Mon projet de thèse a eu pour objectif l'étude des propriétés magnétiques de condensats de Bose-Einstein d'atomes de Sodium confinés dans un piège optique. Dans la première partie, nous présentons le dispositif expérimental et le protocole suivi pour la production tout-optique de condensats. La première étape consiste dans le chargement d'un piège dipolaire croisé désaccordé vers le rouge à partir d'atomes pré-refroidis dans un piège magnéto-optique. La deuxième étape est le refroidissement évaporatif dans un piège dipolaire composite, combinaison du piège dipolaire croisé avec un faisceau fortement focalisé. Nous sommes ainsi capables de réaliser des condensats de Bose-Einstein quasi-purs contenant environ 3000 atomes. Dans la deuxième partie, nous nous intéressons aux propriétés magnétiques qui découlent de la présence de trois espèces de spin simultanément piégées. Nous présentons des méthodes de contrôle de la magnétisation des nuages ultra-froids, ainsi que des procédures de diagnostic de la composition de spin. Nous utilisons ces échantillons pour explorer le diagramme de phase à basse température, en fonction de la magnétisation et du champ magnétique. Nous montrons l'accord satisfaisant de ces résultats expérimentaux avec une théorie de champ champ moyen dans l'approximation de mode commun. Enfin, nous observons des fluctuations anormales des populations à bas champ et basse magnétisation. On les relie à des fluctuations collectives tendant à restaurer la symmétrie de spin, qui disparaissent à la limite thermodynamique mais sont présentes dans nos échantillons de taille finie.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

E système Mo-Ni-Re est un sous-système majeur des superalliages à base de Ni conçus pour une utilisation dans les applications à haute température. Compte tenu des contradictions entre les informations publiées antérieurement, cette étude a été consacrée à la détermination expérimentale complète des équilibres entre phases dans le système Mo-Ni-Re, à la caractérisation structurale des phases intermétalliques et à la modélisation thermodynamique du système à l'aide de la méthode CALPHAD. L'étude expérimentale des équilibres entre phases a été effectuée en utilisant des alliages à l'équilibre, et les diagrammes de phases du système Ni-Re et Mo-Ni-Re (à 1200°C et à 1600°C) ont été proposées. En comparaison avec les études précédentes, le diagramme de phases Ni-Re déterminé au cours de ce travail a montré des différences significatives en termes de domaines d'homogénéité, des domaines de cristallisation et de température de réaction péritectique. La coupe isotherme à 1200°C du système Mo-Ni-Re proposée lors de cette étude a montré l'extension importante de la phase σ du système binaire Mo-Re et de la phase δ du système Mo-Ni dans le diagramme ternaire. En outre, la présence de deux phases ternaires jusque-là inconnues a également été observée. La coupe isotherme du système Mo-Ni-Re à 1600°C a également montré une grande extension de la phase σ dans le diagramme ternaire tandis que l'extension de la phase χ du système Mo-Re dans les deux coupes isothermes est limitée à un étroit domaine de composition. Les phases ternaires observées dans la coupe isotherme à 1200°C ne sont pas présentes dans la coupe isotherme à 1600°C. D'autre part, les études partielles des domaines de composition des phases dans les systèmes binaires Mo-Ni et Mo-Re ainsi que la détermination de la projection du liquidus du système Mo-Ni-Re ont également été effectuées. La projection du liquidus du système Mo-Ni-Re proposée lors de la présente étude a également montré des champs de cristallisation primaire de la phase σ de système Mo-Re et la solution solide de Re dans la région ternaire qui sont largement étendus. Puisque la coupe isotherme du système Mo-Ni-Re a montré un domaine d'homogénéité de la phase σ très étendu, la caractérisation structurale de la phase σ du système ternaire Mo-Ni-Re a été effectuée en mettant l'accent sur la détermination de l'occupation des sites en fonction de la composition par affinement de Rietveld combiné des données de diffraction des rayons X et des neutrons. Les résultats expérimentaux recueillis au cours de cette étude ainsi que les informations disponibles dans la littérature ont été utilisés comme données d'entrée pour la modélisation thermodynamique du système Mo-Ni-Re. La description thermodynamique du système Mo-Re a été prise de la littérature tandis que les optimisations thermodynamiques des systèmes Mo-Ni, Ni-Re et Mo-Ni-Re ont été effectuées au cours de ce travail avec la méthode CALHAD.Mots-clés: Mo-Ni, Mo-Re, Ni-Re, Mo-Ni-Re; diagramme de phases; coupe isotherme; caractérisation structurale; modélisation thermodynamique; méthode CALPHAD / The Mo-Ni-Re system is one of the important subsystems of the Ni based superalloys engineered for use in high temperature applications. Considering the contradictions among previously reported information, the present study was devoted to the complete experimental determination of the phase equilibria in the Mo-Ni-Re system, structural characterization of its intermetallic phases and thermodynamic modeling of the system with the help of the CALPHAD method. The experimental investigation of phase equilibria was carried out with the help of equilibrated alloys and phase diagrams of the Ni-Re and Mo-Ni-Re system (at 1200°C and 1600°C) were proposed. In comparison with previous investigations, the Ni-Re phase diagram determined during the present study showed significant difference in terms of homogeneity domains, freezing ranges and peritectic reaction temperature. The 1200°C isothermal section of the Mo-Ni-Re system proposed during the present study showed large extension of the Mo-Re σ phase and Mo-Ni δ phase in the ternary region. In addition, presence of two previously unknown ternary phases was also observed. The isothermal section of the Mo-Ni-Re system at 1600°C also showed large extension of σ phase in the ternary region whereas extension of the Mo-Re χ phase in both isothermal sections was restricted to narrow composition range. The presence of the ternary phases observed in the 1200°C isothermal was not evidenced in 1600°C isothermal section. On the other hand, partial investigations of phase boundaries in the Mo-Ni and Mo-Re binary systems and determination of liquidus projection of the Mo-Ni-Re system was also carried out. The liquidus projection of the Mo-Ni-Re system proposed during present study also showed largely extended primary crystallization fields of the Mo-Re σ phase and Re solid solution in the ternary region. Since isothermal sections of the Mo-Ni-Re system showed largely extended homogeneity domain of σ, structural characterization of the Mo-Ni-Re σ with particular emphasis on determination of site occupancy trends as a function of composition was carried out by combined Rietveld refinement of the X-ray and neutron diffraction data. The experimental results gathered during the present study along with the information available in the literature were used as input for thermodynamic modeling of the Mo-Ni-Re system. The thermodynamic description of the Mo-Re system was taken from literature whereas thermodynamic modeling of the Mo-Ni, Ni-Re and Mo-Ni-Re system was carried out during the present study with the help of the CALHAD method.Keywords: Mo-Ni; Mo-Re; Ni-Re; Mo-Ni-Re; phase diagram; isothermal section; structural characterization; thermodynamic modeling; CALPHAD method

L’étude menée sur le système Mo-Pt-Si vise à contribuer à la connaissance d’alliages métalliques complexes destinés à des applications à hautes températures rencontrées dans les industries aéronautiques ou verrières. Sa description d’un point de vue thermodynamique est rendu difficile par son caractère réfractaire lié à la présence du molybdène d’une part et à sa complexité due au nombre élevé de ses constituants (3 éléments) d’autre part. Seule une approche du problème par une modélisation thermodynamique de type CALPHAD permet d’aboutir à un résultat significatif. Comme l’impose l’établissement d’une modélisation d’un système ternaire, à savoir l’étude préalable des trois bordures binaires, le premier volet de ce travail a été consacré à l’étude des systèmes Pt-Si, Mo-Pt et Mo-Si. Parallèlement au travail d’optimisation, des mesures expérimentales réalisées dans le cadre de cette étude (radiocristallographie, analyse thermique, microsonde,….) ont permis de déterminer les équilibres entre phases, les enthalpies de formation des différents composés intermétalliques ainsi que les mécanismes structuraux responsables des grands domaines de stabilité observés pour certaines phases. La première approche du système ternaire Mo-Pt-Si, obtenue à partir de la banque de données intégrant les optimisations binaires, a permis de cibler et interpréter des expériences de contrôles des équilibres entre phases en condition isotherme et anisotherme. Un nouveau siliciure ternaire a ainsi été découvert et pris en compte dans le calcul. Enfin, à travers de nombreux exemples nous montrons la cohérence de la modélisation avec l’ensemble des données expérimentales. / The study on the Mo-Pt-Si system contributes to the knowledge of complex metal alloy, which are intended for applications at high temperatures in the aerospace or glass industries. Its thermodynamic description is difficult because its refractory character related to the presence of the molybdenum and to its complexity due to the high number of the constituents (3 elements). Only an approach of problem by a modelling thermodynamics of CALPHAD type gives to a significant result. As imposes the establishment of a modelling of a ternary system by the study of three binary borders, the first part of this work was devoted to the study of Pt-Si, Mo-Pt and Mo-Si systems. Along with the optimization, an experimental measurements used in this study (X-ray, thermal analysis, microprobe,….) allowed to determine the equilibria phases, the enthalpies of formation of the various intermetallic compounds as well as the structural mechanisms responsible for large domains of stability observed for some phases. The first approach of the Mo-Pt-Si ternary system obtained from the database including the binary optimisations, allowed to interpret the experiments of controls of equilibria phases in isotherm and anisotherm conditions. A new ternary silicide was discovered and took into account in calculation. Finally, through many examples we show the agreement of the modelling with all experimental data.

L'énergie nucléaire constitue aujourd'hui une partie importante de la production d'électricité dans le monde, notamment en France. Dans les réacteurs nucléaires, le combustible le plus utilisé est le dioxyde d'uranium. Dans cette thèse, nous nous intéressons plus particulièrement aux modifications de la structure cristalline du combustible irradié liées à l'augmentation de son taux de combustion. Nous avons confirmé que, pour des conditions proches du combustible irradié, une lacune de miscibilité existe dans le ternaire U-Nd-O. Comme (U,Nd)O2 est un matériau modèle du combustible, nous avons recherché l'existence d'une lacune de miscibilité pour le combustible irradié, qui serait alors considéré comme un point dans un pseudo diagramme de phases. Des mesures par diffraction des rayons X sur combustible irradié ont donné des résultats cohérents avec cette hypothèse. Fort de ce résultat nous proposons une nouvelle interprétation de l'évolution de la microstructure du combustible irradié en fonction du taux de combustion qui s'appuie sur l'existence de cette lacune de miscibilité. / The nuclear energy represents today an important fraction of electricity production in the world and especially in France. The most used nuclear fuel today is the uranium dioxide UO2. In this thesis, we have studied the crystallographic structure evolution of this material related to the increase of its burn-up.We have confirmed that, under conditions similar of those of irradiated nuclear fuel, a miscibility gap exists in the (U1-yNdy)O2 system. As (U1-yNdy)O2 system can be considered as a model of the fuel, we have search for the existence of a miscibility gap in the irradiated fuel, which would be considered as a ternary pseudo diagram de phases. XRD measurements of theses system give us results consistent with this hypothesis.Based on this evidence, we propose a new interpretation of the microstructure evolution of the irradiated fuel as a function of the burn-up.

Cette thèse concerne l'étude du diagramme de phase du fer en conditions extrêmes de pression et température. La Terre possède un noyau interne solide et un noyau externe liquide, qui sont principalement composés de fer. Une détermination fiable de la température de fusion du fer à 330 GPa, pression au-delà de laquelle le noyau terrestre est solide, permet de contraindre la température du noyau, ce qui est essentiel pour comprendre la dynamique terrestre. Le diagramme de phase du fer a été étudié jusqu'à 200 GPa en cellule à enclumes de diamant chauffée par laser utilisant la diffraction par rayon X comme diagnostic de l¿apparition de la fusion. Les températures obtenues sont en accord avec celles mesurées par compression dynamique, aux incertitudes expérimentales près, et sont plus élevées que celles obtenues lors de précédentes expériences statiques utilisant un critère de fusion différent. L'appareil, les méthodes et la métrologie utilisés pour les expériences en cellule à enclume de diamant chauffée par laser sont présentées ainsi que les problèmes rencontrés dans les expériences statiques à de telles conditions extrêmes. La possibilité d'utiliser le signal de diffraction des rayons X du joint en Re à des fins d'étalonnage de la pression pour l'expérimentation dans le domaine du multi-Mbar est aussi abordée. Dans ce but, l'équation d¿état du Re a été mesurée à 144 GPa. En fin, un test préliminaire a été effectué pour vérifier la possibilité d'utiliser la spectroscopie d'absorption des rayons X en dispersion d'énergie comme une technique complémentaire à la diffraction des rayons X pour la détermination de la courbe de fusion du fer. / This thesis concerns the study of the phase diagram of iron at extreme conditions of pressure and temperature. Iron is the main constituent of the terrestrial planetary cores. In particular, the Earth has a solid inner core and a liquid outer core which are mainly composed of iron. The accurate determination of the melting temperature of iron at the inner core boundary pressure, 330 GPa, would provide an important constraint on the temperature of the core, which is essential to understand how the dynamic Earth works. The phase diagram of iron has been investigated in laser-heated diamond anvil cell experiments up to 200 GPa using synchrotron-based fast X-ray Diffraction as a primary melting diagnostic. The obtained melting temperatures agree within the experimental uncertainties with the ones obtained from shock wave experiments and are higher than those reported by previous static experiments, where a different melting criterion was used. The apparatus, methods and metrology used in the static laser heated diamond anvil cell are discussed together with the issues encountered in static experiments at such extreme conditions. The possibility of using the X-ray diffraction signal of Re gasket for pressure calibration purpose for experiment in the multi-Mbar range is also discussed. For this purpose, Re equation of state has been measured up to 144 GPa. Finally, a preliminary test has been performed to check the possibility of using energy dispersive X-ray absorption spectroscopy as a technique complementary to fast X-ray diffraction in the investigation of the melting curve of iron.

La «chimie verte » comprend le développement de procédés de synthèse respectueux de l'environnement, en réduisant notamment l'usage de solvants organiques. Dans ce but, nous avons montré qu'il était possible de synthétiser, à partir de microémulsions, des matériaux conducteurs protoniques, de structure prédéfinie, sans l'usage d'un autre solvant que l'eau.La première partie de cette étude a permis de démontrer la faisabilité de ce procédé. Le système ternaire choisi est composé d'une solution aqueuse d'acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique (AMPS), de méthacrylate d'hexyle (HMA) comme phase hydrophobe et du tensioactif, le Brij® 35. Les structures des microémulsions ont été identifiées, selon leur composition, à partir de mesures de conductivité, de viscosité et d'imagerie par microscopies optique et confocale. Ces structures peuvent être inverse, lamellaire, bicontinue et directe. La polymérisation/réticulation par voie radicalaire des monomères présents dans les différentes phases conduit à des matériaux présentant ces mêmes structures. Les polymères étant réticulés, ces matériaux sont des réseaux interpénétrés de polymères (RIP).La seconde partie de cette étude a été consacrée à l'optimisation de la formulation des microémulsions pour obtenir des matériaux aux propriétés souhaitées. Ainsi, la fraction soluble et le taux de gonflement dans l'eau ont été considérablement réduits, tout en conservant une conductivité protonique de l'ordre de 10-3 S.cm-1. Les meilleurs résultats ont été obtenus en synthétisant un « double RIP », c'est-à-dire un RIP dans chacune des phases, matériau tout à fait original à ce jour. / "Green chemistry" includes the development of synthetic methods respectful of the environment, including reducing the use of organic solvents. For this purpose, we have shown that it is possible to synthesize, from microemulsions, proton conductive materials, predefined structure, without the use of a solvent other than water. The first part of this study demonstrates the feasibility of this method. The ternary system is selected from an aqueous solution consisting of 2-acrylamido-2-methylpropane sulphonic acid (AMPS), hexyl methacrylate (HMA) as hydrophobic phase and the surfactant, Brij® 35. The structures of microemulsions have been identified, depending on their composition from measurements of conductivity, viscosity and imaging optical and confocal microscopies. These structures can be inverse, lamellar, bicontinuous and direct. The polymerization/crosslinking of the monomers by free radical present in the various phases leads to materials having the same structures. Being crosslinked polymers, these materials are interpenetrating polymers networks (IPN). The second part of this study has been devoted to the optimization of the formulation of microemulsions to obtain materials with desired properties. Thus, the soluble fraction and the degree of swelling in water were significantly reduced, while maintaining proton conductivity of the order of 10-3 S.cm-1. The best results were obtained by synthesizing a "double IPN", that is to say, an IPN in each phase, entirely original material.

Pour résoudre un problème de mathématiques ou comprendre une démonstration, une figure bien choisie est parfois d’un grand secours. Ce fait souvent remarqué peut être vu comme un cas particulier d’un phénomène plus général. Utiliser une figure plutôt que des phrases, reformuler un problème sous la forme d’une équation, employer telles notations plutôt que telles autres : dans tous ces cas, en un sens, on ne fait que représenter sous une nouvelle forme ce qu’on sait déjà, et pourtant, cela peut permettre d’avancer. Comment est-ce possible ? Pour répondre à cette question, la première partie de cette thèse étudie ce qu’apporte un changement notationnel précis introduit par Leibniz à la fin du XVIIe siècle. La suite de ce travail analyse, et confronte à l’exemple précédent, plusieurs manières de penser les différences représentationnelles proposées dans la littérature philosophique récente. Herbert Simon, étudié dans la deuxième partie, s’appuie sur le modèle informatique des structures de données : deux représentations peuvent être « informationnellement » équivalentes, mais « computationnellement » différentes. Les logiciens Barwise et Etchemendy, étudiés dans la troisième partie, cherchent à élargir les concepts de la logique mathématique (en particulier ceux de syntaxe et de sémantique) aux diagrammes et figures. Enfin, certains philosophes des mathématiques contemporains, comme Kenneth Manders, remettent en cause la notion même de représentation, en soutenant qu’elle n’est pas éclairante pour comprendre l’usage de figures, formules ou autres supports externes en mathématiques. C’est à ces critiques qu’est consacrée la quatrième et dernière partie. / When solving a mathematical problem or reading a proof, drawing a well-chosen diagram may be very helpful. This well-known fact can be seen as an instance of a more general phenomenon. Using a diagram rather than sentences, reformulating a problem as an equation, choosing a particular notation rather than others : in all these cases, in a sense, we are only representing in a new form what we already knew; and yet, it can help us make progress. How is this possible? To address this question, the first part of this thesis explores the benefits afforded by a specific notational change introduced by Leibniz in the late seventeenth-century. The rest of this work analyses, and puts to the test of the preceding case study, several ways of understanding representational differences which have been put forward in the recent philosophical literature. Herbert Simon, studied in the second part, relies on a comparison with the notion of data structures in computer science: two representations, he writes, can be “informationally” equivalent yet “computationnally” different. The logicians Barwise and Etchemendy, studied in the third part, try to broaden the concepts of mathematical logic (in particular those of syntax and semantics) to cover diagrams and figures. Finally, some contemporary philosophers of mathematics, for instance Ken Manders, argue that the notion of representation itself is not helpful to understand the use of diagrams, formulas or other external reasoning tools in mathematics. Such arguments are the focus of the fourth (and last) part.

L'épuisement des ressources d'origine pétrochimique conduit à la recherche de matières premières renouvelables pour l'élaboration des membranes. La gélatine, un biopolymère abondant, sous produit de l'industrie agroalimentaire, représente grâce à ses propriétés filmogènes un candidat de choix pour l'élaboration de membranes “vertes”. L'objectif de cette thèse est l'élaboration de membranes à base de gélatine et l'étude de l'impact de la structure du matériau sur les propriétés mécaniques, thermiques, de résistance à l'eau et de transfert gazeux. Pour cela les mécanismes d'élaboration par TIG-Dry cast process ont d'abord été formalisés par l'établissement du diagramme de phase du système gélatine/eau. Puis des réticulants alternatifs au glutaraldéhyde, toxique, ont été examinés pour augmenter la résistance à l'eau de la gélatine hydrosoluble. L'acide férulique et le téréphthalaldéhyde se sont montrés les plus prometteurs et complémentaires suivant les applications visées. Les films de gélatine se sont révélés barrières aux gaz à cause de la forte cristallinité induite par la renaturation des triples hélices. L'ajout d'un élastomère de la famille des polyéther amines a permis d'augmenter drastiquement les coefficients de perméabilité du CO2 de 1,4 à 250 Barrer. L'influence de la température et de l'humidité relative des flux gazeux sur les perméabilités a également été étudiée. / Petroleum based raw materials shortage leads to investigate renewable raw materials for membrane elaboration. Gelatin, an abundant, industrial by-product is a biosourced polymer with filmogenic properties which makes it an educated choice for “green” membrane production. This thesis work aims at developing gelatin based membrane and studying the influence of the material structure on mechanical and thermal properties, water resistance and gas transport properties. Thus, the elaboration mechanisms by TIG/Dry-cast process were studied in details by establishing the phase diagram of the gelatin/water system. To improve the water resistance of the hydrosoluble gelatin, crosslinking is necessary. Alternative cross-linkers were tested to replace the glutaraldehyde, classified as toxic. Ferulic acid and terephthalaldehyde were promising and showed complementary characteristics. The high crystallinity level of gelatin films, related to their renaturation level, led to rather gas barrier properties. By adding an elastomer, polyetheramine, the permeability to CO2 increased from 1.4 to an outstanding 250 Barrer. The influence of the temperature and relative humidity of the gas flux on permeability was also studied.

La conception steinienne du rythme comme manifestation de l’identité ouvre la voie à une perception diagrammatique du texte. Si le rythme est diagramme, c’est-à-dire l’image en mouvement d’une pensée, il postule une conception littérale du rapport de l’acte d’écriture et d’une idée susceptible de le motiver. Cette étude propose de considérer le rythme textuel de Gertrude Stein comme l’expression d’une pensée qui interroge le concept d’identité en tant que champ de confrontation entre l’intérieur et l’extérieur, entre le désir et la loi, entre soi et autrui, ou encore, entre l’écrivain et le lecteur. Les textes de Gertrude Stein interrogent l’être au monde –collectif et singulier – même à travers leur personnages, toutefois ceux-ci se laissent investir parle rythme au point de devenir des personnages rythmiques, en même temps que le rythme devient l’espace performatif où les figures de l’Un, du double et du multiple se défient ou se superposent.L’interaction de ces figures, la nature des rapports qu’elles engagent donnent lieu à une expérience rythmique à multiple visages qui, traversée par la logique de la sensation, postule la présence du texte comme corps et place le rapport de l’écrivain et du lecteur sous le signe du devenir. Si le rythme interroge l’identité, c’est par le rythme qu’une identité textuelle peut être saisie. Émergé de son élan vers le lecteur et son désir du rythme, le texte steinien pourrait alors se définir à travers un geste d’écriture et d’une voix qui le sculptent selon les lois du pli, du chiasme,ou du cercle, sous les yeux du lecteur et sous le regard qu’il porte sur lui-même. L’intensité et l’immediateté qui le caractérisent lui assurent le statut d’une action performative et le donne à voir comme un corps burlesque. L’écriture de Gertrude Stein est présence qui interroge, remet en question à la manière d’un postulat critique, déterritorialise et territorialise le champ artistique contemporain où il continue à se chercher dans son rapport à autrui. / The steinian conception of rhythm as expression of identity paves the way for a diagrammatic perception of the text. If rhythm is a diagram, that is to say, the image in movement of a literary thinking, it asserts a literal conception of the relation between the act of writing an dan idea as its possible motivation. This study proposes to approach the textual rhythm of Gertrude Stein as the expression of a thinking that calls into question the concept of identity considered as the confrontation of inside and outside, of desire and law, of self and other, or of the writer and the reader. Gertrude Stein’s text question the being in the world – the collective being as well as the individual – also through its characters, yet they are so intensely conditioned by the rhythm that they become rhythmic characters, meanwhile the rhythm becomes this performative space where the figures of One, the double and the multiple overlap or challenge each other. The interaction of these figures and the nature of the dynamics they engage produce a rhythmic experience of multiple faces which, conditioned by a logic of sensation, asserts the presence ofthe text as body and places the writer/reader relationship under the sign of becoming. If the rhythm questions identity, it is through the rhythm that a textual identity may be grasped.Emerging from its movement towards the reader and the desire of rhythm, the steinian text could then be defined in terms of a gesture of writing and a voice which shape it according to the lawsof the fold, the chiasm, the circle, in the reader’s presence and under the gaze of the text itself.Through its immediacy and its intensity, such a text may claim to ensure a performative actionwhich reveals the text in its burlesque dimension. Gertrude Stein’s writing is presence whichquestions as a critical statement does, it deterritorialises and continues to reterritorialize the fieldof contemporary art where it continues its quest of identity in relation to the other.