Cette thèse est consacrée à l'étude expérimentale d'atomes piégés<br />et refroidis dans plusieurs types de structures lumineuses. Nous avons utilisé pour caractériser ces milieux des techniques de temps de vol, d'imagerie directe du nuage atomique et de spectroscopie pompe-sonde, afin d'obtenir des informations sur la température et la diffusion spatiale des atomes ainsi que sur leur mouvement dans les puits de potentiel.<br /><br />Nous avons d'abord étudié la dynamique d'atomes de césium dans des<br />réseaux optiques tri-dimensionnels brillants en présence d'un champ<br />magnétique, et nous avons en particulier montré que les réseaux optiques fonctionnant en régime sautant donnent lieu à un refroidissement et un piégeage efficaces, et qu'un mécanisme de rétrécissement par le mouvement y conduit à des raies vibrationnelles étroites sur les spectres de transmission pompe-sonde. Avec des atomes de césium, nous avons également créé et<br />caractérisé un réseau optique tri-dimensionnel brillant obtenu avec<br />seulement deux faisceaux laser grâce à l'effet Talbot, puis un milieu aléatoire engendré à partir d'un champ de tavelures.<br /><br />Enfin, nous avons étudié un ``moteur brownien'' pour des atomes de $^(87)$Rb dans un réseau gris asymétrique. Les résultats de l'étude<br />expérimentale sont en bon accord qualitatif avec des simulations numériques Monte-Carlo semi-classiques.

La préoccupation centrale de la recherche est de rendre intelligibles les pratiques effectives des enseignants de technologie lors de la mise en œuvre de la "réalisation sur projet" en 3ème. Deux questions liées aux contraintes de l'enseignement sont majeures : la première concerne la cohérence des projets mis en œuvre au fil des séances, la seconde s'intéresse aux variations des pratiques effectives des professeurs selon le public hétérogène. Cette thèse propose et développe un descripteur des pratiques effectives, le "cadre d'action" qui permet, à partir des consignes allouées, d'identifier l'organisation des tâches de l'élève. La reconstruction des pratiques effectives et des cadres d'action s'est effectuée par l'intermédiaire d une immersion dans six classes tout au long des séances consacrées à cette mise en œuvre des projets. L'analyse du corpus, révèle une continuité des contenus entre les différentes séances et des allers-retours entre certaines étapes du projet. La reconstruction des pratiques effectives indique également que la gestion de l'hétérogénéité semble surtout être assurée par le temps alloué aux élèves

La présente thèse porte sur les activités d'écriture et d'enseignement/apprentissage instrumentées développées dans des dispositifs de formation d'adultes médiatisés. Elle se propose d'étudier les formes que prend la « révolution numérique » à l'œuvre et ce que recouvrent écrire, apprendre et faire apprendre dans ce contexte.<br />L'approche pluridisciplinaire convoque les sciences de l'éducation (andragogie, psycho et socio pédagogie, philosophie), l'anthropologie et les sciences de l'information et de la communication pour élucider les transformations en cours, liés aux usages du numérique en formation.<br />Le modèle d'interprétation conceptuel élaboré permet de vérifier empiriquement les évolutions de la raison graphique sur les terrains de la Formation De Base et de l'enseignement supérieur, dans des dispositifs de formation à enjeux d'écriture (« apprendre à écrire » et « apprendre par l'écriture »). <br />Notre positionnement de praticien-chercheur nous conduit à mener une « recherche dans l'action ». L'approche méthodologique est donc pragmatique, dialogique et s'inscrit dans un cadre épistémologique marqué par les théories de l'action en éducation. Elle repose sur le recours croisé à plusieurs techniques d'investigation (observation participante, étude des traces et des interactions, enquête par entretiens semi-directifs et questionnaires).

La première partie de cette thèse concerne les phases inhomogènes<br />FFLO. Celles-ci peuvent apparaître dans les supraconducteurs<br />ou les gaz d'atomes froids fermioniques en présence d'une différence<br />homogène de potentiels chimiques entre les deux états de spin.<br />Nous regardons la compétition<br />entre les différentes phases FFLO près de la transition.<br />A 2D, nous utilisons une approche de type Ginzburg-Landau <br />pour prédire une cascade de transitions entre des phases inhomogènes<br />de plus en plus complexes.<br />A 3D ou la transition FFLO est du premier ordre, <br />nous présentons une méthode numérique <br />de résolution des équations quasiclassiques d'Eilenberger <br />basée sur un développement de Fourier. <br />Nous déterminons ainsi les phases inhomogènes de plus basse énergie.<br /><br />Dans la seconde partie, nous étendons la théorie perturbative<br />de Bogoliubov aux quasicondensats dans une représentation densité-phase.<br />Nous obtenons des prédictions pour différentes observables.

Bien que les programmes officiels de mathématiques recommandent l'utilisation du tableur dès le collège et bien que les ressources destinées à aider les enseignants se multiplient, l'intégration de cet outil reste aujourd'hui très marginale en France. Pour comprendre les problèmes posés, nous nous centrons sur le domaine de la transition arithmétique-algèbre où le tableur est identifié par les recherches didactiques comme particulièrement utile aux apprentissages mathématiques. L'approche instrumentale que nous adoptons permet d'étudier les potentialités théoriques du tableur en relation avec l'apprentissage de l'algèbre, et de questionner les travaux de recherche dans ce domaine, en montrant notamment la faible part qu'ils font aux questions pourtant cruciales de genèse instrumentale et de gestion de ces genèses par les enseignants et l'institution scolaire. Ces analyses théoriques nous servent alors à construire une ingénierie exploratoire en classe de 5e, à analyser des ressources proposées sur le site du Ministère de l'Education Nationale, et enfin à comparer les conceptions de professeurs stagiaires à celles d'enseignants experts assurant des formations aux TIC. Les résultats obtenus élargissent nos connaissances didactiques des questions d'intégration technologique, au-delà même de la technologie particulière étudiée dans la thèse. Ils offrent des perspectives du point de vue des ressources pédagogiques, de la formation des maîtres, et des outils eux-mêmes en introduisant notamment la notion de distance instrumentale. Reste à savoir, et nous en avons donné quelques pistes, comment mesurer cette distance...

Dans cette thèse on a étudié plusieurs problèmes<br />algébriques relatifs à une superalgèbre de Lie qui peuvent être<br />réduits à la résolution d'une équation fonctionnelle. Cette<br />technique a permis d'obtenir des résultats qui sont nouveaux<br />aussi pour une algèbre de Lie ordinaire et qui sont indépendants<br />de la classification des algèbres de Lie.

Cette thèse porte sur l'étude<br />d'applications statistiques de suites dépendantes et<br />stationnaires. Nous étudions deux classes de suites<br />dépendantes. Nous nous intéressons d'une part à des suites<br />faiblement dépendantes, où notre notion de dépendance faible est<br />une variante de la notion introduite par Doukhan \& Louhichi, d'autre part à certains systèmes dynamiques<br />présentant une propriété de décroissance des<br />corrélations. Nous traitons du comportement asymptotique du<br />processus empirique, fondamental en statistiques. Nous étudions<br />aussi un estimateur à noyau de la densité dans nos deux cadres de<br />dépendance. Enfin, nous nous intéressons à un problème de<br />rupture d'une fonction de régression en dépendance faible. A ces<br />fins, nous développons des idées de Rio pour montrer un<br />théorème limite centrale en dépendance faible, ainsi que des<br />nouvelles inégalités de moments qui étendent celles de Louhichi. Enfin, nous illustrons certains de nos résultats par des<br />simulations.

\noindent(\large\bf Mots clés spécifiques)~: (\em objet actif, phénomène, milieu-prévision, milieu-expérimentation, aisthesis, praxis, poiesis, prédiction, action, adaptation, entité énactive, modélisation énactive, hypothèse énactive.)<br />\vspace(5mm)<br /><br />\centerline(\LARGE\bf Résumé)<br />\vspace(5mm)<br /><br />Cette thèse s'inscrit dans le cadre de la modélisation des phénomènes naturels<br />pour une instrumentation en un système de réalité virtuelle. Elle fournit les<br />prémices d'une méthodologie de modélisation des systèmes complexes en vue de leur simulation, dite modélisation énactive.<br />La thèse que nous défendons porte sur trois idées principales :<br />\begin(enumerate)<br />\item la modélisation traduit une praxis humaine.<br />\item les phénomènes sont modélisés en tant qu'entités autonomes.<br />\item les interactions entre les entités passent par un milieu qui est créé et fa\c conné par les entités elles-mêmes.<br />\end(enumerate)<br /><br />Premièrement, la modélisation est une activité humaine qui traduit implicitement et doit traduire explicitement une cause finale à la modélisation. Les phénomènes modélisés sont les affordances d'un utilisateur du modèle.<br /><br />Deuxièmement, l'autonomisation des modèles, consistant à donner au modèle du phénomène naturel<br />des capacités de perception, d'action et d'adaptation, est une solution pragmatique efficace<br />pour la modélisation d'un système complexe où de nombreux modèles doivent interagir de multiples fa\c cons.<br /><br />Troisièmement, en déléguant aux modèles la fabrication du milieu dont ils ont besoin pour déterminer leurs interactions,<br />nous pouvons simuler dans un même environnement virtuel des modèles liés à des échelles phénoménologiques<br />très différentes les unes des autres, sans passer par un maillage apriori de l'espace-temps,<br />tout en respectant, par exemple, les lois de conservations en physique.<br /><br />Ces hypothèses conceptuelles sont traduites en un modèle formel pragmatique, dans lequel nous formalisons<br />des notions d'objet actifs, d'entité autonome et d'organisation énactive. La formalisation fournit une méthode de modélisation<br />des phénomènes naturels et d'instrumentation de ces modèles permettant au concepteur de simuler en réalité virtuelle<br />le système multi-modèles à tout moment de la création.<br /><br />Nous appliquons ces idées pour réaliser une animation interactive de la surface de la mer.<br />Le système de réalité virtuelle générant les états de mer doit pouvoir<br />être utilisable par des marins et être crédible aux yeux des océanographes.<br />Le modèle obtenu se nomme IPAS (Interactive Phenomenological Animation of the Sea)<br />et permet l'animation d'un plan d'eau de plusieurs kilomètres carrés.<br />IPAS intègre, d'une part les notions marines<br />de groupe de vagues, de déferlement, de vent synoptique de vent local, de courant et de bathymétrie,<br />d'autre part les notions physiques de conservation de l'action, de stress du vent, de réfraction des vagues de gravités<br />lors des interactions vagues/déferlements/vents/courants/bathymétrie.<br />Les simulations ont lieu en temps réel et ne néces\-sitent aucun pré-calcul.<br /><br />Cette thèse sur la manière de simuler des phénomènes naturels, ouvre de nombreuses perspectives à venir.<br />On pourra, par exemple,<br />\begin(enumerate)<br />\item utiliser le modèle de mer IPAS pour la réalisation d'un environnement virtuel dédié à la sécurité civile (maritime) ou à la pratique de la compétition en voile,<br />\item consolider la validité océanographique d'IPAS et enrichir le modèle en réalisant des expériences virtuelles d'évolution d'états de mer et les comparer avec des résultats théoriques ou expérimentaux,<br />\item prouver son équivalence formelle avec les méthodes numériques classiques de résolution des systèmes d'équations différentielles,<br /> lorsque les entités sont des interactions entre des volumes élémentaires<br /> devant respecter les mêmes lois physiques que celles ayant permis d'établir les équations.<br />\item utiliser la méthode de modélisation pour d'autres phénomènes que la surface de la mer (hydrologie, météorologie, sismologie, biochimie, biologie, pédagogie, sociologie, économie)<br />\end(enumerate)

Les invasions biologiques peuvent provoquer des pertes de biodiversité et ainsi de services écologiques. Cette thèse porte sur l'élaboration d'un modèle d'assemblage de réseau d'interactions, incluant tous les types d'interactions (trophiques et non trophiques), et respectant la conservation de la matière. Ce modèle montre un fort effet des interactions non trophiques sur les processus fonctionnels des écosystèmes (biomasse, production) et une diversité-dépendance des interactions interspécifiques; les mécanismes de la relation diversité-fonctionnement sont ainsi plus complexes dans les réseaux d'interactions que les réseaux trophiques. Le modèle prédit que les introductions d'espèces ont de forts impacts sur les propriétés des écosystèmes, que la résistance aux invasions et la robustesse vis-à-vis des extinctions d'espèces résidentes dues aux invasions augmentent avec la diversité spécifique, et sont maximales pour des interactions non trophiques de force et prévalence intermédiaires.

La représentation des variations spatio-temporelles des fonctions de covariance d'erreur d'ébauche reste un problème majeur dans les algorithmes d'assimilation. Dans cette thèse le diagnostic des variations géographiques des corrélations locales est introduit via le diagnostic de la portée locale. L'estimation de cette portée ainsi que les propriétés de l'estimation sont étudiés en détail. Ce travail utilise des ondelettes sphériques, suivant la formulation introduite par Mike Fisher (ECMWF), pour modéliser les fonctions de corrélation locale "du jour". Il est montré que cette formulation moyenne spatialement les corrélations locales, permettant de réduire le bruit d'échantillonnage. D'autre part, cette formulation ondelette fournit une estimation robuste même pour un petit ensemble. Elle est aussi capable de capturer la dynamique spatio-temporelle des corrélations, ceci est illustré à l'aide de la dynamique des portées locales du jour.