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The display of an Airy function via an optical image processing technique is demonstrated. Using a two-dimensional object with a cubic amplitude transmittance, one can observe a Fourier transformed image of which intensity variation is identical to that of the Airy function. A lens system is used to achieve the Fourier transformation of the object which is a two-dimensional binary filter. A set of computer simulations are performed prior to the optical experiments. Using the same method of optical display, the transient wave propagation in a dispersive medium is optically displayed based on the analogous relationship found between two equations: One is the Fourier form of a transient wave field propagating in a dispersive medium and the other is an equation of the diffraction pattern of an object constructed with two juxtaposed two-dimensional filters. A theoretical analysis is provided along with computer simulations. The use of a Spatial Light Modulator is proposed as the source of the input object in the optical experiment. / Master of Science

Foram medidas distribuições angulares completas do espalhamento elástico do sistema \'ANTPOT. 12 C\' + \'ANTPOT. 24 MG\' nas energias \'E IND. CM\' = 10.67 e 11.33 MeV e entre \'E IND. CM\' = 12.0 e 16.0 MeV, usando feixe de \'ANTPOT. 12 C\' produzido no acelerador Pelletron. Esta faixa de energia se localiza parcialmente abaixo e em torno da barreira coulombiana, estando a barreira em 12.53 MeV. Surpreendentemente todas as distribuições angulares apresentam fortes oscilações mesmo aquelas em energias abaixo da barreira coulombiana. As distribuições angulares foram ajustadas com cálculos de modelo óptico, sendo possível determinar o potencial mais raso, sem ambigüidades contínuas. As principais características deste potencial são: potencial extremamente transparente inclusive no interior nuclear e forte dependência com a energia nas profundidades real e imaginária \'V IND. 0\' e \'W IND. 0\'. Em cinco energias também foram analisadas distribuições angulares do espalhamento inelástico e ajustadas por cálculos de canais acoplados. Os potenciais ópticos usados para diferentes canais apresentam a anomalia do limiar e cálculos de relação de dispersão conectando as integrais de volume dos potenciais ópticos reproduzem bem esta anomalia. / Complete angular distributions of the elastic scattering \'ANTPOT. 12 C\' + \'ANTPOT. 24 MG\' were measured at \'E IND. CM\' = 10.67 and 11.33 MeV and from \'E IND. CM\' = 12.0 to 16.0 MeV, using a \'ANTPOT. 12 C\' beam produced at Pelletron Accelerator. This range of energy is close to the Coulomb barrier of the system, which is 12.53 MeV. Surprisingly all the angular distributions show strong oscillations even at energies bellow the Coulomb barrier. The angular distributions were fitted by optical model calculations and we determined the shallowest real potential, without continuos ambiguity. The main features of this potential are: very transparent even at the nuclear interior and strong dependence with energy of the real and imaginary depths \'V IND. 0\' and \'W IND. 0\'. At five energies the inelastic scattering data were also analysed and well fitted by coupled-channels calculations. The optical potentials of all channels present the threshold anomaly and are well reproduced by dispersion relation calculations applied to the volume integrals of the optical potentials.

Foram medidas distribuições angulares completas do espalhamento elástico do sistema \'ANTPOT. 12 C\' + \'ANTPOT. 24 MG\' nas energias \'E IND. CM\' = 10.67 e 11.33 MeV e entre \'E IND. CM\' = 12.0 e 16.0 MeV, usando feixe de \'ANTPOT. 12 C\' produzido no acelerador Pelletron. Esta faixa de energia se localiza parcialmente abaixo e em torno da barreira coulombiana, estando a barreira em 12.53 MeV. Surpreendentemente todas as distribuições angulares apresentam fortes oscilações mesmo aquelas em energias abaixo da barreira coulombiana. As distribuições angulares foram ajustadas com cálculos de modelo óptico, sendo possível determinar o potencial mais raso, sem ambigüidades contínuas. As principais características deste potencial são: potencial extremamente transparente inclusive no interior nuclear e forte dependência com a energia nas profundidades real e imaginária \'V IND. 0\' e \'W IND. 0\'. Em cinco energias também foram analisadas distribuições angulares do espalhamento inelástico e ajustadas por cálculos de canais acoplados. Os potenciais ópticos usados para diferentes canais apresentam a anomalia do limiar e cálculos de relação de dispersão conectando as integrais de volume dos potenciais ópticos reproduzem bem esta anomalia. / Complete angular distributions of the elastic scattering \'ANTPOT. 12 C\' + \'ANTPOT. 24 MG\' were measured at \'E IND. CM\' = 10.67 and 11.33 MeV and from \'E IND. CM\' = 12.0 to 16.0 MeV, using a \'ANTPOT. 12 C\' beam produced at Pelletron Accelerator. This range of energy is close to the Coulomb barrier of the system, which is 12.53 MeV. Surprisingly all the angular distributions show strong oscillations even at energies bellow the Coulomb barrier. The angular distributions were fitted by optical model calculations and we determined the shallowest real potential, without continuos ambiguity. The main features of this potential are: very transparent even at the nuclear interior and strong dependence with energy of the real and imaginary depths \'V IND. 0\' and \'W IND. 0\'. At five energies the inelastic scattering data were also analysed and well fitted by coupled-channels calculations. The optical potentials of all channels present the threshold anomaly and are well reproduced by dispersion relation calculations applied to the volume integrals of the optical potentials.

The natural dynamics are not ideal or linear. To understand their complex behavior, we needs to study the nonlinear dynamics in more simple models. This thesis is consist of two main setups. Both setups are simplified models for the behavior occurs in the complex systems. We studied in both systems the same nonlinear dynamics such as higher-harmonics, sub-harmonics, solitary waves,...etc. In Chapter (2), the propagation of nonlinear waves in a lattice of repelling particles is studied theoretically and experimentally. A simple experimental setup is proposed, consisting in an array of coupled magnetic dipoles. By driving harmonically the lattice at one boundary, we excite propagating waves and demonstrate different regimes of mode conversion into higher harmonics, strongly in influenced by dispersion. The phenomenon of acoustic dilatation of the chain is also predicted and discussed. The results are compared with the theoretical predictions of FPU equation, describing a chain of masses connected by nonlinear quadratic springs. The results can be extrapolated to other systems described by this equation. We studied theoretically and experimentally the generation and propagation of kinks in the system. We excite pulses at one boundary of the system and demonstrate the existence of kinks, whose properties are in very good agreement with the theoretical predictions, that is the equation that approaches, under the conditions of our experiments, the one corresponding to full model describing a chain of masses connected by magnetic forces. The results can be extrapolated to other systems described by this equation. Also, In the case of a lattice of finite length, where standing waves are formed, we report the observation of subharmonics of the driving wave. In chapter (3), we studied the propagation of intense acoustic waves in a multilayer crystal. The medium consists in a structured fluid, formed by a periodic array of fluid layerswith alternating linear acoustic properties and quadratic nonlinearity coefficient. We presents the results for different mathematicalmodels (NonlinearWave Equation,Westervelt Equation and Constitutive equations). We show that the interplay between strong dispersion and nonlinearity leads to new scenarios of wave propagation. The classical waveform distortion process typical of intense acoustic waves in homogeneous media can be strongly altered when nonlinearly generated harmonics lie inside or close to band gaps. This allows the possibility of engineer a medium in order to get a particular waveform. Examples of this include the design of media with effective (e.g. cubic) nonlinearities, or extremely linear media. In chapter (4), the oscillatory behavior of a microbubble is investigated through an acousto-mechanical analogy based on a ring-shaped chain of coupled pendula. Observation of parametric vibration modes of the pendula ring excited at frequencies between 1 and 5 Hz is considered. Simulations have been carried out and show spatial mode, mixing and localization phenomena. The relevance of the analogy between a microbubble and the macroscopic acousto-mechanical setup is discussed and suggested as an alternative way to investigate the complexity of microbubble dynamics. / La dinámica natural no es ideal ni lineal. Para entender su comportamiento complejo, necesitamos estudiar la dinámica no lineal en modelos más simples. Esta tesis consta de dos configuraciones principales. Ambas configuraciones son modelos simplificados de el comportamiento que se produce en los sistemas complejos. Estudiamos en ambos sistemas la misma dinámica no lineal como son la generación de armónicos superiores, los sub-armónicos, las ondas solitarias, etc. En elCapítulo (2), se estudia, tanto teórica comoexperimentalmente, la propagación de ondas no lineales en sistemas periodicos de partículas acopladas mediante fuerzas repulsivas. Se propone una configuración experimental simple, que consiste en una matriz de dipolos magnéticos acoplados. Inyectando armónicamente la señal en un extremo, excitamos ondas de propagación y demostramos diferentes regímenes de conversión de modos en armónicos, fuertemente influenciados por la dispersión. También se predice y se discute el fenómeno de dilatación acústica de la cadena. Los resultados se comparan con las predicciones teóricas de la ecuación FPU, describiendo una cadena de masas conectadas por muelles cuadráticos no lineales. Los resultados pueden ser extrapolados a otros sistemas descritos por esta ecuación. Estudiamos también teórica y experimentalmente la generación y propagación de kinks. Excitamos pulsos en la frontera del sistema y demostramos la existencia de kinks cuyas propiedades están en muy buen acuerdo con las predicciones teóricas, es decir, con la ecuación que aproxima bajo las condiciones de nuestros experimentos la correspondiente al modelo completo que describe un cadena de masas conectadas por fuerzas magnéticas. Los resultados pueden ser extrapolados a otros sistemas descritos por esta ecuación. Además, en el caso de una red finita, donde se forman ondas estacionarias, describimos la observación de subarmónicos del armónico principal. En el capítulo (3), estudiamos la propagación de ondas acústicas intensas en un cristal multicapa. El medio consiste en un fluido estructurado, formado por un conjunto periódico de capas fluidas con propiedades acústicas lineales alternas y coeficiente de no linealidad cuadrática. Presentamos los resultados de diferentes modelos matemáticos (ecuación de ondas no lineal, ecuación de Westervelt y ecuaciones constitutivas). Mostramos que la interacción entre la fuerte dispersión y la no linealidad conduce a nuevos escenarios de propagaciónde ondas. El proceso de distorsión de la onda clásica, típico de las ondas acústicas intensas en medios homogéneos, puede ser alterado de forma importante cuando los armónicos generados no linealmente se encuentran dentro o cerca del gap. Esto permite la posibilidad de diseñar un medio con el fin de obtener una forma de onda en particular. Ejemplos de esto incluyen el diseño demedios con no linealidad efectiva (por ejemplo, cúbica) o medios extremadamente lineales. En el capítulo (4), el comportamiento oscilatorio de una microburbuja se investiga a través de una analogía acusto-mecánica basada en una cadena en forma de anillo de péndulos acoplados. Se estudian los modos de vibración paramétrica del anillo pendular excitado a frecuencias entre 1 y 5 Hz. Se han llevado a cabo simulaciones que muestran la presencia de modos espaciales, mixtos y fenómenos de localización. Se discute la relevancia de la analogía entre una microburbuja y la configuración macroscópica acústico-mecánica y se sugiere como una vía alternativa para investigar la complejidad de la dinàmica de microburbujas. / La dinàmica natural no és ideal ni tampoc lineal. Per entendre el seu comportament complex, es necessita estudiar la dinàmica no lineal dels models més simples. Aquesta tesi consisteix en l'estudi de dues configuracions principals, que són models simplificats del comportament que es produeix en els sistemes complexos. Estudiem en ambdós sistemes la mateixa dinàmica no lineal, com és la generació d'harmònics superiors, sub-harmònics, ones solitàries, etc. En el capítol (2), estudiem, tant teòrica com experimentalment, la propagació de les ones no lineals en sistemes periòdics de partícules acoblades mitjançant forces repulsives. Es proposa una configuració experimental simple, que consisteixen en una matriu de dipols magnètics acoblats. En conduint harmònicament la xarxa en un límit, excitemla propagació de les ones i demostrem diferents règims de conversió de modes en harmònics més alts, força influenciada per la dispersió. El fenomen de la dilatació acústica de la cadena també es prediu i es discuteix. Els resultats es comparen amb les prediccions teòriques que descriu una cadena de masses conectades per molls quadràtics no lineals. Els resultats es poden extrapolar a altres sistemes descrits per aquesta equació. Hem estudiat teòrica i experimentalment la generació i propagació de Kinks. Excitem polsos a la frontera del sistema i demostrem l'existència d'Kinks, les propietats desl quals estan en molt bon acord amb les prediccions teòriques, és a dir, de l'equació que aproxima sota les condicions dels nostres experiments la corresponent al model complet que descriu un cadena demasses connectades per forcesmagnètiques. Els resultats es poden extrapolar a altres sistemes descrits per aquesta equació. A més, en el cas d'una xarxa finita, on es formen ones estacionàries, descrivim l'observació de subarmónicos de l'harmònic principal. En el capítol (3), s'estudia la propagació d'ones acústiques intenses en un medi multicapa. El medi consisteix en un fluid estructurat, format per una matriu periòdica de capes de fluid amb l'alternança de propietats acústiques lineals i coeficient de no linealitat de segon grau. Es presenten els resultats per a diferents models matemàtics no lineals (equació d'ones no lineal, equació de Westervelt i les equacions constitutives). Es demostra que la interacciò entre la forta dispersió i no linealitat condueix a nous escenaris de propagació de l'ona. El procés de distorsió en formad'ona clàssica, típica de les ones acústiques intenses en medis homogenis, es pot alterar de manera significativa quan els harmònics generats de forma no lineal es troben dins o a prop del gap. Això obri la possibilitat de dissenyar unmedi per tal d'obtenir una forma d'ona particular. Exemples d'això inclouen el disseny delsmedis amb una no linealitat efectiva (per exemple cúbica), o medis extremadament lineals. En el capítol (4), el comportament oscilatori d'una micro-bombolla és investigat a través d' una analogia acústica-mecànica basada en una cadena en forma d'anell de pèndols acoblats. Es considera l'observació dels modes de vibració paramètriques de l'anell pendular excitat amb freqüències entre 1 i 5 Hz. S'han dut a terme simulacions que mostren la presència de moes espacilas, mixtes i fenòmens de localització. Es discuteix la relevància de l'analogia entre les microbambolles i la configuració macroscòpica acústica-mecànica i es suggereix una formaalternativa per a investigar la complexitat de la dinàmica demicrobombolles. / Mehrem Issa Mohamed Mehrem, A. (2017). Nonlinear acoustics in periodic media: from fundamental effects to applications [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/80289 / TESIS

We give a rather self-contained introduction to the rare pion to dielectron decay which in nontrivial leading order is given by a QED triangle loop. We work within the dispersive framework where the imaginary part of the amplitude is obtained via the Cutkosky rules. We derive these rules in detail. Using the twofold Mellin-Barnes representation for the pion transition form factor, we derive a simple expression for the branching ratio B(π0 <img src="http://www.diva-portal.org/cgi-bin/mimetex.cgi?%5Crightarrow" /> e+e-) which we then test for various models. In particular a more recent form factor derived from a Lagrangian for light pseudoscalars and vector mesons inspired by effective field theories. Comparison with the KTeV experiment at Fermilab is made and we find that we are more than 3σ below the KTeV experiment for some of the form factors. This is in agreement with other theoretical models, such as the Vector Meson Dominance model and the quark-loop model within the constituent-quark framework. But we also find that we can be in agreement with KTeV if we explore some freedom of the form factor not fixed by the low-energy Lagrangian.

The Sutton Chen and quantum Sutton Chen potentials are used in molecular dynamics simulations to describe the structural, thermodynamical, and transport properties of Pd, Ni and their binary alloys in solid, liquid, and glass phases. Static properties including elastic constants, pair distribution function, static structure factor, and dynamical properties consisting of phonon dispersion relation, diffusion coefficient, and viscosity are computed at various temperatures. The melting temperatures for Pd-Ni system are obtained. The transferability of the potentials is tested by simulating the solid and liquid states. The eutectic concentration Pd0.45Ni0.55 is quenched at four different cooling rates. The system goes into glass formation at fast cooling rates, while it evolves to crystal at slow cooling rate. Comparison of calculated structural and dynamical properties with the available experiments and other calculations shows satisfactory consistency.

SENA FILHO, Roberto Ferreira. Teoria microscópica de ondas de spin em nanofios magnéticos. 2007. 74 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2007. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2015-05-22T19:45:31Z No. of bitstreams: 1 2007_dis_rfsenafilho.pdf: 3612063 bytes, checksum: 5cbe75be9b4bf3c77cd9b1136fad2a2a (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2015-05-22T19:46:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_dis_rfsenafilho.pdf: 3612063 bytes, checksum: 5cbe75be9b4bf3c77cd9b1136fad2a2a (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-22T19:46:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_dis_rfsenafilho.pdf: 3612063 bytes, checksum: 5cbe75be9b4bf3c77cd9b1136fad2a2a (MD5) Previous issue date: 2007 / The dynamical behavior of spins in magnetic materials is affected by its geometry and dimensionality. One can find several new results in the literature exploiting the magnetic properties of low dimension systems with different geometries, since the development of new devices such as: nanosensors, high density magnetic storage, etc., is closely related to new geometries. In this piece of work, we study the propagation of spin waves on cylindrical magnetic nanowires described by a microscopic theory through the Heisenberg Hamiltonian, where we consider the spins fixed at the sites lattice and the transversal section of the wire is hexagonal. Our model takes into account the exchange interaction between the spins that can be ferromagnetic or antifferomagnetic, the interaction of an external field with the spins (Zeeman interaction), anisotropic interactions due to a preferred direction of magnetization, and finally dipole-dipole interactions. The spins are described by boson operators through Holstein-Primakoff representation. The equations of motion for the spins are written in terms of these operators and translational symmetry in a preferential direction allows us to calculate several excitations spectra. / O comportamento dinâmico de spins em materiais magnéticos é influenciado pela geometria que eles apresentam. Além disso, outro aspecto relevante é a dimensionalidade do sistema. Trabalhos recentes comprovam o interesse do estudo das propriedades magnéticas em sistemas de baixa dimensionalidade, que é devido em grande parte as aplicações tecnológicas, tais como: nanosensores, gravadores magnéticos de alta densidade, dispositivos magneto-eletrônicos, etc. Neste trabalho estudamos a propagação de ondas de spin em nanofios magnéticos cilíndricos, onde a abordagem é feita utilizando teoria microscópica, através do Hamiltoniano de Heisenberg, em que os spins são considerados fixos nos sítios da rede e cuja geometria da seção transversal dos cilindros é hexagonal. Entre as interações magnéticas estudadas consideramos: a interação de troca que pode ser ferromagnética se os primeiros vizinhos dos spins estão numa configuração paralela, ou antiferromagnética se estiverem antiparelelos; a interação Zeeman que é devido ao campo magnético externo aplicado ao sistema; a interação de Anisotropia, esta sendo responsável pela direção de magnetização preferida que diversos sistemas magnéticos reais apresentam e a interação dipolar de natureza magnetostática, presente em todos os materiais. O formalismo leva em consideração a dependência espacial dos spins no sistema, onde os operadores de spin do hamiltoniano são escritos em termos de operadores bosônicos de criação e aniquilação através da Representação de Holstein-Primakoff. Em seguida, aproveitando-se da simetria translacional em uma direção devido a periodicidade da rede, realizamos a transformada de Fourier para estes operadores fornecendo um sistema de equações matriciais no espaço dos vetores de onda. A partir desse sistema de equações obtemos vários espectros de excitação como: a relação de dispersão para as ondas de spin, que é o gráfico onde mostra como a frequência de ondas de spin varia em função do vetor de onda e a variação da energia do sistema com o campo aplicado.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / O comportamento dinÃmico de spins em materiais magnÃticos à influenciado pela geometria que eles apresentam. AlÃm disso, outro aspecto relevante à a dimensionalidade do sistema. Trabalhos recentes comprovam o interesse do estudo das propriedades magnÃticas em sistemas de baixa dimensionalidade, que à devido em grande parte as aplicaÃÃes tecnolÃgicas, tais como: nanosensores, gravadores magnÃticos de alta densidade, dispositivos magneto-eletrÃnicos, etc. Neste trabalho estudamos a propagaÃÃo de ondas de spin em nanofios magnÃticos cilÃndricos, onde a abordagem à feita utilizando teoria microscÃpica, atravÃs do Hamiltoniano de Heisenberg, em que os spins sÃo considerados fixos nos sÃtios da rede e cuja geometria da seÃÃo transversal dos cilindros à hexagonal. Entre as interaÃÃes magnÃticas estudadas consideramos: a interaÃÃo de troca que pode ser ferromagnÃtica se os primeiros vizinhos dos spins estÃo numa configuraÃÃo paralela, ou antiferromagnÃtica se estiverem antiparelelos; a interaÃÃo Zeeman que à devido ao campo magnÃtico externo aplicado ao sistema; a interaÃÃo de Anisotropia, esta sendo responsÃvel pela direÃÃo de magnetizaÃÃo preferida que diversos sistemas magnÃticos reais apresentam e a interaÃÃo dipolar de natureza magnetostÃtica, presente em todos os materiais. O formalismo leva em consideraÃÃo a dependÃncia espacial dos spins no sistema, onde os operadores de spin do hamiltoniano sÃo escritos em termos de operadores bosÃnicos de criaÃÃo e aniquilaÃÃo atravÃs da RepresentaÃÃo de Holstein-Primakoff. Em seguida, aproveitando-se da simetria translacional em uma direÃÃo devido a periodicidade da rede, realizamos a transformada de Fourier para estes operadores fornecendo um sistema de equaÃÃes matriciais no espaÃo dos vetores de onda. A partir desse sistema de equaÃÃes obtemos vÃrios espectros de excitaÃÃo como: a relaÃÃo de dispersÃo para as ondas de spin, que à o grÃfico onde mostra como a frequÃncia de ondas de spin varia em funÃÃo do vetor de onda e a variaÃÃo da energia do sistema com o campo aplicado. / The dynamical behavior of spins in magnetic materials is affected by its geometry and dimensionality. One can find several new results in the literature exploiting the magnetic properties of low dimension systems with different geometries, since the development of new devices such as: nanosensors, high density magnetic storage, etc., is closely related to new geometries. In this piece of work, we study the propagation of spin waves on cylindrical magnetic nanowires described by a microscopic theory through the Heisenberg Hamiltonian, where we consider the spins fixed at the sites lattice and the transversal section of the wire is hexagonal. Our model takes into account the exchange interaction between the spins that can be ferromagnetic or antifferomagnetic, the interaction of an external field with the spins (Zeeman interaction), anisotropic interactions due to a preferred direction of magnetization, and finally dipole-dipole interactions. The spins are described by boson operators through Holstein-Primakoff representation. The equations of motion for the spins are written in terms of these operators and translational symmetry in a preferential direction allows us to calculate several excitations spectra.

Ce mémoire présente une étude expérimentale des effets de confinement de la voie d'eau et de courant sur les sillages et la résistance à l'avancement des navires. Deux formes de carènes génériques et représentatives de navires maritimes et fluviaux ont fait l'objet de mesures dans le bassin des carènes de l'Institut Pprime dans différentes configurations bathymétriques. Des méthodes de mesure de déformée de surface libre par moyens optiques stéréoscopiques ont été mises en place pour caractériser les sillages générés. L'étendue spatiale et la résolution des mesures optiques permet de mener une analyse fine du sillage dans l'espace spectral, afin de le décomposer en une composante hydrodynamique dans le champ proche de la carène et une composante ondulatoire dans le champ lointain. Les résultats obtenus dans une configuration de voie d'eau profonde mettent en évidence la non-linéarité des sillages. Les résultats obtenus dans une configuration de voie d'eau peu profonde mettent en avant une modification de la forme des sillages et une répartition différente de l'énergie entre les différents systèmes de vagues. L'influence de la forme et de la vitesse des navires sur l'amplitude de la réponse hydrodynamique et du courant de retour est mise en avant. Des mesures en présence de contre-courant montrent une augmentation de l'amplitude des vagues du sillage et un élargissement de la zone de réflexion au niveau des parois du canal. Des mesures de forces de traînée avec un dynamomètre donnent accès aux courbes de résistance dans chaque configuration. L'augmentation de la résistance à l'avancement en eau peu profonde est mise en parallèle avec l'augmentation de l'amplitude et de la longueur d'onde des ondes transverses. / This thesis presents an experimental study of the effects of the waterway confinement and the current on ships wakes and drag. Two generic hulls representative of maritime and river ships have been studied in several bathymetric configurations in the towing tank of the Institut Pprime. Optical measurement methods based on a stereovision principle have been set up to measure the free surface deformations. The spatial extent and the resolution permits to lead a fine analysis of the wakes in the spectral space in order to decompose them into a hydrodynamic component and an undulatory component, respectively in the near-field and the far-field of the ship hull. The results obtained in a deep waterway configuration highlight the non-linearity of the ship wakes, which results in a modification of the shape of the envelop of the wave field in the real space. The results obtained in a shallow waterway configuration show a modification of the shape of the ship wakes and a different distribution of the energy between the wave systems. The influence of the shape and the speed of the ships on the amplitude of the hydrodynamic response and the return current is also identified. The comparison of the measurements in the presence of a counter-current with the results in calm water show an increase of the amplitude of the waves and an enlargement of the wash zone on the walls of the canal. Drag forces measurements with a multicomponent dynamometer give access to resistance curves for each configuration. The increase of the ship resistance in shallow water is put in parallel with the increase of the amplitude and the wavelength of the transverse waves.