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Direct observation of the coherent forward scattering peak of a Bose-Einstein condensate in a shaken optical lattice
No full textGrâce à leur grande contrôlabilité, les plateformes expérimentales d'atomes froids constituent des dispositifs de choix pour simuler divers phénomènes physiques. Parmi ceux-ci, l'étude du transport des ondes dans des milieux désordonnés soulève un grand nombre de questions, concernant notamment l'arrêt complet de la diffusion par des effets d'interférences multiples : la localisation forte. Cette localisation peut se manifester dans l'espace des positions (on parle de localisation d'Anderson) ou dans l'espace des impulsions (on parle de localisation dynamique). Un marqueur de cette localisation forte est alors attendu dans l'espace réciproque au désordre : il s'agit du pic de diffusion cohérente vers l'avant (CFS). Ce pic, récemment découvert numériquement, n'a jusqu'à présent jamais été directement observé expérimentalement. Dans ce manuscrit, nous rapportons sa première observation directe, menée avec un modèle de rotateur secoué mis en œuvre sur un dispositif consistant en une onde de matière, un condensat de Bose-Einstein de 87Rb, placé dans un potentiel périodique, un réseau optique unidimensionnel. La première partie de ce manuscrit est consacrée à la description du dispositif expérimental et des méthodes permettant de préparer l'onde de matière en un état quantique arbitraire dans le réseau. Ces préparations sont effectuées grâce à des méthodes de contrôle optimal, faisant intervenir une modulation temporelle de l'amplitude et de la phase du réseau. Des méthodes de reconstruction par tomographie permettent de certifier les hautes fidélités de ces préparations. Ces protocoles de contrôle peuvent être par exemple appliqué à une stabilisation stroboscopique d'états cibles dans le réseau. Pour notre étude, elles permettent notamment d'initialiser le système dans un état initial nécessaire à l'observation du pic CFS. La seconde partie présente notre mise en place expérimentale d'un modèle de rotateur secoué, dérivé du rotateur pulsé, qui induit une localisation dynamique en impulsion grâce à l'émergence de trajectoires chaotiques, jouant le rôle de désordre en impulsion. Ce modèle permet d'aller au-delà du rotateur pulsé, en permettant un contrôle des régimes de localisation et des symétries dans le système. Le pic CFS est attendu dans l'espace réciproque à la localisation dynamique, i.e. l'espace des positions. Notre dispositif ne permettant qu'une mesure de la distribution en impulsion, des méthodes de mesures spécifiques sont mises en place. Une d'entre elles repose sur un transfert de la distribution en position vers celle des impulsions, grâce à une rotation dans l'espace des phases induite par un maintien de l'état dans un réseau de profondeur statique. Ces méthodes ont permis de mesurer le pic bien connu de rétro-diffusion cohérente (CBS), marqueur de localisation faible, ainsi que le pic CFS. Le contrôle des symétries a d'autre part permis de vérifier que le pic CBS disparaît en absence de la symétrie nécessaire à la localisation faible, et que le CFS était robuste à la brisure de toutes les symétries. Nous avons mis en évidence que le pic CFS apparaît en présence de localisation, qu'il s'agisse de localisation forte ou de dynamique confinée au sein d'une boîte classique. Ces résultats établissent ainsi le pic CFS comme un marqueur quantitatif de la non-ergodicité du système localisé. Nos travaux ouvrent notamment la voie à l'étude de la localisation en présence d'interaction par l'intermédiaire des caractéristiques du CFS.Due to their high controllability, cold atom experimental platforms are well-suited to simulate various physical phenomena. Among these, the study of wave transport in disordered media raises numerous questions, particularly regarding the complete suppression of diffusion due to multiple interference effects-known as strong localization. This localization can occur in real space (Anderson localization) or in momentum space (dynamical localization). A signature of this strong localization is expected in the reciprocal space of the disorder: the coherent forward scattering (CFS) peak. This peak has been recently discovered numerically, and has not been directly observed experimentally until now. In this manuscript, we report the first direct observation of the CFS peak, by using a shaken rotor model on a system consisting of a matter wave-a Bose-Einstein condensate of 87Rb-placed in a periodic potential, a one-dimensional optical lattice. The first part describes the experimental setup and the methods used to prepare the matter wave in an arbitrary quantum state within the lattice. These preparations use optimal control algorithms to determine the temporal modulation of the amplitude and phase of the lattice. Tomographic reconstruction methods are used to certify the high fidelities of these preparations. These control protocols can, for instance, be applied to the stroboscopic stabilization of target states in the lattice. In our study, this method enable the initialization of the system in the required initial state for the observation of the CFS peak. The second part presents our experimental implementation of a shaken rotor model, derived from the kicked rotor model, which induces dynamical localization in momentum due to the emergence of chaotic trajectories playing the role of disorder. This model extends beyond the kicked rotor model by enabling control over the localization regime and the symmetries of the system. The CFS peak is expected in the reciprocal space of the dynamical localization, i.e. the position space. Since our setup only allows for the measurement of the momentum distribution, specific measurement techniques have been developed, such as phase-space rotation, which transfers the position-space distribution into the momentum space. These methods enabled the measurement of the well-known coherent backscattering (CBS) peak-a signature of weak localization-as well as the CFS peak. Furthermore, by tailoring the lattice modulation we confirmed that the CBS peak vanishes in the absence of the required symmetry, whereas the CFS peak remains robust to all symmetry breaking. We also demonstrated that the CFS peak emerges in the presence of localization, whether due to strong localization or classically bounded dynamics. These results establish the CFS peak as a quantitative marker of the non-ergodicity of the system in the localized regime. Our work paves the way for studying localization in the presence of interactions through the characteristics of the CFS peak
Understanding the durability of new thermal barrier systems under experimental conditions representative of the thermal and environmental solicitations (CMAS CaO-MgO-Al2O3-SiO2) of aeronautical high-pressure turbines
No full textL’élévation des températures de fonctionnement des turbines haute pression nécessite l’optimisation des Barrières Thermiques (BT) pour garantir leur durabilité face aux contraintes thermiques et environnementales, notamment l’infiltration des CMAS (Calcium, Aluminium, Magnésium et Silice). Dans l’optique de mieux comprendre les sollicitations thermiques (gradient thermique) et chimiques (CMAS) auxquelles sont confrontées les BT, un essai dit « représentatif » des conditions de vol est mis en œuvre et fiabilisé par différents outils de diagnostic. La projection plasma de suspension par injection axiale (ASPS : Axial Suspension Plasma Spray) est utilisé pour réaliser ces BT. Dans le but de mieux comprendre et contrôler la microstructure produite par ce procédé, une étude des paramètres d’injection et du plasma est effectuée. Enfin, l’analyse comparative de différentes microstructures et architectures (monocouches YSZ et bicouches GdZ) révèle l’influence majeure de la porosité et de la morphologie (espaces inter-colonnaires) sur le gradient thermique et la résistance face aux CMAS. Le lien entre les paramètres du procédé et la microstructure permet alors de comprendre les conséquences induites sur les propriétés thermiques (conductivité et gradient thermique) et la résistance aux CMAS.Rising operating temperatures in high-pressure turbines necessitate the optimisation of Thermal Barriers Coatings (TBCs) to ensure their durability when confronted with thermal and environmental stresses, particularly the infiltration of CMAS (Calcium, Aluminium, Magnesium and Silica). In order to enhance comprehension of the thermal (thermal gradient) and chemical (CMAS) stresses to which TBCs are exposed, a so-called "representative" test of flight conditions is being implemented and made more reliable using various diagnostic tools.Axial Suspension Plasma Spray (ASPS) is used to perform of these TBCs. In order to enhance comprehension and control of the microstructure produced by this process, a study of the injection and plasma parameters is conducted. A comparative analysis of different microstructures and architectures (YSZ monolayers and GdZ bilayers) reveals the major influence of porosity and morphology (inter-columnar spaces) on thermal gradient and resistance to CMAS. The correlation between process parameters and microstructure facilitates comprehension of the implications for thermal properties (conductivity and thermal gradient) and resistance to CMAS
Study of the Feasibility of Acoustic Liners Integrated Inside Blades of VTOL Drone Rotors
No full textDans cette thèse, nous répondons à la demande croissante d’avancées technologiques dans le domaine des aéronefs à hélice en proposant le concept de liners acoustiques intégrés dans les pales ou sur les surfaces environnantes, dans le but principal de réduire le bruit de l'ensemble propulsif. Notre étude est structurée autour de deux cas d’étude : l’un impliquant un rotor isolé et l’autre avec un rotor en conditions installées, où un bras simule le support entre le système propulsif et la partie centrale d’une architecture classique de drone. L’objectif principal de cette étude est d’évaluer la faisabilité de ces liners intégrés en tant que stratégies passives de réduction du bruit et d’analyser leur impact sur les performances aérodynamiques des hélices. Notre recherche repose sur une combinaison de modèles analytiques, de simulations numériques et de mesures expérimentales.Pour le liner intégré à l’intérieur des pales, un modèle analytique a été développé, intégrant la théorie du bruit tonal des hélices et une fonction de Green adaptée qui satisfait la condition limite d’impédance, simulant ainsi l’impédance du liner sur les pales du rotor. Les prévisions préliminaires obtenues avec ce modèle ont indiqué une réduction du bruit aux harmoniques de la fréquence de passage des pales, mettant en évidence l’influence significative de la surface du liner sur les pales. À partir de ce modèle, un prototype de rotor intégrant le liner a été conçu afin de valider le modèle et le concept proposés. Toutefois, bien que la validation expérimentale ait confirmé la réduction du bruit aux harmoniques de la BPF, cette évolution a été attribuée à la transition forcée de la couche limite par la rugosité introduite par la présence du liner à la surface des pales. Pour approfondir l’analyse de l’impact de ces éléments de rugosité, nous avons mené une étude de sensibilité évaluant les effets de défauts négatifs (entailles, cavités) et positifs (bosses) sur l’aéroacoustique des rotors à faibles nombres de Reynolds. Les résultats ont montré que ces défauts peuvent réduire ou supprimer l’influence de la bulle de séparation laminaire et des instabilités associées de la couche limite, améliorant ainsi potentiellement les performances aérodynamique et atténuant le bruit aux harmoniques de la BPF lorsqu’ils sont correctement conçus. Enfin, il est démontré à l’aide du modèle analytique que l’intégration du liner à l’intérieur des pales pourrait être bénéfique pour des hélices de plus grande taille, avec une portion plus importante de la surface des pales traitée.L’étude sur les liners intégrés dans le bras support a été purement expérimentale, avec trois prototypes testés : deux intégrant des liners conçus pour absorber le bruit à deux fréquences tonales différentes et un intégrant un métamatériau poreux. Les résultats se sont révélés efficaces pour réduire le bruit aux harmoniques de la BPF, qui est particulièrement important en conditions installées. Le modèle développé, la conception des prototypes et la méthodologie expérimentale visent à contribuer au domaine de l’aéroacoustique des rotors et à soutenir le développement de nouvelles technologies ou approches permettant d’atténuer ou d’éliminer le bruit produit par les aéronefs à hélice.In this dissertation, we address the growing demand for advancements in rotorcraft technology by proposing the concept of acoustic liners integrated within blades or within surrounding surfaces with the main objective of noise mitigation. We structure our study around two case studies: one involving a rotor operating in isolation and the other with a rotor working in installed conditions, where a beam simulates the connection between the propulsion system and the airframe of a classical drone configuration. The primary objective of this study is to evaluate the feasibility of these integrated liners as passive noise reduction strategies and to assess their impact on the aerodynamic performance of rotors. Our research employs a combination of analytical models, low-fidelity numerical methods, and experimental measurements.For the liner integrated inside the blades, an analytical model was developed that integrates rotor tonal noise theory, and a tailored Green's function that satisfies the impedance boundary condition, simulating the liner's impedance on the rotor blades. The preliminary predictions using the developed model indicated noise reduction at harmonics of the blade passing frequency (BPF), highlighting the significant influence of the liner's surface area on the blades. With this model, a prototype of a rotor integrating the liner was designed to validate the proposed model and concept. However, although experimental validation confirmed the noise reduction at BPF harmonics, this evolution has been attributed to the forced transition of the boundary layer (BL) facilitated by the roughness introduced by the liners on the blade surfaces. To further investigate the impact of such roughness elements, we conducted a sensitivity analysis assessing the effects of negative (gaps, cavities) and positive (bumps) defects on the aeroacoustics of small-scale rotors. The results demonstrated that these defects could effectively reduce or suppress the influence of the laminar separation bubble (LSB) and its associated BL instabilities, potentially enhancing aerodynamic performance and attenuating noise at BPF harmonics when appropriately designed. Finally, it is shown using the analytical model that the integration of the liner inside the blades could be beneficial for larger rotors, with a bigger portion of the blade surface treated.The study on the integrated liners inside the beams was purely experimental, where three prototypes were tested: two integrating liners designed to absorb noise at two different tonal noise frequencies and one integrating a porous metamaterial. The results proved to be effective in reducing noise at the harmonics of the BPF, which is particularly important in installed conditions. The developed model, prototype design, and experimental methodology aim to contribute to the field of rotor aeroacoustics and support the advancement of new technologies or approaches to mitigate or eliminate the noise produced by rotorcraft
Development of domino reactions catalyzed by gold(I) and gold(III) complexes : synthesis of functionalized carbo- and heterocycles
No full textCe manuscrit présente l'élaboration et le développement de nouvelles méthodologies catalytiques basées sur l'utilisation de complexes d'or(I) et d'or(III) pour des réactions domino impliquant des substrats variés tels que les énynes-1,6 et les aldéhyde-ynes. Ces réactions permettent d'accéder de manière efficace et rapide à des carbo- et hétérocycles fonctionnalisés complexes, tels que des dérivés d'isochromènes et de pyrrolidines, avec d'excellents rendements et une bonne sélectivité. Une étude détaillée de l'utilisation de nouveaux complexes d'or(I) et d'or(III) dans ces réactions a permis de démontrer une réactivité particulièrement intéressante. En particulier, le complexe d'or(III) IPrAuCl(biphényle), développé par F. D. Toste, a été utilisé efficacement dans les réactions domino étudiées sur les deux classes de substrats, soulignant la robustesse et la polyvalence du système catalytique. Une grande diversité de substrats a été préparée et évaluée, ainsi qu'une large gamme de nucléophiles oxygénés et carbonés, permettant de démontrer la flexibilité et l'intérêt général de ces méthodologies. De plus, le développement de complexes chiraux dérivés d'ImPy portant un motif barbiturique a permis d'obtenir des résultats prometteurs en catalyse asymétrique, avec des excès énantiomériques significatifs. Une étude approfondie de l'énantio-induction a été réalisée afin d'identifier les paramètres clés permettant d'optimiser la sélectivité énantiomérique. Enfin, une comparaison détaillée entre les complexes d'or(I) et d'or(III) a mis en lumière des différences notables de réactivité et de stabilité, mettant ainsi en lumière les performances des complexes d'or(III) encore relativement peu explorées.This manuscript describes the design and development of novel catalytic methodologies employing gold(I) and gold(III) complexes for domino reactions involving diverse substrates such as 1,6-enynes and aldehyde-ynes. These methodologies enable efficient and rapid access to complex functionalized carbo- and heterocyclic structures, including derivatives of isochromenes and pyrrolidines, with excellent yields and high selectivity. The research focuses extensively on exploring ligand effects, especially carbene ligands like imidazo[1,5-a]pyridin-3-ylidene (ImPy), alongside investigating the electronic and steric influences of various substrates. These studies highlighted the critical role of ligands and substituents in determining catalytic efficiency and selectivity. Significant attention was given to the gold(III) complex IPrAuCl(biphenyl), initially developed by F. D. Toste, demonstrating its exceptional performance and versatility across domino reactions with both 1,6-enynes and aldehyde-yne substrates. Notably, gold(III) catalysis enabled access to two distinct domino cyclization products with a 1,6-enyne: bicyclo[3.1.0]hexane derivatives and the classical cyclopentane-type products, which were unattainable using the evaluated gold(I) complexes. Furthermore, a broad variety of aldehyde-yne and enynes substrates were synthesized and evaluated, alongside an extensive range of oxygen- and carbon-based nucleophiles, highlighting the flexibility and general applicability of these methodologies. Additionally, the introduction of chirality into ImPy complexes via barbituric motifs has yielded promising results in asymmetric catalysis, leading to substantial enantiomeric excesses. A detailed mechanistic investigation was also conducted, focusing on enantio-induction, allowing the identification of key parameters necessary for optimizing enantioselectivity. Moreover, a rigorous comparative study between gold(I) and gold(III) complexes revealed significant differences in reactivity and stability, enhancing mechanistic understanding. Overall, this work provides valuable insights and practical methodologies, significantly advancing the targeted synthesis of biologically relevant molecules and opening new avenues for further developments in gold-catalyzed domino reactions
La capacité des protéines riches en proline à protéger les enzymes buccales de l'inhibition par les polyphénols
No full textLes protéines riches en proline (PRPs) jouent un rôle crucial dans l'expérience sensorielle orale et se divisent en trois catégories : acides (aPRPs), basiques (bPRPs) et glycosylées (gPRPs). Ces protéines sont reconnues pour interagir avec les polyphénols, un groupe diversifié de composés phytochimiques présents dans les matériaux végétaux et connus pour leurs propriétés astringentes. Malgré cette interaction bien établie, l'efficacité de ces classes de PRPs dans l'agrégation des polyphénols, ainsi que leur influence sur l'activité enzymatique orale et la perception du goût, reste à élucider.Cette étude examine la capacité des PRPs à protéger les enzymes orales des effets inhibiteurs des polyphénols alimentaires astringents. On sait que des composés comme les flavan-3-ols, les catéchines et les tanins peuvent altérer la perception des saveurs en interférant avec des enzymes telles que la β-glucosidase et la glutathion transférase (GSTP1). Ces enzymes jouent un rôle essentiel dans la biotransformation des molécules alimentaires, soit pour leur élimination, soit pour générer des composés capables de stimuler les récepteurs gustatifs sur la langue. Nous émettons l'hypothèse que les PRPs, présentes dans la salive et ayant une forte affinité pour les polyphénols, pourraient protéger ces enzymes orales.La recherche s'est concentrée sur la comparaison de l'efficacité des classes aPRP, bPRP et gPRP pour protéger la β-glucosidase et GSTP1 contre l'inhibition par les polyphénols, les catéchines et les tanins. Pour ce faire, des PRPs recombinantes ont été produites et purifiées à l'aide d'E. coli et de Pichia pastoris, suivies par précipitation au sulfate d'ammonium, échange d'ions et chromatographie par exclusion de taille.Les interactions entre les PRPs et les polyphénols ont été étudiées à l'aide de la diffusion dynamique de la lumière (DLS), révélant des comportements distincts. L'impact des polyphénols sur l'activité enzymatique a été évalué en présence et en absence de PRPs.Les effets protecteurs des PRPs ont été évalués, montrant que les gPRPs présentaient des résultats protecteurs significativement meilleurs par rapport aux aPRPs et bPRPs dans les conditions étudiées. Ces observations sont attribuées à des différences structurales entre les PRPs : la chaîne peptidique plus longue des gPRPs offrirait potentiellement des sites de liaison supplémentaires pour les polyphénols, tandis que la glycosylation pourrait entraver la formation de ponts entre deux protéines, réduisant ainsi la formation d'agrégats. Ces variations structurelles semblent améliorer la liaison et la capture des polyphénols, diminuant leur interaction avec les enzymes et conduisant à de meilleurs résultats protecteurs.Cette étude est la première à explorer et comparer les capacités protectrices des PRPs pour les enzymes orales β-glucosidase et GSTP1, ouvrant de nouvelles perspectives sur leur rôle dans la perception des saveurs et le maintien de l'activité enzymatique liée au goût.Proline-rich proteins (PRPs) are crucial in the oral sensory experience, categorized into acidic (aPRPs), basic (bPRPs), and glycosylated (gPRPs) classes. These proteins are known to interact with polyphenols, a diverse group of phytochemicals prevalent in plant materials, recognized for their astringent properties. Despite their established interaction, the efficacy of these protein classes in polyphenol aggregation, and subsequent influence on oral enzyme activity and taste perception, remains to be elucidated.This study investigates the capacity of PRPs to protect oral enzymes from the inhibitory effects of dietary astringent polyphenols. It is known compounds, flavan-3-ols, as catechins, and tannins, can potentially alter flavor perception by interfering with enzymes like β-glucosidase and glutathione transferase (GSTP1). These enzymes play an essential role in the biotransformation of food molecules for their elimination or to generate compounds that can stimulate taste receptors on the tongue. In our saliva, PRPs, which demonstrate a high affinity for polyphenols, we hypothesize may protect oral enzymes. The research focused on comparing the effectiveness of aPRP, bPRPs and gPRPs classes in protecting β-glucosidase and GSTP1 against inhibition by polyphenols, catechins, and tannins.For this purpose recombinant PRPs were produced and purified using E. coli and Pichia pastoris, followed by ammonium sulfateprecipitation, ion-exchange, and size-exclusion chromatography.The interactions between PRPs and polyphenols were studied through dynamic light scattering (DLS), demonstrating distinct behaviors. The impact of polyphenols on enzyme activity was evaluated in the presence and absence of PRPs.The protective effects of PRPs were evaluated, with gPRP showing significant and better protective results compared to aPRP and bPRP under studied conditions. These observations are attributed to structural differences among PRPs: the longer peptide chain in gPRP potentially provides additional binding sites for polyphenols, whereas glycosylation may hinder the bridging of two proteins and thus reduce aggregate formation. Consequently, these structural variations appear to enhance polyphenol binding and scavenging, diminishing their interaction with the enzymes and leading to improved protective outcomes.This study is the first to explore and compare the protective abilities of PRPs for the oral enzymes β-glucosidase and GSTP1, opening new questions regarding their involvement in flavor perception and the maintenance of flavor-related enzymatic activity
Impact of the user charging practice and driving patterns on the battery aging in an electric vehicle
No full textLe secteur des transports est une source majeure d'émissions de gaz à effet de serre (GES), avec des impacts environnementaux considérables. Le transport routier représente la majorité des émissions de GES de ce secteur, ce qui en fait une cible pour réduire les émissions globales.L'Université de Lille a lancé le programme CUMIN (Campus Universitaire à Mobilité Innovante et Neutre en carbone) qui vise à transformer le campus Cité Scientifique en un démonstrateur d'électro-mobilité. Le programme promeut les transports à faibles émissions et intègre des stations de recharge solaires.Pour faciliter l'adoption des véhicules électriques, il est essentiel d'optimiser la durée de vie de leurs batteries pour assurer une autonomie suffisante pour les utilisateurs. Dans ce contexte, le vieillissement des batteries, influencé par les pratiques de charge, pose un défi crucial pour la durabilité de ces véhicules. L'objectif de la thèse est d'étudier l'impact des habitudes de recharge sur la durée de vie des batteries de véhicules électriques. Pour cela, deux types de batteries ont été modélisés à partir de résultats de tests expérimentaux. Il s'agit de la batterie LG Chem (Renault Zoe) et Envision AESC (Nissan Leaf). Le modèle développé fait apparaitre des considérations électrothermiques qui interagissent avec l'état de santé de la batterie. Après validation du modèle, il a été intégré dans la simulation du véhicule. Celle-ci est organisée selon le formalisme REM (Représentation Énergétique Macroscopique). Une réduction de modèle a été proposée pour optimiser le temps de simulation. Différents scénarios de charge ont été étudiés, avec une distinction entre le vieillissement au repos et en utilisation, permettant de définir un paramètre d'impact pour chaque mode. L'étude a montré que les stratégies de charge visant à baisser le SoC moyen, soit en diminuant le SoC initial, soit en espaçant les recharges, permettent de prolonger la durée de vie de la batterie. Par exemple, espacer les recharges tous les 4 jours réduit la dégradation de 23 % par rapport à une charge quotidienne, pour le même cycle d'usage.The transportation sector is a major source of greenhouse gas (GHG) emissions, with sig-nificant environmental impacts. Road transport accounts for the majority of GHG emissions in this sector, making it a target for reducing overall emissions.The University of Lille has launched the CUMIN program (Campus of University with Mobility based on Innovation and carbon Neutrality) which aims to transform the Scientific City campus into an electro-mobility demonstrator. The program promotes low-emission transportation and includes solar charging stations.To facilitate the adoption of electric vehicles, it is essential to optimize their battery lifespan to ensure sufficient range for users. In this context, battery aging, influenced by charging prac-tices, leads to a crucial challenge for vehicle sustainability. The objective of this thesis is to study the impact of charging habits on electric vehicle battery lifespan. For this purpose, two types of batteries are modeled based on experimental test results: the LG Chem battery (Re-nault Zoe) and the Envision AESC battery (Nissan Leaf). The developed model incorporates electrothermal considerations that interact with the battery state of health. After model vali-dation, it is integrated into the vehicle simulation. This simulation is organized according to the EMR (Energetic Macroscopic Representation) formalism. A model reduction is proposed to optimize the simulation time. Different charging scenarios are studied, with a distinction between rest and usage aging, allowing the definition of an impact parameter for each mode. The study shows that charging strategies aimed at lowering the average SoC, either by de-creasing the initial SoC or spacing out charging events, help extend battery life. For example, spacing out charging events to every 4 days reduces degradation by 23 % compared to daily charging, for the same usage cycle
Study of the coach-athlete relationship in olympic wrestling : emotional competences and subjective experience
No full textCette thèse étudie les relations entraîneur-athlète en lutte, par le prisme des compétences émotionnelles et de la subjectivité des deux membres de la relation. Cette recherche collaborative (Leblanc, 2017 ; Vinatier & Morrissette, 2015), menée avec la Fédération Française de Lutte et Disciplines Associées présente des enjeux scientifiques et empiriques.Nous employons ainsi le modèle de recherche intégré de Jowett & Lavallee (2008) avec celui des 3+1C de Jowett (2006) pour traiter de la relation entraîneur-athlète (REA), puis le modèle de Mikolajczak et al. (2014) pour aborder les compétences émotionnelles (CE). Notre posture originale prend en compte le contexte réel de pratique (Bardy, 2014 ; Saury, 2008) ainsi que le système sociotechnique dans lequel nous sommes (Perrin, 1991). Nous considérons également la subjectivité de l’entraîneur et de l’athlète, afin d’avoir leur point de vue et de comprendre leur fonctionnement en situation (Mouchet, 2018).Notre objectif premier est de comprendre la relation entraîneur-athlète en lutte par le prisme des compétences émotionnelles de ces deux acteurs, dans la quête de performance. Le second objectif était de proposer des éléments utiles à la formation des entraîneurs, afin de développer et optimiser les REA. Nous avons alors réalisé deux études. Une première étude exploratoire, visant les conceptions des athlètes et entraîneurs des équipes de France de lutte, et des managers de la performance, quant aux REA en lutte. Des entretiens semi-dirigés ont été utilisés afin de comprendre les perceptions et attentes des acteurs. Les résultats mettent en avant la place centrale des entraîneurs et l’importance de trouver la juste proximité dans la relation. Nous relevons également que les premières expériences de REA apparaissent comme une référence pour les athlètes. Aussi, les données recueillies montrent que la gestion et la contagion émotionnelle sont liées à la qualité de la relation, ainsi qu’aux performances résultantes. De ce fait, la compétition a été citée comme une situation emblématique nécessitant une bonne relation entre l’entraîneur et le lutteur ou la lutteuse.Notre seconde étude consiste en des études de cas avec quatre binômes entraîneur-athlète de club, lors de championnats de France. Dans une approche multiméthodes, nous avons réalisé des enregistrements audio-visuels en compétition. Puis nous avons mené des entretiens d’explicitation avec chaque acteur (Vermersch, 2017). Nos résultats mettent en lumière les compétences émotionnelles sollicitées par les individus, les éléments saillants perçus dans leur environnement, et leur fonctionnement en situation. Nos résultats montrent que certaines CE, telles que l’identification ou la gestion des émotions, sont liées à l’interaction entre l’entraîneur et l’athlète, ainsi qu'à la performance. Il semble que l’un des objectifs des entraîneurs soit d’identifier les émotions de leurs athlètes et de les gérer si nécessaire. Nous avons également observé que les entraîneurs gèrent leurs propres émotions afin d'avoir un impact positif sur l'athlète. Les athlètes semblent identifier les émotions de leurs entraîneurs pour obtenir leur approbation et agir en conséquence. Les dimensions de la relation entraîneur-athlète mobilisées varient en fonction de la situation. Ce travail nous permet de donner des pistes de réflexion et d’action aux acteurs de terrain pour agir plus efficacement dans les relations, en les comprenant davantage.This thesis studies the coach-athlete relationship in wrestling, through the prism of the emotional competences (EC) and subjectivity of the two members of the relationship. This collaborative research (Leblanc, 2017; Vinatier & Morrissette, 2015), conducted with the French Olympic Wrestling Federation, presents scientific and empirical challenges.To do this, we use Jowett & Lavallee's (2008) integrated research model with Jowett's (2006) 3+1C model to deal with CAR, and then Mikolajczak et al. (2014) model to address emotional competencies. Our original stance takes into account the ecological context of practice (Bardy, 2014; Saury, 2008) as well as the socio-technical system in which we are (Perrin, 1991). We also consider the subjectivity of the coach and the athlete, in order to gain their point of view and understand how they operate in a situation (Mouchet, 2018).Our first objective was to understand the coach-athlete relationship in wrestling through the prism of the emotional competences of these two players in the quest for performance. The second objective was to propose useful elements for coach training, in order to develop and optimize the CAR. We therefore conducted two studies. The first was an exploratory study into the views of athletes and coaches from the French wrestling teams, and managers, on CAR in wrestling. Semi-structured interviews were used to understand the perceptions and expectations of those involved. The results highlight the central role of the coaches and the importance of finding the right closeness in the relationship. We also note that the first CAR experiences appear to be a reference for the athletes. The data collected also show that emotional regulation and contagion are linked to the quality of the relationship, as well as to the resulting performances. For this reason, the competition was cited as an emblematic situation requiring a good relationship between the coach and the wrestler.Our second study consisted of case studies with four club coach-athlete dyads, during the national championships. Using a multi-method approach, we made audio-visual recordings during the competition. We then conducted explicitation interviews with each member (Vermersch, 2017). Our results shed light on the emotional competences called upon by the individuals, the salient elements perceived in their environment, and how they operate in situation. Our results show that certain ECs, such as identifying or managing emotions, are linked to the interaction between the coach and the athlete, as well as to performance. It seems that one of the coaches’ aim is to identify their athletes’ emotions and manage them if necessary. We also observed that coaches manage their own emotions in order to have a positive impact on the athlete. Athletes seem to identify their coaches' emotions in order to obtain their approval and act accordingly. The dimensions of the coach-athlete relationship mobilised vary according to the situation. This work allows us to provide some food for thought and action for practionners, so that they can act more effectively in these relationships by understanding them better
Caractérisation géoélectrique de l'hydrodynamique et de la distribution dans des sols gelés non saturés
No full textAvec l'intensification du changement climatique mondial, la dégradation du pergélisol affecte les processus hydrologiques, l'intégrité des écosystèmes et la stabilité des infrastructures. Les transitions de phase répétées de l'eau interstitielle pendant les cycles de gel-dégel provoquent des fissures par le gel dans les matériaux poreux gelés, ce qui accélère davantage la dégradation du pergélisol et peut potentiellement aggraver le changement climatique global. Les méthodes géoélectriques, telles que la polarisation provoquée spectrale, en tant que techniques non destructives aux multiples approches, sont largement utilisées pour étudier la structure des pores, les caractéristiques hydrologiques et thermodynamiques des environnements gelés. Cette thèse explore de manière approfondie l'application de la polarisation provoquée spectrale dans les milieux gelés à travers des modélisations théoriques et des expériences en laboratoire. La première partie développe de nouveaux modèles de faisceaux capillaires pour décrire les effets de la conduction de surface aux interfaces aqueuses, de la saturation en eau, de la salinité et de l'hystérèse sur la conductivité électrique des milieux poreux gelés. Une série d'expériences en laboratoire ont été réalisées à l'aide d'un dispositif de résistance électrique et de la résonance magnétique nucléaire afin de valider les modèles proposés. Les résultats montrent un excellent accord entre les valeurs prédites et les données expérimentales, indiquant que ces modèles physiques permettent de prédire efficacement les variations de conductivité électrique dans les régions froides. La seconde partie de la thèse présente une série d'études expérimentales, théoriques et de modélisation, utilisant la polarisation provoquée spectrale pour caractériser les effets couplés de la teneur en eau initiale et de la minéralogie de l'argile sur les fissurations du sol et la conductivité complexe lors des processus de gel-dégel et de dessiccation. Les résultats expérimentaux montrent que les cycles de gel-dégel influencent fortement les motifs morphologiques et d'intersection des fissures en surface. L'humidité initiale et la minéralogie de l'argile affectent également l'évaporation de l'eau et la formation des fissures. Les deux composantes de la conductivité complexe sont linéairement sensibles au taux de fissuration et à la teneur en eau pondérale et présentent un comportement de décroissance similaire au fil du temps de séchage.With the intensification of global climate change, permafrost degradation, which affects hydrological processes, ecosystem integrity, and infrastructure stability. Repeated phase transitions of pore water during freeze-thaw cycles results in frost cracking in frozen porous materials, further accelerating permafrost degradation and potentially exacerbating global climate change. Geo-electrical methods (e.g., Spectral Induced Polarization), as non-destructive techniques with a wide ranges of approaches, are widely used to investigate the pore structure, hydrological, and thermodynamic characteristics of permafrost environments. This thesis comprehensively explores the application of spectral induced polarization in frozen environments through both theoretical modeling and laboratory experiments. The first part of thesis develops new capillary bundle models to describe the effects of surface conduction at different water interfaces, water saturation, salinity, and hysteresis on the electrical conductivity of frozen porous media. A series of laboratory experiments are carried out using an electrical resistance apparatus and the nuclear magnetic resonance method for validating the proposed models. The fitting results show an excellent agreement between the predicted values and the experimental dataset, indicating that the new physically-based models can effectively predict the variation of the electrical conductivity in cold regions. The second part of thesis presents a series of experimental, theoretical, and modeling investigations using spectral induced polarization to characterize the coupled effects of initial water content and clay mineralogy on soil cracking behaviors and complex conductivity under freeze-thaw cycling and desiccation processes. Experimental results show that freeze-thaw cycle significantly influences the morphological and intersection patterns of surface cracks during desiccation. Initial moisture contents and clay mineralogy notably affect the water evaporation and surface crack pattern in clayey soils. Both components of complex conductivity are linearly sensitive to surface crack ratio and gravimetric water content, exhibiting a similar decay behavior with drying time. These findings quantitatively characterize the relationship between geophysical and geological parameters of clayey soils during desiccation, offering new insights and monitoring methods for studying clay slope stability and its interaction with global climate change
Théorie constructive des champs sur les variétés et sujets connexes
No full textDans cette thèse, nous construisons le modèle de théorie quantique des champs P(phi)_2 sur des surfaces courbes et montrons qu'il satisfait aux axiomes de Segal. Un ingrédient important de cette construction est l'utilisation d'une procédure de régularisation locale pour définir l'interaction comme une variable aléatoire par rapport au champ libre gaussien. Nous fournissons un contre-exemple montrant que la régularisation par troncation spectrale viole la localité. Ensuite, nous expliquons en quoi le formalisme de Segal peut être étendu au collage de surfaces avec des coupures, ce qui offre une interprétation géométrique de l'entropie d'intrication. En utilisant cette interprétation, nous exploitons la formule d'anomalie de Polyakov en théorie des champs conformes (CFT) et appliquons une procédure de renormalisation simple pour définir une quantité correspondant à l'entropie d'intrication dans cette interprétation géométrique. Ceci nous permet de dériver de façon rigoureuse un calcul d'entropie de Cardy-Calabrese. Nous montrons alors que cette quantité se comporte comme une fonction de corrélation de CFT. Enfin, le formalisme de Segal est également lié à l'asymptotique de déterminants zeta sur des surfaces de grand genre tendant vers l'infini. Nous fournissons une démonstration géométrique, indépendante des axiomes de Segal, du résultat correspondant à l'aide des noyaux de la chaleur, en complément d'une autre preuve reposant sur les axiomes de Segal. Les deux preuves apparaissent dans la thèse.In this thesis we construct the P(phi)_2 Quantum Field Theory model on curved surfaces and show that they satisfy Segal's axioms. An important ingredient in the construction is to employ a local regularization procedure to define the interaction as a random variable against the Gaussian free field. We provide a counter-example that the Fourier cut-off regularization breaks locality. Next we argue that the formalism of Segal can be extended to gluing of surfaces with slits and this gives a geometric interpretation of entanglement entropy. Using this interpretation we exploit the Polyakov anomaly formula in CFT and use a simple renormalization procedure to define a quantity corresponding to entanglement entropy under the geometric interpretation, then we show that this quantity behaves like a CFT correlation function. Finally, the Segal formalism is also related to certain asymptotic results in pure spectral geometry. We provide a QFT-independent geometric proof of the corresponding result using heat kernels, alternative to a proof within the QFT framework which is also presented in an earlier section of the thesis
Théorie de la structure électronique relativiste contenant des corrections d'électrodynamique quantique
No full textCette thèse présente le développement d'une méthode relativiste pour les calculs de structure électronique, intégrant des corrections issues de l'électrodynamique quantique (QED) dans un cadre non perturbatif. Pour décrire avec précision les systèmes atomiques et moléculaires lourds, il est nécessaire de prendre en compte à la fois les effets relativistes et les corrections QED. Les méthodes classiques de chimie quantique relativiste négligent généralement ces dernières, en particulier les effets liés à la polarisation du vide. En partant d'un modèle unidimensionnel, on étudie ces effets et propose une méthode de régularisation dans l'espace des impulsions. Ces résultats sont ensuite étendus en trois dimensions, avec l'introduction d'une procédure de renormalisation adaptée à l'utilisation de bases finies. Cette approche permet une première approximation de la contribution de la polarisation du vide au décalage de Lamb. Cette thèse constitue une première étape vers une description à la chimie quantique des systèmes électroniques relativistes intégrant les corrections QED, avec des applications en chimie des éléments lourds et en spectroscopie de haute précision.This thesis summarize the development of a relativistic method for electronic-structure calculations including quantum electrodynamics corrections in a non-perturbative framework. A precise and consistent description of heavy atomic and molecular systems re-quires accounting for both relativistic effects and quantum electrodynamics (QED) corrections. Practical relativistic quantum chemistry methods are based on the no-pair approximation, incorporating most relativistic and electron-correlation effects but neglecting the QED contributions, such as vacuum-polarization effects. Starting with a one-dimensional model, we analyze the vacuum-polarization effects and introduce a regularization scheme in momentum space. These insights are extended to three dimensions, where a renormalization procedure tailored to finite basis sets is proposed. This approach enables a first approximation of the vacuum-polarization contribution to the Lamb shift. The work paves the wayfor a fully quantum-chemistry treatment of relativistic electronic-structure theory including QED corrections, with promising implications for high-precision heavy-element chemistry and spectroscopy