In this work, we theoretically study the properties of diatomic molecular systems, their dynamics, and the control thereof through the use of laser fields. We more specifically study three compounds:<p>1) HeH+, a species of great astrochemical importance which is thought to be the first molecular species to have formed in the universe;<p>2) CO2+, a metastable dication of particular interest in quantum control experiments due to its long-lived lowest vibrational level;<p>3) 41K87Rb, a polar molecule that can be formed at very low temperature and trapped, making it a good candidate for quantum computing schemes.<p>First, we use ab initio methods to compute accurate potential energy curves for the lowest singlet and triplet states of HeH+ as well as the potential energy curves, transition dipole moments and nonadiabatic radial couplings of the ground 3Π state of CO2+ and of its 11 lowest 3Σ- states.<p>In a second step, we use this ab initio data to compute the photodissociation and radiative association cross sections for the a and b 3Σ+ states of HeH+, as well as the values of the corresponding rate constants for astrophysical environments. The photodissociation cross sections from the lowest vibrational level of CO2+ is also determined.<p>Going one step further, we optimize laser control fields that drive the photodissociation dynamics of HeH+ and CO2+ towards specific channels. We compare two field optimization methods: a Møller operator-based Local Control approach and Optimal Control Theory. In both cases, we add a constraint that minimizes the area of the optimized fields.<p>Finally, we focus on one of the potential applications of high-fidelity laser control: the use of small molecular systems as quantum computers. We more specifically study the potential implementation of both intra- and intermolecular logic gates on data encoded in hyperfine states of trapped ultracold polar 41K87Rb molecules, opening interesting perspectives in terms of extensibility.<p>/<p>Dans cette thèse, nous étudions théoriquement les propriétés de molécules diatomiques, leur dynamique de réaction ainsi que le contrôle de cette dynamique à l'aide de champs laser. Notre travail porte plus spécifiquement sur trois espèces :<p>1) HeH+, un composé-clé en astrochimie considéré comme la première espèce moléculaire qui s'est formée dans l'univers ;<p>2) CO2+, un dication métastable qui se prête bien à des expériences de contrôle quantique en raison du relativement long temps de vie de son état vibrationnel le plus bas ;<p>3) 41K87Rb, une molécule polaire qui présente la particularité de pouvoir être formée à très basse température et piégée, ce qui en fait un bon support physique potentiel pour la réalisation d'un ordinateur quantique moléculaire. <p>Nous utilisons tout d'abord des méthodes de calcul ab initio afin d'obtenir les courbes d'énergie potentielle des premiers états singulets et triplets de HeH+ avec un haut de degré de précision, ainsi que les courbes d'énergie potentielle, les moments dipolaires de transition et les couplages non-adiabatiques radiaux de l'état fondamental 3Π de CO2+ et de ses 11 premiers états 3Σ-.<p>Ensuite, nous utilisons ces données ab initio pour calculer les sections efficaces de photodissociation et d'association radiative des états a et b 3Σ+ de HeH+, ainsi que les constantes cinétiques associées à ces processus dans les conditions rencontrées dans des environnements astrophysiques. Les sections efficaces de photodissociation du niveau vibrationnel le plus bas de CO2+ sont également calculées. <p>Nous allons ensuite un cran plus loin en optimisant des champs laser qui guident la dynamique de photodissociation de HeH+ et CO2+ vers des canaux de dissociation spécifiques. Nous comparons deux méthodes d'optimisation de ces champs: une approche de contrôle local basée sur les opérateurs de Møller et la théorie du contrôle optimal. Dans le deux cas, nous incluons une contrainte qui minimise l'aire des champs. <p>Enfin, nous nous concentrons sur l'une des applications possibles du contrôle laser à haute fidélité :l'utilisation de petits systèmes moléculaires comme ordinateurs quantiques. Nous étudions plus spécifiquement l'implémentation possible d'opérations logiques intra- et intermoléculaires sur des données encodées dans des états hyperfins de molécules de 41K87Rb piégées, ce qui ouvre des perspectives intéressantes en terme d'extensibilité. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

La présente étude examine la problématique de la variation des perfor-mances scolaires des élèves dans les établissements secondaires. Son but est de rechercher les caractéristiques des écoles « efficaces » et « équitables ».<p><p>Compte tenu des distorsions importantes dans les conclusions des recherches « processus-produits » qui décrivent les relations entre les facteurs investis(inputs) et le produit (output) dans le domaine de l’éducation et au regard de la littérature interna-tionale mettant en relief une multitude de variables(macro et micro-sociologiques) qui semblent influencer la réussite scolaire des élèves, nous avons tenu à mettre en évidence dans le contexte de l’enseignement en RDC certaines variables d’ordre scolaire pouvant amener les écoles à la réalisation de la plus-value pédagogique.<p><p>Ces dernières décennies, il y a certes une prolifération des établissements d’enseignement jamais existée dans le système éducatif congolais. Mais, ce qui est frappant et étonnant dans ce système éducatif aujourd’hui est le fait de la différence de niveau très remarquable entre élèves de même profil fréquentant les établissements scolaires différents. Leurs élèves soumis à des tests standards, on constate que certains d’entre ces établissements réalisent la plus-value pédagogique alors que d’autres réalisent la moins-value.<p><p>Quelles sont les variables d’ordre scolaire pouvant expliquer cette différence de rendement ?Telle est la question principale à laquelle cette étude tente d’apporter quelques éléments de réponse. Face à cette question, l’hypothèse générale que nous avons émise est qu’il existe un « effet-établissement » qui influence les acquisitions de tous les profils d’élèves en classe.<p><p>Ce travail s’articule sur deux parties principales emboîtées. La première partie explore quelques théories sur la réussite ou l’échec scolaire des élèves et examine les résultats de quelques études empiriques mettant en relief les effets relatifs de scolarisation. La deuxième partie est consacrée à la description de la démarche méthodologique de notre recherche et à l’analyse des résultats des élèves à nos tests de français et de mathématique. Elle est aussi consacrée à l’analyse des réactions des enseignants et du personnel de direction scolaire à notre questionnaire relatif aux facteurs prioritaires sur lesquels on peut à l’instant porter en tout premier lieu une attention particulière afin d’améliorer le rendement scolaire. <p><p>Par une analyse des résultats de 605 élèves de dix-huit établissements de l'enseignement secondaire ayant passé nos tests et aussi par une analyse des réponses à notre questionnaire auquel 122 enseignants et 49 personnel ( conseillers, proviseurs et chefs d’établissement ) de direction des établissements concernés par cette étude ont réagi, nous avons tenté de mettre en évidence certaines caractéristiques scolaires pouvant entraîner la réalisation de la plus et/ou moins-value pédagogique dans une école. <p><p>D’une manière générale, les résultats de cette étude montrent que la différence de performances des élèves apprenant dans les établissements différents semble être liée à certaines caractéristiques propres aux établissements scolaires et à des pratiques enseignantes. Vu les résultats présentés par les élèves des classes identifiées comme étant « efficaces » et « équitables », les caractéristiques (celles mises en évidence) des écoles organisant ces classes donnent à penser que celles-ci exercent un effet sur les acquisitions des élèves. <p> / Doctorat en Sciences Psychologiques et de l'éducation / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Les lasers de puissance permettent depuis une dizaine d'années de produire des faisceaux de particules accélérées dans lesquels quelques 1012 électrons, protons sont accélérés en quelques ps. Nous avons simulé et développé des diagnostiques, utilisant l'activation nucléaire, pour qualifier les distributions angulaire et en énergie des faisceaux de particules générés. Les techniques de caractérisation sont présentées et illustrées à l'aide des résultats obtenus dans différentes expériences réalisées auprès des lasers de puissance. Nous envisageons d'utiliser ces faisceaux pour exciter des états nucléaires dans des environnements plasma. Celui-ci peut en effet influencer des caractéristiques intrinsèques du noyau comme la durée de vie de certains états isomériques. Dans le cadre de la préparation de telles expériences, nous avons mesuré la section efficace de la réaction (g,n) permettant de produire l'état isomérique du 84Rb à 463 keV d'énergie d'excitation, à l'aide de l'accélérateur ELSA du CEA/DIF de Bruyères-le-Châtel. / Since the laser tens years, the Ultra High Intensity Laser offer the opportunities to produce accelerated particle beams with contain more than 1012 electrons, protons accelerated into few ps. We have simulated and developed some diagnostics based on the nuclear activation to characterize both the angular and the energy distribution of the particle beams produced with intense lasers. The characterization methods which are presented and illustrated by the means of results obtained in different experiments. We would use the particle beams produced to excite nuclear state in a plasma environment. It can modify intrinsic characteristics of the nuclei such as the half-life of some isomeric state. To prepare this kind of experiments, we have measured the nuclear reaction cross section (g,n) to produce the isomeric state of the 84Rb, which has an excitation energy around 463 keV, with the electron accelerator ELSA of CEA/DIF in Bruyères-le-Châtel.

Les propriétés de transport à haute température dans les gaz et/ou dans les plasmas ont une importance capitale dans différents domaines, à savoir dans le domaine de technologie de coupure à arc, plasmas de coupure, de soudure ou de gravure. La connaissance des coefficients de transport est nécessaire pour toute modélisation faisant intervenir les équations hydrodynamiques. Dans le cadre de la théorie cinétique des gaz dilués, une solution approchée de l’équation intégro-différentielle de Boltzmann régissant les fonctions de distribution a été proposée par Chapman-Enskog. Les coefficients de transport sont calculés classiquement par la méthode de Chapman-Enskog via les intégrales de collision. Dans le cadre de notre étude nous avons développé, dans un premier temps, un code numérique permettant l’obtention de ces intégrales de collision en tenant compte des singularités qui peuvent apparaître dans le calcul des sections efficaces relatives aux interactions entre les particules constituant les gaz et/ou les plasmas. Dans un second temps nous avons étudié l’influence du choix des paramètres des potentiels d’interaction sur les coefficients de transport. Par la suite, nous avons utilisé le code numérique ainsi développé pour évaluer les coefficients de transport du plasma d’hélium en étudiant l’influence du choix de la méthode de calcul de composition chimique sur ces coefficients. Enfin, un modèle simplifié d’une interaction entre une onde électromagnétique et un plasma d’hélium a été proposé comme une application directe des coefficients de transport. / Transport properties at high temperature in gases and/or in plasmas are of very importance in various fields, namely in the field of breaking technology in arc, cutting plasma, welding or burning. Knowledge of transport coefficients is necessary for any modeling involving hydrodynamic equations. As part of the kinetic theory of diluted gas, an approximate solution of the integro-differential Boltzmann equation governing distribution functions was proposed by Chapman-Enskog. Transport coefficients are classically computed using the method of Chapman-Enskog through the collision integrals. In our study we have developed, initially, a numerical code to obtain these collision integral taking into account the singularities that may occur in the calculation of the cross sections relating to interactions between particles forming the gas and/or plasmas. Secondly, we have studied the influence of the choice of parameters of interaction potentials on transport coefficients. Subsequently, we have used the numerical code developed for evaluating and helium plasma transport coefficients by studying the influence of the choice of method for calculating chemical composition on these coefficients. Finally, a simplified model of an interaction between an electromagnetic wave and a helium plasma has been proposed as a direct application of the transport coefficients.

La réaction de fusion 12C+ 12C marque un tournant dans l’évolution des étoiles massives. La section efficace présente des résonances jusqu’aux énergies d’intérêt astrophysique, généralement associées à une structure moléculaire dans le 24Mg. Au cours de cette thèse, la section efficace de fusion 12C+ 12C a été mesurée depuis la barrière de Coulomb jusqu’aux énergies d’intérêt astrophysique. La mesure en coïncidence des particules chargées et des γ a été employée. Un dispositif expérimental, STELLA, a été développé et construit au cours de cette thèse. Il comprend une chambre à réaction, des détecteurs annulaires au silicium, un mécanisme de cibles tournantes, un système de pompage pour vide poussé, un système d’acquisition digital, et une structure pour supporter 36 détecteurs LaBr3. STELLA a été installée auprès de l’accélérateur Andromède (Orsay, France) et une série d’expériences fructueuses ont permis d’obtenir des résultats cohérents au cœur de la fenêtre de Gamow pour la phase de combustion du carbone dans les étoiles massives. / The 12C+ 12C fusion reaction plays a key role in the late evolution of massive stars. Its cross section exhibits strong resonances down to the astrophysical region of interest, often associated with a molecular configuration of the 24Mg nucleus. In this thesis, the 12C+ 12C fusion cross section has been measured from the Coulomb barrier down to the astrophysical region of interest. The charged particle-gamma coincidence technique has been used. A new experimental setup, STELLA, has been developed and built during this thesis. It is composed of a reaction chamber, a set of annular silicon strip detectors, a rotating target mechanism, an ultra high vacuum system, a digital time-stamped data acquistion system, and a structure that fits 36 LaBr3 detectors. STELLA has been installed at the Andromède facility (Orsay, France). Successfull experiments have been carried out to extract fusion cross sections down to the Gamow window for the carbon burning phase of massive stars.

La section efficace d'électroproduction de photons sur le nucléon est proportionnelle aux amplitudes au carré de diffusion Compton profondément virtuelle (DVCS) et du Bethe-Heitler ainsi qu'un terme d'interférence de ces deux processus. Sa mesure sur le neutron fut réalisée dans le cadre de l'expérience E08-025 qui s'est déroulée en 2010 dans le Hall A à Jefferson Lab (USA). Par une forte sensibilité au terme d'interférence, elle aura permis l'extraction de trois observables dépendantes des Distributions Généralisées de Partons (GPDs), ainsi que la perspective de séparer par une méthode Rosenbluth le terme |DVCS|².Les GPDs sont des fonctions de structure qui nous permettent de comprendre la structure interne des nucléons en terme de corrélation entre les distributions en position transverse et en impulsion longitudinale des quarks au sein du nucléon. Plus qu'un moyen d'accéder à une image tri-dimensionnelle de la composition élémentaire du nucléon, la détermination des GPDs du neutron permettrait par la règle de somme de Ji l'accès au moment angulaire des quarks dans le nucléon, la pièce manquante à la compréhension du mystère lié au spin du nucléon.Cette thèse aborde le contexte théorique de la mesure de la section efficace d'électroproduction de photons sur le neutron, puis une description de la configuration expérimentale utilisée pour sa réalisation. Elle expose la sélection des données d'intérêt pour cette mesure et présente les résultats obtenus par une méthode d'ajustement des données à une simulation Monte Carlo dont la démarche est expliquée en détails. Pour finir, une étude systématique des résultats achève ce manuscrit. / The photon electroproduction cross section off the nucleon is proportional to the deeply virtual Compton scattering (DVCS) and Bethe-Heitler amplitudes squared together with an interference term between these two processes. Its measurement on the neutron has been performed in the framework of the E08-025 experiment which took place in 2010 in Hall A at Jefferson Lab (USA). Thanks to a high sensibility to the interference term, it made possible the extraction of three Generalized Parton Distributions (GPDs) dependent observables, as well as the prospect to extract the |DVCS|² term through a Rosenbluth separation.The GPDs are structure functions which allow to understand the internal structure of nucleons in term of the correlation between transverse spatial and longitudinal momentum distributions of quarks inside the nucleon. More than a way to access a three-dimensional picture of the elementary arrangement of the nucleon, the measurement of GPDs on the neutron would give access by the Ji's sum rule to the angular momentum of quarks in the nucleon, the missing piece for the understanding of the nucleon spin puzzle.This thesis outlines the theoretical context of the measurement of the photon electroproduction cross section off the neutron, and the experimental setup used for its achievement. It describes the selection of the experimental data of interest for this measurement and presents the results obtained from a fitting method of data to a Monte Carlo simulation, which is explained in detail. Finally, a systematic study of the results completes this manuscript.

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Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / Cette thèse est constituée de quatre articles qui ont tous été publiés. Le sujet principal est l’étude d’asymétries de brisure CP/T via les produits triples dans les désintégrations des hadrons contenant un quark b (mésons B ou hypérons Ab) et ce, dans le modèle standard de la physique des particules et au-delà. / This thesis is comprised of four articles, ail of which have been published. The main subject is the study, in and beyond the standard model of particle physics, of CP/T-violation via triple products in decays of hadrons containing a b quark (B mesons or Ab hyperons).

Pre-trained and large language models (PLMs, LLMs) have had a transformative impact on the artificial intelligence (AI) for software engineering (SE) research field. Through large-scale pre-training on terabytes of natural and programming language data, these models excel in generative coding tasks such as program repair and code generation. Existing approaches to align the model's behaviour with specific tasks propose using parameter-free methods like prompting or fine-tuning to improve their effectiveness. Nevertheless, it remains unclear how to align code PLMs and LLMs to more complex scenarios that extend beyond task effectiveness. We focus on model alignment in three overlooked scenarios for code generation, each addressing a specific objective: optimizing fine-tuning costs, aligning models with new data while retaining previous knowledge, and aligning with user coding preferences or non-functional requirements. We explore these scenarios in three articles, which constitute the main contributions of this thesis. In the first article, we conduct an empirical study on parameter-efficient fine-tuning techniques (PEFTs) for code LLMs in resource-constraint settings. Our study reveals the superiority of PEFTs over few-shot learning, showing that PEFTs like LoRA and QLoRA allow fine-tuning LLMs with up to 33 billion parameters on a single 24GB GPU without compromising task effectiveness. In the second article, we examine the behaviour of code PLMs in a continual fine-tuning setting, where the model acquires new knowledge from sequential domain-specific datasets. Each dataset introduces new data about third-party libraries not seen during pre-training or previous fine-tuning. We demonstrate that sequential fine-tuning leads to catastrophic forgetting and implement replay- and regularization-based continual learning approaches, showcasing their superiority in balancing task effectiveness and knowledge retention. In our third article, we introduce CodeUltraFeedback and CODAL-Bench, a novel dataset and benchmark for aligning code LLMs to user coding preferences or non-functional requirements. Our experiments reveal that tuning LLMs with reinforcement learning techniques like direct preference optimization (DPO) using CodeUltraFeedback results in better-aligned LLMs to coding preferences and substantial improvement in the functional correctness of LLM-generated code. / Les modèles de langue pré-entraînés et de grande taille (PLMs, LLMs) ont eu un impact transformateur sur le domaine de la recherche en intelligence artificielle (IA) pour l’ingénierie logicielle (SE). Grâce à un pré-entraînement à grande échelle sur des téraoctets de données en langage naturel et de programmation, ces modèles excellent dans les tâches de codage génératif telles que la réparation de programmes et la génération de code. Les approches existantes pour aligner le comportement du modèle avec des tâches spécifiques proposent l’utilisation de méthodes non paramétriques telles que le prompting ou le fine-tuning pour améliorer leur efficacité. Néanmoins, il reste incertain comment aligner les PLMs et LLMs de code sur des scénarios plus complexes qui nécessitent plus que garantir l’efficacité du modèle sur des tâches cibles. Nous nous concentrons sur l’alignement des modèles dans trois scénarios négligés pour la génération de code, chacun abordant un objectif spécifique: optimiser les coûts de fine-tuning, aligner les modèles avec de nouvelles données dans le temps tout en conservant les connaissances antérieures, et aligner les modèles sur les préférences de codage des utilisateurs ou exigences non fonctionnelles. Nous explorons ces scénarios dans trois articles, qui constituent les principales contributions de cette thèse. Dans le premier article, nous réalisons une étude empirique sur les techniques de finetuning efficaces en paramètres (PEFTs) pour les LLMs de code dans des environnements à ressources limitées. Notre étude révèle la supériorité des PEFTs par rapport au few-shot learning, montrant que des PEFTs comme LoRA et QLoRA permettent de fine-tuner des LLMs jusqu’à 33 milliards de paramètres sur un seul GPU de 24Go sans compromettre l’efficacité sur les tâches. Dans le deuxième article, nous examinons le comportement des PLMs de code dans un contexte de fine-tuning continu, où le modèle acquiert de nouvelles connaissances à partir de jeux de données séquentiels. Chaque jeu de données introduit de nouvelles informations sur des bibliothèques tierces non vues lors de la phase de préentraînement ou dans les jeux de données de fine-tuning précédents. Nous démontrons que le fine-tuning séquentiel conduit à de l’oubli catastrophique et mettons en œuvre des approches d’apprentissage continu basées sur le replay et la régularisation, et montrons leur supériorité pour balancer l’efficacité du modèle et la rétention des connaissances. Dans notre troisième article, nous introduisons CodeUltraFeedback et CODAL-Bench, un nouveau jeu de données et un banc d’essai pour aligner les LLMs de code sur les préférences de codage des utilisateurs ou exigences non fonctionnelles. Nos expériences révèlent que le tuning des LLMs avec des techniques d’apprentissage par renforcement comme l’optimisation directe des préférences (DPO) utilisant CodeUltraFeedback résulte en des LLMs mieux alignés sur les préférences de codage et une amélioration substantielle de l’exactitude fonctionnelle des codes générés.

Les approches basées sur les modèles de champ moyen reproduisent avec succès certaines propriétés nucléaires comme les masses et les rayons, dans le cadre des théories de la fonctionnelle de la densité pour l'énergie (EDF). Cependant, plusieurs corrélations complexes sont absentes dans les théories de champ moyen et un certain nombre d'observables liées aux propriétés à une particule et collectives des systèmes nucléoniques ne peuvent pas être prédites avec précision. La nécessité de fournir une description précise des données disponibles ainsi que des prévisions fiables dans les régions exotiques de la carte nucléaire motive l'utilisation de modèles plus sophistiqués, qui vont au-delà du champ moyen. Des corrélations et des corrections d'ordre supérieur (au-delà du premier ordre, qui représente l'approximation de champ moyen) sont introduites dans ces modèles. Un aspect crucial dans ces calculs est le choix de l'interaction efficace qui doit être utilisée quand on va au-delà du premier ordre (les interactions efficaces existantes sont généralement ajustées avec des calculs de champ moyen). Dans la première partie de la thèse, nous traitons l'équation d'état de la matière nucléaire, évaluée jusqu'au deuxième ordre avec la force phénoménologique de Skyrme. Nous analysons la divergence ultraviolette qui est liée à la portée nulle de l'interaction et nous introduisons des interactions régularisées de type Skyrme qui peuvent être utilisées au deuxième ordre. Des procédures de régularisation avec un cutoff et des techniques de régularisation dimensionnelle sont analysées et appliquées. Dans le cas de la régularisation dimensionnelle, des connexions sont naturellement établies entre le cadre EDF et des techniques employées dans les théories de champ effectives. Dans la deuxième partie de la thèse, nous vérifions si les interactions régularisées introduites pour la matière nucléaire peuvent être utilisées également pour les noyaux finis. A titre d'illustration, cette analyse est effectuée dans le modèle de couplage particule vibration, qui représente un exemple de modèle qui va au-delà de l'approximation de champ moyen, où une divergence ultraviolette apparaît si des forces de portée nulle sont utilisées. Ces premières applications suggèrent plusieurs directions à explorer pour fournir à plus long terme des interactions régularisées qui sont bien adaptés pour les calculs au-delà du champ moyen pour les noyaux finis. Les conclusions et des perspectives sont illustrées à la fin du manuscrit. / Mean-field approaches successfully reproduce nuclear bulk properties like masses and radii within the Energy Density Functional (EDF) framework. However, complex correlations are missing in mean-field theories and several observables related to single-particle and collective nuclear properties cannot be predicted accurately. The necessity to provide a precise description of the available data as well as reliable predictions in the exotic regions of the nuclear chart motivates the use of more sophisticated beyond-mean-field models. Correlations and higher-order corrections (beyond the leading mean-field order) are introduced. A crucial aspect in these calculations is the choice of the effective interaction to be used when one goes beyond the leading order (available effective interactions are commonly adjusted at the mean-field level). In the first part, we deal with the equation of state of nuclear matter evaluated up to the second order with the phenomenological Skyrme force. We analyze the ultraviolet divergence that is related to the zero range of the interaction and we introduce Skyrme-type regularized interactions that can be used at second order for matter. Cutoff regularization and dimensional regularization techniques are explored and applied. In the latter case, connections are naturally established between the EDF framework and some techniques employed in Effective Field Theories. In the second part, we check whether the regularized interactions introduced for nuclear matter can be employed also for finite nuclei. As an illustration, this analysis is performed within the particle-vibration model that represents an example of beyond mean-field models where an ultraviolet divergence appears if zero-range forces are used. These first applications suggest several directions to be explored to finally provide regularized interactions that are specially tailored for beyond-mean-field calculations for finite nuclei. Conclusions and perspectives are finally illustrated.