, where it was found to have a positive effect on SnO₂ in LIB, but a detrimental effect in NIB. The final part of the thesis investigates the effect of matrix engineering through the production of a ZnSnO₃ compound. Finally, the obtained results will be compared and to understand the implications that they may possess

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Portalis, Guillaume. "Compréhension des phénomènes de « cross-talking » au sein des accumulateurs Li-ion." Thesis, Sorbonne université, 2020. http://www.theses.fr/2020SORUS001.

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Abstract:

Les mécanismes de dégradation dans les accumulateurs Li-ion lors de leur vieillissement sont nombreux. Parmi ceux-ci, un phénomène spécifique au système LiFePO4 (LFP)/graphite s’installe lors du fonctionnement en cyclage de la batterie : c’est le « cross-talking ». Le matériau LFP se dissout et les espèces Fe2+ migrent vers le graphite pour se réduire et former des dépôts de fer dans sa couche protectrice (SEI). Cette pollution s’accompagne d’une perte linéaire de capacité de stockage lors du cyclage et diminue donc la durée de vie de la batterie. La méthodologie utilisée dans ce travail repose sur le vieillissement accéléré d’accumulateurs LFP/graphite au format bouton et sur la caractérisation des matériaux et des processus électrochimiques par la technique non destructive de spectroscopie d’impédance électrochimique (SIE). Cette approche constitue une étape préliminaire de l’étude du vieillissement car il est nécessaire de comprendre les mécanismes en jeu au niveau de chaque électrode. Différentes études ont donc été réalisées, dans une première partie, afin d’attribuer les signaux enregistrés par SIE pour chaque matériau d’électrode à leurs caractéristiques physico-chimiques. Dans une seconde partie, le suivi des performances et des propriétés des accumulateurs lors de cyclages a été effectué. Grâce aux investigations préalablement menées par SIE, nous avons pu caractériser la détérioration des propriétés de l’électrode de graphite et de sa SEI par le cross-talking dès le début du cyclage de l’accumulateur. Nous avons aussi montré que ce phénomène est thermiquement activé avec des dégradations plus importantes à l’issu de cyclages à températures élevées
Many different degradation mechanisms can occur during the ageing of Li-ion batteries. Among them, a particular phenomenon takes place within the LiFePO4 (LFP)/graphite system during battery cycling operation, namely the “cross-talking”. The LFP material dissolves and the Fe2+ species migrate toward the graphite electrode and then reduce to form iron deposits in its protective layer (SEI). This poisoning entails a linear storage capacity fading during cycling and therefore reduces the life of the battery.The methodology used in this work bears on accelerated ageing tests carried on LFP/graphite coin cells and also relies on the characterization of the electrodes materials and the electrochemical processes thanks to a non-destructive technique, namely the electrochemical impedance spectroscopy (EIS). This approach is a preliminary step in the study of aging because it is necessary to understand the mechanisms at stake at each electrode.As a first step, several studies have been carried out in order to attribute the obtained EIS signals for each electrode material to their physico-chemical properties. In a second part, the performance and properties of accumulators during cycling were investigated. Thanks to the studies previously carried out by EIS, we were able to characterize the deterioration of the properties of the graphite electrode and its SEI due to the cross-talking from the early stage of the battery cycling. We have also shown that this phenomenon is thermally activated with greater degradation following high-temperature cycling

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Ståhl, André. "Measurement of W bosons in p-Pb at 8.16 TeV and charmonia in Pb-Pb at 5.02 TeV with the CMS detector at the LHC." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLX079/document.

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Abstract:

Les collisions d’ions lourds à haute énergie du grand collisionneur de hadrons, permettent d'étudier les propriétés de la matière nucléaire et de produire l'état chaud et dense de la matière déconfinée connu sous le nom de plasma de quarks et de gluons (QGP). Afin d'étudier les effets dus à la matière nucléaire dans les collisions d'ions lourds, la production de deux sondes dures importantes est étudiée dans cette thèse: les bosons W et les charmonia (mésons J/ψ et ψ(2S)).Les effets de la matière nucléaire froide, associés à la modification nucléaire des fonctions de distribution des partons (PDF), peuvent être caractérisés en étudiant la formation des bosons W dans les collisions d'ions lourds. En effet, la production des bosons W est déterminée par la diffusion dure initiale, puisque ces bosons n'interagissent pas fortement avec le milieu induit par la collision. L'analyse de la production des bosons W dans les collisions p-Pb à sqrt(s[NN]) = 8,16 TeV avec le détecteur CMS est présentée dans la première partie de cette thèse. Les résultats sont en bon accord avec les calculs des PDFs incluant les modifications nucléaires, alors qu'ils excluent significativement l'hypothèse de nucléons libres, pour des fractions d’impulsion x petite. Puisque les mesures sont plus précises que les calculs des modèles, les résultats des bosons W ont le potentiel de contraindre les paramétrisations des PDF nucléaires, ce qui pourrait améliorer notre compréhension des effets des PDF sur d'autres sondes dures, comme les charmonia.La production des charmonia est sensible à la formation et à l'évolution du milieu forte interaction formé lors de collisions d'ions lourds, en faisant ainsi une excellente sonde du QGP. La suppression ou l'augmentation des différents états du charmonium sont considérées comme des signatures de la présence du QGP. Dans cette thèse, la production prompte et non-prompte des mésons J/ψ est mesurée dans des collisions Pb-Pb à sqrt(s[NN]) = 5,02 TeV. De plus, la modification des mésons ψ(2S) par rapport aux mésons J/ψ est mesurée pour le même système de collision. Le facteur de modification nucléaire des charmonia est déterminé en fonction de la centralité, de la rapidité et de l'impulsion transverse pT. La production des mésons J/ψ prompts est supprimée dans les collisions Pb-Pb par rapport aux collisions p-p normalisés par le nombre de collisions binaires, bien qu'une suppression plus faible soit observée à 3 < pT < 6,5 GeV/c dans les collisions centrales. La production des quarks b, sondés par les charmonia non prompts, est également supprimée dans toute la région cinématique mesurée, et une plus faible suppression est observée à haut pT. En ce qui concerne les mésons ψ(2S), ils se révèlent plus fortement supprimés que les mésons J/ψ dans les collisions Pb-Pb
Heavy ions are collided at high energies at the Large Hadron Collider, allowing to study the properties of nuclear matter and to produce the hot and dense state of deconfined matter known as the Quark-Gluon Plasma (QGP). In order to probe the nuclear matter effects present in heavy-ion collisions, this thesis study the production of two important hard probes: W bosons and charmonia (J/ψ and ψ(2S) mesons).The cold nuclear matter effects, associated to the nuclear modification of the parton distribution functions (PDFs), can be characterised by studying the formation of W bosons in heavy-ion collisions. The production of W bosons represents an important tool to asses the PDF modifications, which impact the initial hard scattering, since these bosons do not interact strongly with the collision-induced medium. The analysis of the W-boson production in p-Pb collisions at sqrt(s[NN]) = 8.16 TeV with the CMS detector is presented in the first part of this thesis. The results are in good agreement with PDF calculations including nuclear modifications, while they strongly disfavour the free-nucleon hypothesis at small momentum fractions x. Since the measurements are more precise than the model calculations, the W-boson results have the potential to constrain the nuclear PDF parametrisations, which could eventually improve our understanding of the PDF effects on other hard probes, such as charmonia.The production of charmonia is sensitive to the formation and evolution of the strongly-interacting medium formed in heavy-ion collisions, thus making of it an excellent probe of the QGP. The suppression or enhancement of the different charmonium states is considered a signature of the presence of the QGP. In this thesis, the production of prompt and nonprompt J/ψ mesons is measured in Pb-Pb collisions at sqrt(s[NN]) = 5.02 TeV. In addition, the modification of the ψ(2S) mesons relative to J/ψ mesons is reported for the same collision system. The nuclear modification factor of charmonia is determined as a function of centrality, rapidity and transverse momentum pT. The production of prompt J/ψ mesons is suppressed in Pb-Pb collisions compared to binary-scaled p-p collisions, although a weaker suppression is observed at 3 < pT < 6.5 GeV/c in central Pb-Pb collisions. The production of b quarks, probed by the nonprompt charmonia, are also suppressed over the full kinematic region measured, and a reduced suppression is observed at high pT. Regarding the ψ(2S) mesons, they are found to be more strongly suppressed than J/ψ mesons in Pb-Pb collisions

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Arvisais-Martel, Pierre-Olivier. "Analyse technico-économique des chargeurs bidirectionnels niveaux 1 et 2 pour véhicules électriques." Thesis, Université Laval, 2011. http://www.theses.ulaval.ca/2011/28311/28311.pdf.

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Abstract:

Depuis déjà quelques années, la revente d’électricité à partir des accumulateurs de véhicules à propulsion électrique (VPÉ) vers le réseau électrique, que l’on appelle communément « Vehicle-to-Grid » (V2G), a fait l’objet de nombreuses études. Avec l’utilisation de plus en plus répandue d’accumulateurs Li-ion dans les véhicules à propulsion électrique, la question du seuil de rentabilité du prix de vente d’énergie en production V2G devient un facteur important. En effet, le coût des accumulateurs Li-ion est très élevé alors que leurs vie utile est seulement de l’ordre de 1000 cycles de charge-décharge. L’objectif de ce mémoire est d’élaborer les conditions permettant d’établir le seuil de rentabilité technico-économique de la vente d’énergie électrique au réseau en production V2G d’un véhicule à propulsion électrique alimenté par des accumulateurs Li-ion et équipé d’un chargeur bidirectionnel niveau 1 et 2. Pour y arriver, plusieurs paramètres doivent être pris en compte tels que le coût d’achat des accumulateurs, le nombre total de cycles de charge-décharge pouvant être effectué avant que les accumulateurs ne doivent être remplacés, la caractéristique coût-rendement du chargeur bidirectionnel, le coût d’achat d’électricité au réseau électrique et finalement, la quantité d’énergie électrique pouvant être échangée avec le réseau électrique durant une année. Dans un premier temps, la topologie du chargeur bidirectionnel est choisie et une analyse de sa caractéristique coût-rendement est calculée. Par la suite, des cycles de charge-décharge à différentes profondeurs de décharge sont effectués sur des accumulateurs Li-ion afin de quantifier leurs dégradations. L’élaboration d’une équation de seuil de rentabilité, combinée aux résultats de l’analyse de la caractéristique coût-rendement et de la quantification de la dégradation des accumulateurs Li-ion, permet de déterminer l’influence du coût et du rendement du chargeur bidirectionnel et de la dégradation des accumulateurs Li-ion sur le prix de vente d’énergie électrique en production V2G.
In recent years, the use of electricity routed from batteries of plug-in electric vehicles (BEVs: battery electric vehicles and PHEVs: plug-in hybrid electric vehicles) to the power grid for resale purposes, a concept commonly referred to as Vehicle-to-Grid (V2G), has been the subject of numerous studies. With manufacturers opting more frequently for lithium-ion batteries in the production of such plug-in electric vehicles, the profitability in terms of resale price of such V2G-produced energy is put into question. Indeed, Li-ion batteries are rather expensive given their lifespan of approximately 1000 charge-discharge cycles. The ultimate purpose of this Master’s essay is to determine a set of principles to allow for the establishment of an equally lucrative and technologically-economic plan regarding the resale of V2G-produced electrical energy as the result of BEVs and PHEVs equipped with Li-ion batteries supplied by grade 1 and 2 bidirectional chargers. In order to successfully accomplish this feat, numerous factors must be taken into consideration: the cost of such batteries and their durability relative to their maximum attainable number of charge-discharge cycles; the return value of bidirectional chargers; the expenses incurred by the power network in purchasing such electricity; the maximum permissible quantity of electric energy that can be exchanged with the electric grid per year. Initially, the topology of a chosen bidirectional charger undergoes a mathematical analysis of its performance output with regard to its overall cost. Subsequently, multiple charge-discharge cycles are conducted on the lithium-ion batteries at varying discharge intensities in order to evaluate the cells’ deterioration. The former results, combined with the development of a formula for the financial break-even point, demonstrates the effects of a bidirectional charger’s expense and performance, along with the degeneration of Li-ion batteries, on the resale price of V2G-produced electrical energy.

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Al, Roumi Fosca. "Théorie Lagrangienne Relativiste de la Formation des Grandes Structures : description Intrinsèque des Perturbations et Gravitoélectromagnétisme." Thesis, Lyon 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LYO10136/document.

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Abstract:

La dynamique de formation des structures de l'Univers est habituellement décrite dans le cadre du modèle standard de Cosmologie. Cependant, pour que les observations cosmologiques soient cohérentes avec le modèle standard, il est nécessaire de supposer l'existence d'une grande proportion d'éléments de nature inconnue dans le contenu de l'Univers. Pour tenter de résoudre cette énigme, nous ne considèrerons pas d'autres sources dans le contenu de l'Univers que celles ordinaires et resterons dans le cadre de la Relativité Générale. Nous développerons néanmoins une description plus réaliste de la formation de structures dans le cadre de la théorie d'Einstein. Ainsi, contrairement au modèle standard de Cosmologie, nous ne supposerons pas que l'Univers moyenné est une solution homogène et isotrope des équations d'Einstein. Lors de mon travail sous la direction de Thomas Buchert, j'ai participé au développement d'un formalisme perturbatif permettant une description plus réaliste de la dynamique de l'espace-temps. J'ai également contribué à l'obtention de solutions relativistes à la partie gravitoélectrique des équations d'Einstein en généralisant les solutions perturbatives newtoniennes. Ces travaux ont été réalisés dans le cadre d'une approche lagrangienne intrinsèque, évitant ainsi de définir les grandeurs physiques sur un fond plat. L'approche gravitoélectromagnétique que j'ai adoptée m'a permis une interprétation nouvelle et performante des solutions des équations d'Einstein. Enfin, j'ai étudié l'impact de la topologie sur la dynamique des ondes gravitationelles à l'aide d'une description globale de l'hypersurface spatiale, permise par des théorèmes mathématiques puissants
The dynamics of structure formation in the Universe is usually described by Newtonian numerical simulations and analytical models in the frame of the Standard Model of Cosmology. The structures are then defined on a homogeneous and isotropic background. Such a description has major drawbacks since, to be self-consistent, it entails a large amount of dark components in the content of the Universe. To address the problem of dark matter and dark energy, we will neither suppose that exotic sources contribute to the content of the Universe, nor that General Relativity is obsolete. We will develop a more realistic description of structure formation in the frame of General Relativity and thus no longer assume that the average model is a homogeneous-isotropic solution of the Einstein equations, as claimed by the Standard Model of Cosmology. During my work under the supervision of Thomas Buchert, I contributed to the development of the perturbative formalism that enables a more realistic description of spacetime dynamics. In the framework of the intrinsic Lagrangian approach, which avoids defining physical quantities on a flat background, I contributed to the building of relativistic solutions to the gravitoelectric part of the Einstein equations from the generalization of the Newtonian perturbative solutions. Moreover, the gravitoelectromagnetic approach I worked with has provided a new understanding of the dynamics of the analytical solutions to the field equations. Finally, treating globally the spatial manifold, I used powerful mathematical tools and theorems to describe the impact of topology on the dynamics of gravitational waves

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Dissertations / Theses on the topic 'Ion de grande énergie'

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