L’étude d’un sillage dynamique symétrique associé à un sillage asymétrique d’un scalaire passif est décrite ici. Deux plaques d’aluminium sont placées parallèlement dans une soufflerie. Un fluide composé d’eau et de méthanol est pompé dans ces plaques pour en chauffer une et refroidir l’autre. Un différentiel de température égal par rapport à la température de l’écoulement est alors obtenu à l’arrière de chacune d’elles. L’ensemble des quantités dynamiques et thermiques sont mesurées à l’aide de thermistances, de sondes à fils chauds croisés et à filfroid. Ces mesures sont effectuées au bord de fuite des plaques et jusqu’à 1.2 mètre en aval de celles-ci. La transition du sillage vers son état autosimilaire est alors observée et l’ensemble des termes du bilan de l’énergie cinétique turbulente et du bilan de la demi-variance des fluctuations de température sont calculés et analysés. L’évolution longitudinale des paramètres caractéristiques du sillage dynamique indique que ce dernier n’atteint pas son état autosimilaire, même à la dernière station de mesure. Le sillage thermique montre de nombreux signes d’autosimilarité, mais sa dépendance au sillage dynamique nous empêche de conclure sur son état. Toutefois, la fusion complète des deux sillages dynamiques à une distance de 1.2m laisse penser que la zone d’autosimilarité est presque atteinte. Concernant les deux bilans étudiés ici, le terme de production domine dans la région de cisaillement classique du sillage et balance le terme de dissipation. Une concordance satisfaisante est observée entre nos résultats et ceux provenant de la littérature. Pour poursuivre l’étude de ce type de sillage et observer la zone d’autosimilarité, il est envisageable de réduire la vitesse de l’écoulement et/ou la distance entre les deux plaques parallèles.

Malgré le succès apparent du modèle standard (SM), il semble évident que ce dernier soit incomplet. La supersymétrie, qui associe à chaque fermion connu un partenaire bosonique (et vice-versa), résout d’une façon élégante différents problèmes inhérents au SM et semble être le meilleur candidat pour la physique à l’échelle du TeV. Si la supersymétrie s’avère être une description adéquate de la nature, elle doit être spontanément brisée afin d’expliquer le fait qu’aucun superpartenaire n’a été découvert. Toutefois, la phénoménologie est a priori impossible à respecter si la brisure provient directement du modèle standard supersymétrique minimal (MSSM). Ceci nécessite donc l’introduction d’un secteur caché faiblement couplé avec le MSSM, dans lequel la supersymétrie y est d’abord brisée, puis transmise au MSSM. Dans cet ouvrage, on analyse le mécanisme de transmission de la brisure de supersymétrie dans le contexte de la médiation de jauge générale (GGM) appliquée au couplage direct renormalisable le plus général possible pour des superchamps chiraux. Ceci permet d’exprimer les corrections au secteur visible en terme de fonctions de corrélation d’opérateurs du secteur caché. Ces dernières sont ensuite exprimées comme une somme de valeurs moyennes d’opérateurs locaux grâce au formalisme du développement en série d’opérateurs (OPE). La forme des OPEs, étant grandement contrainte par le fait que le secteur caché développe une symétrie superconforme dans l’UV, permet d’obtenir des conclusions intéressantes du point de vue phénoménologique et permet de faciliter la construction de modèles. / Despite the apparent success of the standard model (SM), it seems obvious the latter is incomplete. Supersymmetry, which associates to each known fermion a bosonic partner (and vice-versa), solves multiple inherent SM problems in an elegant fashion. It thus appears to be the best candidate for TeV physics. If supersymmetry is to be an adequate description of nature, it must be spontaneously broken to explain the fact that no superpartner has yet been discovered. However, the phenomenology is impossible to respect if the breaking comes directly from the minimal supersymmetric standard model (MSSM). A hidden sector weakly coupled with the MSSM, in which supersymmetry is broken then transmitted to the MSSM, is thus required. In this master’s thesis, we analyze the transmission mechanism of supersymmetry breaking in the context of general gauge mediation (GGM). We analyze the most general renormalizable direct couplings for chiral superfields. This allows to express visible-sector corrections in terms of hidden-sector correlation functions, which are then expressed by their operator product expansion (OPE). The fact that the hidden sector develops a superconformal symmetry in the UV gives powerful constraints on the structure and coefficients of the OPE. Therefore, the method is useful to obtain phenomenological results and could be used to develop models in a systematic way.

Pendant les deux dernières décennies l'idée d'une nature holographique de la gravité a pris forme à travers la correspondance AdS/CFT, aussi connue sous le nom de dualité jauge/gravité. CFT correspond à « conformal field theory », théorie conforme des champs, et dans la dualité il s'agit d'une théorie de jauge dans la limite de grand N 1. AdS représente l'espace d'anti-de Sitter, une solution maximalement symétrique des équations d'Einstein avec une constante cosmologique négative, et correspond au côté gravitationnel de la dualité. Dans certaines limites, des théories sur AdS avec de la gravité en d+1 dimensions peuvent être associées à des CFTs sans gravité en d dimensions, d'où le nom « dualité ». Cette dualité est aussi dite « holographique » par analogie avec le concept optique homonyme qui indique la possibilité de générer une image tridimensionnelle comme la projection d'un écran ou d'un film bidimensionnel. Le terme holographie vient des mots grecs holos, « en entier », et graphe, « écriture. Une telle projection, malgré le fait que l'information est stockée en 2 dimensions, contiendrait toute l'information pour reconstruire l'image tridimensionnelle. Dans la dualité jauge/gravité, la théorie de jauge se comporte comme un film d-dimensionnel qui contient la même information que l'image gravitationnelle (d+1)-dimensionnelle. Cette dualité relie la théorie gravitationnelle à la théorie quantique de champs (TQC) dual à travers des conditions aux limites sur des champs qui vivent dans AdS. Dans ce sens-là, la théorie de jauge peut être considérée comme définie sur le bord d'AdS, ce qui renforce l'analogie optique et, pour cela, la dualité est aussi connue comme la correspondance « bulk/boundary » ou « intérieur/bord ». Une de ses principales propriétés est l'association d'une TQC fortement couplée à une théorie gravitationnelle faiblement couplée et vice-versa. Pour cette raison, dans cette thèse j'utilise un intérieur faiblement couplé pour explorer et identifier des propriétés non-perturbatives de TQCs dans la limite de couplage fort. Cette thèse explore l'holographie à température nulle et finie. Nos objets d'intérêt sont des TQCs générées par la brisure de l'invariance d'échelle de CFTs et qui peuvent être étudiées à travers le groupe de renormalisation (GR). Le profil des champs au long de la dimension supplémentaire à l'intérieur est dual à des flots du GR sur la TQC vivant sur le bord, car la dimension supplémentaire est en correspondance avec l'échelle d'énergie. La correspondance va plus loin en identifiant les champs de l'intérieur comme duaux aux couplages renormalisés de la TQC, ce qui mène au concept du GR holographique. Avec le GR holographique, dans cette thèse je vais explorer des comportements qui sont d'une nature intrinsèquement non-perturbatifs du point de vue de la QFT. Les principaux résultats sont les suivants. A température nulle, pour un seul couplage, nous avons classifié toutes les solutions de notre système et identifié trois types de flots exotiques correspondant à des solutions qui inversent leur direction au long du flot, d'autres qui sautent des points fixes et des flots qui interpolent entre des minima du potentiel. Ces résultats ont été généralisés à plusieurs couplages à température nulle. Je présente également la relation entre la fonction principale de Hamilton et la nature du champ de vitesses des couplages: gradient ou non. À température finie nous avons considéré un seul couplage et exploré la thermodynamique des trois types de solutions exotiques mentionnées ci-dessus. Nous avons identifié une transition de phase entre des solutions qui sautent et qui ne sautent pas des points fixes, une discontinuité de l'énergie libre pour un potentiel admettant des solutions qui inversent le sens du flot à température nulle et la non-existence de solutions à température finie associées à un flot entre minima pour un potentiel qui admet une telle solution à température nulle. / Over the past twenty years the idea that gravity is holographic has become progressively concrete, materialised through the AdS/CFT correspondence, also known as the gauge/gravity duality. CFT stands for conformal field theory and in the correspondence it is a gauge-theory in the large N limit1. AdS stands for anti-de Sitter space-time, a maximally symmetric solution of Einstein’s equations with negative cosmological constant, it corresponds to the gravitational side of the duality. In some limits, theories on AdS with gravity in d + 1 dimensions can be mapped to CFTs without gravity in d dimensions and vice-versa, hence the name “duality”. Another term for the gauge/gravity duality is holographic duality. The term holography comes from the Greek words holos, “whole”, and graphe, “writing” or “drawing”. In physics, the term holography originates in optics, referring to the possibility of generating a 3-dimensional image as a projection from a bi- dimensional screen or film. In such a projection, despite of the fact that the film has one spatial dimension less than the projection, the film would contain all the information to recover the three-dimensional image. In the gauge/gravity duality, the gauge-theory behaves as a d-dimensional film which contains the same information as the (d + 1)-dimensional gravitational image. This analogy is reinforced by the fact that the duality relates the gravitational theory to the dual resulting quantum field theory (QFT) via boundary conditions of the fields living in the AdS bulk. In this sense, the gauge theory can be thought of as living at the boundary of AdS and the duality is also know as the bulk/boundary correspondence. One of the most important features of the correspondence is the mapping of a strongly coupled QFT into a weakly coupled gravitational theory and vice-versa. For this reason, in this thesis I will use a weakly coupled bulk theory to explore and identify non-perturbative features of QFT in the strong coupling regime. This thesis explores holography at zero and finite temperature. Our main concern are the CFTs in which scale invariance is either spontaneously or explicitly broken and the resulting QFT can be studied via the renormalisation group (RG). The profile of fields along the extra-dimension in the bulk is dual to renormalisation group flows in the QFT side (boundary), as the extra-dimension can be mapped to an energy scale. The mapping goes further by identifying bulk fields as dual to QFT running couplings, leading to the so-called holographic renormalisation group. With the holographic RG in what follows I will explore behaviours that are of an intrinsically non-perturbative nature from the QFT standpoint. The main results are as follows. At zero temperature, for a single coupling, we classified all possible solutions in our setup and identified three kinds of exotic flows corresponding to solutions reversing direction along the flow (bounces), flows skipping fixed points and solutions interpolating between minima of the potential. These results are generalised to many couplings at zero temperature. I also present a complete map between forms of the Hamilton's principal function and the gradient or non-gradient nature of the solutions. At finite temperature we considered a single coupling setup and explored the thermodynamics of the three kinds of above-mentioned exotic flows. We identified a phase transition between skipping and non-skipping solutions, a discontinuous free energy for a bouncing potential and the non-existence of a finite-temperature solutions for a chosen potential admitting a minimum-to-minimum solution.

Cette thèse porte sur le problème de la Matière Noire astrophysique et cosmologique.<br /><br />Dans les quatre premiers chapitres sont exposés succinctement le Modèle Standard Cosmologique, les observations démontrant la présence d'énergie et de matière noires, les modèles de matière noire les plus étudies, et diferents modèles cosmologiques ou astrophysiques reposant sur des champs scalaires. Dans les trois chapitres suivants est détaillé un modèle de matière noire bosonique basé sur l'existence d'un champ scalaire complexe et chargé dans U(1). Nous verrons que couple a un potentiel quadratique, un tel champ est susceptible d'expliquer les courbes de rotation des galaxies, tout en conservant depuis la recombinaison un comportement cosmologique de matière. Nous nous intéresserons ensuite au cas du potentiel quartique, et nous montrerons d'une part que son comportement cosmologique est lui aussi relativement bon, et d'autre part qu'il explique bien les courbes de rotation des galaxies spirales de petite taille, si problématiques pour de nombreux modèles de matière noire.

La quantité de données disponibles n'a jamais été aussi grande. Se poser les bonnes questions, c'est-à-dire des questions qui soient à la fois pertinentes et dont la réponse est accessible est difficile. L'analyse topologique de données tente de contourner le problème en ne posant pas une question trop précise mais en recherchant une structure sous-jacente aux données. Une telle structure est intéressante en soi mais elle peut également guider le questionnement de l'analyste et le diriger vers des questions pertinentes. Un des outils les plus utilisés dans ce domaine est l'homologie persistante. Analysant les données à toutes les échelles simultanément, la persistance permet d'éviter le choix d'une échelle particulière. De plus, ses propriétés de stabilité fournissent une manière naturelle pour passer de données discrètes à des objets continus. Cependant, l'homologie persistante se heurte à deux obstacles. Sa construction se heurte généralement à une trop large taille des structures de données pour le travail en grandes dimensions et sa robustesse ne s'étend pas au bruit aberrant, c'est-à-dire à la présence de points non corrélés avec la structure sous-jacente.Dans cette thèse, je pars de ces deux constatations et m'applique tout d'abord à rendre le calcul de l'homologie persistante robuste au bruit aberrant par l'utilisation de la distance à la mesure. Utilisant une approximation du calcul de l'homologie persistante pour la distance à la mesure, je fournis un algorithme complet permettant d'utiliser l'homologie persistante pour l'analyse topologique de données de petite dimension intrinsèque mais pouvant être plongées dans des espaces de grande dimension. Précédemment, l'homologie persistante a également été utilisée pour analyser des champs scalaires. Ici encore, le problème du bruit aberrant limitait son utilisation et je propose une méthode dérivée de l'utilisation de la distance à la mesure afin d'obtenir une robustesse au bruit aberrant. Cela passe par l'introduction de nouvelles conditions de bruit et l'utilisation d'un nouvel opérateur de régression. Ces deux objets font l'objet d'une étude spécifique. Le travail réalisé au cours de cette thèse permet maintenant d'utiliser l'homologie persistante dans des cas d'applications réelles en grandes dimensions, que ce soit pour l'inférence topologique ou l'analyse de champs scalaires. / Massive amounts of data are now available for study. Asking questions that are both relevant and possible to answer is a difficult task. One can look for something different than the answer to a precise question. Topological data analysis looks for structure in point cloud data, which can be informative by itself but can also provide directions for further questioning. A common challenge faced in this area is the choice of the right scale at which to process the data.One widely used tool in this domain is persistent homology. By processing the data at all scales, it does not rely on a particular choice of scale. Moreover, its stability properties provide a natural way to go from discrete data to an underlying continuous structure. Finally, it can be combined with other tools, like the distance to a measure, which allows to handle noise that are unbounded. The main caveat of this approach is its high complexity.In this thesis, we will introduce topological data analysis and persistent homology, then show how to use approximation to reduce the computational complexity. We provide an approximation scheme to the distance to a measure and a sparsifying method of weighted Vietoris-Rips complexes in order to approximate persistence diagrams with practical complexity. We detail the specific properties of these constructions.Persistent homology was previously shown to be of use for scalar field analysis. We provide a way to combine it with the distance to a measure in order to handle a wider class of noise, especially data with unbounded errors. Finally, we discuss interesting opportunities opened by these results to study data where parts are missing or erroneous.