Cette thèse étudie la classification des théories conformes à 2d à l'aide de symétries quantiques de diagrammes. Les fonctions de partition d'un système conforme - l'invariante modulaire ou celles provenant de l'introduction de lignes de défauts - s'expriment en fonction d'un ensemble de coefficients qui forment des nimreps de certaines algèbres. Ces coefficients définissent les diverses structures d'une classe d'algèbres de Hopf, dites faibles, et peuvent être codés par un ensemble de graphes. Le chapitre 1 présente les connaissances actuelles sur ce sujet. Dans le chapitre 2 sont introduites l'algèbre de Hopf faible et ses structures, notamment l'algèbre des symétries quantiques d'Ocneanu, qui joue un rôle important dans l'étude des systèmes conformes à 2d. Nous analysons en détails ces structures pour le diagramme A3 du modèle affin su(2). Le chapitre 3 est dédié à la présentation d'une réalisation de l'algèbre des symétries quantiques d'Ocneanu, construite comme un quotient du carré tensoriel de l'algèbre d'un graphe G (de type ADE pour le modèle affin su(2)). Cette réalisation permet d'obtenir un algorithme simple permettant le calcul des fonctions de partition du modèle conforme associé. Notre construction se prête naturellement à une généralisation aux cas affins su(n), pour n > 2, pour lesquels peu de résultats étaient connus. Dans le chapitre 4, nous traitons explicitement tous les cas du type su(2) ainsi que trois exemples choisis du type su(3).

Nous présentons une étude numérique des propriétés critiques du modèle de Potts bidimensionnel à q états perturbé par un désordre couplé à la densité d'énergie. Le système pur donne lieu à une transition du premier ordre lorsque q>4 alors qu'elle est continue dans le cas contraire. Nous montrons que sous l'effet d'un désordre corrélé dans une direction de l'espace, le régime du premier ordre disparait, laissant place à une transition continue dont la classe d'universalité est la meme pour toute valeur finie de q. Nous étendons l'étude à diverses modulations apériodiques des couplages d'échange permettant le controle de la divergence des fluctuations géométriques. La perturbation adoucit la transition du modèle de Potts q=8 et, pour certaines séquences apériodiques, la transition devient continue. Dans un second temps, nous nous intéressons au cas du désordre homogène. Nous confirmons l'hypothèse d'une transition continue pour toute valeur de q et montrons que le comportement critique est décrit par un point fixe désordonné dépendant du nombre d'états q. Nous observons la compatibilité de nos estimations numériques avec les expressions des profils et des fonctions de corrélation prédites par l'invariance conforme. Nous mettons à profit cette observation pour donner des estimations précises des exposants critiques associés aux quantités moyennes et à leurs moments. Les résultats sont indépendants de la distribution de désordre et sont compatibles avec les développements perturbatifs au voisinage de q=2. Ils excluent notamment la possibilité d'une brisure spontanée de la symétrie des répliques. Enfin, nous présentons des résultats préliminaires concernant le modèle de Potts q=4 dilué en dimension d=3. Le système pur donne lieu à une transition du premier ordre fortement marquée. A fortes dilutions, nous présentons quelques arguments en faveur de l'existence d'un régime de second ordre et donc d'un point tricritique.

A travers cette thèse, nous envisageons de distinguer expérimentalement les différents stades intervenant dans le micro-développement de la fatigue à travers le concept de criticalité auto-organisée (SOC). Nous démontrons que le processus d'endommagement par fatigue appartient à cette classe de systèmes et la théorie de la SOC est utilisée pour construire des indicateurs du régime dissipatif du matériau. Ces indicateurs sont construits à partir de l'étude de la structure statistique multi-échelle des signaux acoustiques intermittents générés par le chargement cyclique d'une éprouvette. L'originalité de la démarche tient dans l'interprétation des statistiques à travers le cadre de la SOC qui permet la comparaison avec de nombreux phénomènes naturels. Cette thèse a permis de révéler différents régimes dissipatifs dans la fatigue des alliages à mémoire de formes au moyen d'enregistrements acoustiques et de montrer que chacun de ces régimes est décrit par une structure temps-énergie spécifique illustrée à travers le concept de SOC et les distributions en loi puissance associées. Enfin, une analyse multi-échelle est menée pour souligner qu'une même dynamique critique peut s'appliquer de l'échelle des tremblements de terre à l'échelle microscopique d'une éprouvette.

<p>This thesis consists of four papers, all concerning random iteration of isometries. The papers are:</p><p>I. Ambroladze A, Ådahl M, Random iteration of isometries in unbounded metric spaces. Nonlinearity 16 (2003) 1107-1117.</p><p>II. Ådahl M, Random iteration of isometries controlled by a Markov chain. Manuscript.</p><p>III. Ådahl M, Melbourne I, Nicol M, Random iteration of Euclidean isometries. Nonlinearity 16 (2003) 977-987.</p><p>IV. Johansson A, Ådahl M, Recurrence of a perturbed random walk and an iterated function system depending on a parameter. Manuscript.</p><p>In the first paper we consider an iterated function system consisting of isometries on an unbounded metric space. Under suitable conditions it is proved that the random orbit {<i>Z</i>n} ^∞_n=0, of the iterations corresponding to an initial point Z₀, “escapes to infinity" in the sense that <i>P</i>(<i>Z</i>n Є <i>K)</i> → 0, as <i>n</i> → ∞ for every bounded set <i>K</i>. As an application we prove the corresponding result in the Euclidean and hyperbolic spaces under the condition that the isometries do not have a common fixed point.</p><p>In the second paper we let a Markov chain control the random orbit of an iterated function system of isometries on an unbounded metric space. We prove under necessary conditions that the random orbit \escapes to infinity" and we also give a simple geometric description of these conditions in the Euclidean and hyperbolic spaces. The results generalises the results of Paper I.</p><p>In the third paper we consider the statistical behaviour of the reversed random orbit corresponding to an iterated function system consisting of a finite number of Euclidean isometries of <b>R</b>n. We give a new proof of the central limit theorem and weak invariance principles, and we obtain the law of the iterated logarithm. Our results generalise immediately to Markov chains. Our proofs are based on dynamical systems theory rather than a purely probabilistic approach.</p><p>In the fourth paper we obtain a suficient condition for the recurrence of a perturbed (one-sided) random walk on the real line. We apply this result to the study of an iterated function system depending on a parameter and defined on the open unit disk in the complex plane. </p>

Lorsqu'un gaz bosonique ultrafroid est fortement confiné selon une direction de l'espace, les degrés de liberté correspondants sont « gelés » et le gaz devient effectivement bidimensionnel. Le sujet principal de ce manuscrit de thèse est la production de ces gaz quasi-bidimensionnels avec un nouveau dispositif expérimental ainsi que leur étude subséquente. Le manuscrit se divise en deux parties dont la première est consacrée à la description du dispositif expérimental et des techniques qui nous permettent la production des gaz de Bose ultrafroids. Le cas particulier de la production (pour laquelle on se sert d'une lame de phase holographique) et l'étude des gaz de Bose quasi-bidimensionnels est discuté en détail dans la deuxième partie. Le but original des expériences décrites ici était de mesurer l'équation d'état du gaz de Bose quasi-bidimensionnel. Il s'est avéré que la méthode de l'imagerie par absorption, appliquée sur un tel gaz, donne naissance à des effets inattendus. Nous donnons une caractérisation détaillée ainsi que des éléments d'explication possibles de ces effets.

Switched electronic systems are used in a huge number of everyday domestic and industrial utilities: liquid crystal displays, home appliances, lighting, personal computers, power plants, transportation vehicles and so on. Efficient operations of all such applications depend on the essential "hidden work" done by switched electronic systems, whose behavior is determined by a suitable interconnection and control of analog and digital devices. As a motivation of this work, we consider the DC-DC power converters. This thesis contributes to provide hybrid and nonlinear control problem solutions to several types of power converters. In the first part we are interested in the problem of voltage regulation of power converters operating in discontinuous conducting mode. Two power converters are considered: the boost converter and the buck-boost converter. The system does not admit a (continuous--time) average model approximation, hence is a hybrid system where the control objective is the generation of a periodic orbit and the actuator commands are switching times. Our main contribution is a simple robust algorithm that gives explicit formulas for the switching times without approximations. Simulation and experimental results that illustrate the robustness of the scheme to parameter uncertainty, as well as performance comparisons with current practice, are presented. In the second part a class of power converters that can be globally stabilized with an output-feedback PI controller has been identified. Moreover, we will prove that the I&I observer can be combined with the PI controller preserving the GAS properties of the closed-loop. The class is characterized by a simple linear matrix inequality. The new controller is illustrated with the widely-popular, and difficult to control, single-ended primary inductor converter, for which simulation and experimental results are presented.

This thesis consists of four papers, all concerning random iteration of isometries. The papers are: I. Ambroladze A, Ådahl M, Random iteration of isometries in unbounded metric spaces. Nonlinearity 16 (2003) 1107-1117. II. Ådahl M, Random iteration of isometries controlled by a Markov chain. Manuscript. III. Ådahl M, Melbourne I, Nicol M, Random iteration of Euclidean isometries. Nonlinearity 16 (2003) 977-987. IV. Johansson A, Ådahl M, Recurrence of a perturbed random walk and an iterated function system depending on a parameter. Manuscript. In the first paper we consider an iterated function system consisting of isometries on an unbounded metric space. Under suitable conditions it is proved that the random orbit {Zn} ∞n=0, of the iterations corresponding to an initial point Z0, “escapes to infinity" in the sense that P(Zn Є K) → 0, as n → ∞ for every bounded set K. As an application we prove the corresponding result in the Euclidean and hyperbolic spaces under the condition that the isometries do not have a common fixed point. In the second paper we let a Markov chain control the random orbit of an iterated function system of isometries on an unbounded metric space. We prove under necessary conditions that the random orbit \escapes to infinity" and we also give a simple geometric description of these conditions in the Euclidean and hyperbolic spaces. The results generalises the results of Paper I. In the third paper we consider the statistical behaviour of the reversed random orbit corresponding to an iterated function system consisting of a finite number of Euclidean isometries of <b>R</b>n. We give a new proof of the central limit theorem and weak invariance principles, and we obtain the law of the iterated logarithm. Our results generalise immediately to Markov chains. Our proofs are based on dynamical systems theory rather than a purely probabilistic approach. In the fourth paper we obtain a suficient condition for the recurrence of a perturbed (one-sided) random walk on the real line. We apply this result to the study of an iterated function system depending on a parameter and defined on the open unit disk in the complex plane.

This thesis investigates a technique to estimate the risk of the mean-variance (MV) portfolio optimization problem. We call this technique the Scaling technique. It provides a better estimator of the risk of the MV optimal portfolio. We obtain this result for a general estimator of the covariance matrix of the returns which includes the correlated sampling case as well as the independent sampling case and the exponentially weighted moving average case. This gave rise to the paper, [CMcS]. Our result concerning the Scaling technique relies on the moments of the inverse of compound Wishart matrices. This is an open problem in the theory of random matrices. We actually tackle a much more general setup, where we consider any random matrix provided that its distribution has an appropriate invariance property (orthogonal or unitary) under an appropriate action (by conjugation, or by a left-right action). Our approach is based on Weingarten calculus. As an interesting byproduct of our study - and as a preliminary to the solution of our problem of computing the moments of the inverse of a compound Wishart random matrix, we obtain explicit moment formulas for the pseudo-inverse of Ginibre random matrices. These results are also given in the paper, [CMS]. Using the moments of the inverse of compound Wishart matrices, we obtain asymptotically unbiased estimators of the risk and the weights of the MV portfolio. Finally, we have some numerical results which are part of our future work.

L'utilisation des convertisseurs de puissance pour des applications de la vie quotidienne devient de plus en plus importante. Les applications technologiques actuelles demandent simultanément un haut niveau de précision et de performance, ainsi les convertisseurs DC-DC ont un rôle très important dans les systèmes nécessitant la conversion et l'adaptation du niveau d'énergie. Nous nous intéressons dans le cadre des travaux de cette thèse à une analyse des approches de modélisation et de synthèse de loi de commande permettant d'assurer la stabilité et un certain niveau de performances dans l'ensemble du domaine de fonctionnement défini par un cahier des charges tout en prenant en compte la problématique de leur application dans un environnement industriel. L'objectif de nos travaux de recherche est donc de proposer des lois de commandes dont la synthèse est fondée sur une approche formalisé {modélisation + commande} en vue d'obtenir des lois de commande adaptées au point de fonctionnement. Les principes exploités sont fondés sur la commande et l'observation par modes glissants d'une part, et sur la théorie de passivité pour la synthèse des lois de commande, complétées par un couple {observateur d'état + estimateur de charge} dont la synthèse est fondée sur l'exploitation des principes d'immersion et invariance, d'autre part. Le souci de la validation expérimentale et de l'implantation des structures de commande avec du matériel disponible industriellement a été en permanence un fil conducteur. Pour démontrer l'efficacité des méthodes proposées, leur application expérimentale a été effectuée sur un convertisseur de type SEPIC. Ce convertisseur présente plusieurs avantages par rapport à autres convertisseurs. Cependant, il reste peu exploité, en dépit de ces avantages, en raison des difficultés pour obtenir des lois commande performantes permettant la stabilisation de sa tension de sortie dans tout l'ensemble du domaine de fonctionnement.

In this thesis, the performance of four state-of-the-art feature detectors along with SIFT and SURF descriptors in matching object features of mid-wave infrared, long-wave infrared and visual-band images is evaluated across viewpoints and changing distance conditions. The utilized feature detectors are Scale Invariant Feature Transform (SIFT), multiscale Harris-Laplace, multiscale Hessian-Laplace and Speeded Up Robust Features (SURF) detectors, all of which are invariant to image scale and rotation. Features on different blackbodies, human face and vehicle images are extracted and performance of reliable matching is explored between different views of these objects each in their own category. All of these feature detectors provide good matching performance results in infrared-band images compared with visual-band images. The comparison of matching performance for mid-wave and long-wave infrared images is also explored in this study and it is observed that long-wave infrared images provide good matching performance for objects at lower temperatures, whereas mid-wave infrared-band images provide good matching performance for objects at higher temperatures. The matching performance of SURF detector and descriptor for human face images in long-wave infrared-band is found to be outperforming than other detectors and descriptors.