Cette thèse a pour objectif de mieux comprendre les mécanismes physiques qui contrôlent les trajectoires de particules anisotropes dans des écoulements confinés, afin d’en améliorer la prédiction. Nous avons dans un premier temps développé des outils expérimentaux basés sur la microscopie et le traitement d’images afin d’analyser les positions de particules en écoulement confiné dans des microcanaux de section carrée. Ces outils ont ensuite permis l’obtention de résultats originaux sur la migration latérale de particules sphériques dans des écoulements faiblement inertiels. Nous avons montré en particulier que les particules migrent au centre du canal à faible nombre de Reynolds et à proximité du centre de chaque face à Reynolds plus élevé et que ces deux régimes co-existent pour des Reynolds intermédiaires. Parallèlement à leur migration latérale, les particules en écoulement confiné peuvent s’espacer régulièrement sous certaines conditions pour former des trains. Ce travail a donc consisté à mener une étude statistique pour quantifier et localiser la formation des trains. Il a été montré que la formation des trains était contrôlée par la configuration de l’écoulement dans le sillage des particules et que leurs caractéristiques, i.e., le pourcentage de particules en trains et la distance interparticulaire, étaient fonction du nombre de Reynolds particulaire. Enfin, des résultats préliminaires sur le cas d’écoulements bi-disperses ont été obtenus. Pour terminer, les perspectives et développements futurs de ce travail sont dégagés. / This thesis aims to better understand the physical mechanism controlling the trajectories of particles in confined flows in order to improve predictive models. In the first step we have developed experimental tools based on microscopy and image analysis in order to identify the particles positions in confined flows in square section microchannels. These tools have then permitted to obtain original results on the lateral migration of spherical particles in flows at low inertia. In particular we have shown that neutrally buoyant particles in square channels are focused at channel center at low Reynolds number and at four channel faces at high Reynolds, and that there is a co-existence of the two regimes for intermediate Reynolds. In addition to their lateral migration, under certain conditions, particles can also align in the flow direction to form trains of evenly spaced particles. This work has thus been devoted to the statistical study on the quantification and localization of the train formation and configuration. It has been shown that the formation of trains is controlled by the flow configuration in the wake of the particles, and that the train characteristics, i.e., the fraction of particles in trains and the interparticle distance, are functions of the particle Reynolds number. Finally, preliminary results on flows of bidisperse suspensions have been obtained. To conclude, the perspectives and future developments of this work are presented.

La matrice de transmission permet de décrire les effets produit par un milieu multi-diffusant sur une onde monochromatique incidente. L'objectif des travaux présentés dans cette thèse est de développer le concept de matrice de transmission d'un milieu multi-diffusant au cas plus général d'une onde polychromatique impulsionnelle ultra-brève. Dans ce manuscrit nous présentons et mesurons la matrice de transmission multi-spectrale d'un milieu complexe. Cette nouvelle matrice nous donne l'information fondamentale sur le couplage spatio-temporel et spatio-spectral que le milieu engendre au passage d'une onde ultra-brève. Elle permet aussi de contrôler une source monochromatique et polychromatique, après avoir traversé un milieu complexe, de manière déterministe. Nous exploitons ainsi cette connaissance du milieu pour compenser les distorsions du champs en focalisant, façonnant et contrôlant spatialement, spectralement et temporellement un laser ultra-bref grâce à la seule mesure d'une matrice de transmission multi-spectrale. Cette méthode ouvre les portes de plusieurs applications d'imagerie à travers des milieux complexes, ainsi que pour l'interaction lumière-matière en milieux diffusants. / The transmission matrix allows to describe the effects generated by a multiple scattering medium on an incident monochromatic wave. The aim of the work presented in this dissertation is to develop the concept of transmission matrix of a multiple scattering medium to the more general case of a polychromatic ultra-fast pulsed light. In this dissertation we present and measure the multi-spectral transmission matrix of a complex medium. This new matrix describes the spatio-temporal coupling and the spatio-spectral coupling induced by the medium on a polycrhomatic illumination passing through it. The measurement of the multi-spectral transmission matrix allows us to control a monochromatic as well as a polychromatic source, after being scattered by the medium, in a deterministic way. We exploit this knowledge about the medium to compensate the distortions of the optical field by focusing, shaping and controlling spatially, spectrally and temporally an ultra-fast laser, thanks to the knowledge of the multi-spectral transmission matrix. This method paves the way towards many applications in the domain of imaging and light-matter interaction of light through complex media.

This paper analyses Gaël Faye's novel, Petit Pays. The focus is on evil in the novel. The research question is how the author denounces the civil war in Rwanda. To do this, the narrative device of focalisation and Hannah Arendt's concept of the banality of evil is used.  Focalisation is the point of view adopted by the author in his narrative to avoid any confusion between the narrative mode (who sees?) and the narrative voice (who speaks?). The banality of evil is a philosophical concept of unprecedented importance because it raises the possibility of the inhuman in all of us. The novel is set against the backdrop of the civil war in Rwanda and told by the narrator, Gabriel, the protagonist a ten-year-old child. The analysis shows that the author denounces Rwanda's civil war by using the focalization, point of view, and sensibility of an innocent boy. Moreover, the concept of the banality of evil helps to understand the crimes committed during the war, that we have studied in several passages of the novel. The result points out that the author shows the atrocity of war in order to denounce it.

Nous déterminons expérimentalement la valeur de la puissance critique à l'autofocalisation dans l'air, l'argon et l'hélium en enregistrant le mouvement apparent du signal de fluorescence généré par une impulsion laser femtoseconde focalisée. Nous mesurons une puissance critique dans l'air de 10 GW, tel que précédemment établie [25], mesurons une puissance critique dans l'argon de 6,7 GW, tel que précédemment établie [20] et confirmons une puissance critique dans l'hélium de 268 GW, tel que précédemment établi [20]. À travers nos observations, nous constatons que la fluorescence au foyer géométrique survie au-delà de la puissance critique à l'auto-focalisation. À partir de ce constat, nous caractérisons systématiquement la distribution de fluorescence en fonction du rapport longueur focale f / Diamètre de faisceau D. Nos conclusions nous permettent de statuer sur l'évolution du processus de filamentation lorsqu'est modifiée sa géométrie de focalisation.

Ce projet de maîtrise s’insère dans l’effort de modélisation entourant le phénomène de focalisation extrême amorcé dans les groupes de recherche des professeurs Thibault et Piché. Le mémoire présente d’abord une comparaison entre le formalisme de Richards-Wolf étendu (ERWT) et les solutions numériques de propagation d’onde électromagnétique obtenues à l’aide d’un algorithme FDTD. Les résultats montrent que l’utilisation du formalisme étendu permet de traiter le processus de focalisation non paraxiale pour une gamme étendue de surfaces réfléchissantes avec peu de variations entre les deux techniques. Les limitations intrinsèques à l’algorithme utilisé et la divergence de la fonction d’illumination imparfaitement traitée pourraient expliquer les déviations observées. Ensuite, cherchant à améliorer le traitement de cette illumination, le processus de focalisation inverse a été développé. En effet, il est possible de formuler une inversion du formalisme de Richards-Wolf (RWT) pour des systèmes à symétrie de révolution en définissant l’illumination à polarisation radiale en fonction d’une distribution recherchée au foyer selon un seul axe (radial ou sur l’axe optique). En utilisant un seul axe, le problème de surdéfinir le champ ne se pose pas et un critère est fourni afin de conclure de la validité physique du patron d’illumination calculé. Avec la méthode proposée, il est souvent possible d’obtenir des solutions analytiques qui sont essentielles à l’obtention d’une meilleure compréhension des différences entre les modèles paraxiaux et non paraxiaux. De plus, il est facile d’adapter cette dernière afin d’obtenir des solutions numériques pour des problèmes plus complexes. Ainsi, les figures d’illumination calculées peuvent directement être utilisées et sont particulièrement utiles lorsque la dimension optimale de la tâche focale pour une application donnée est connue. Un article a été soumis basé sur ces travaux. Enfin, une généralisation culminant avec le traitement de surfaces asphériques avec aberrations est présentée en adaptant le formalisme étendu (ERWT). Cet ajout au formalisme permet d’envisager de modéliser des surfaces complexes et possiblement hors de portée des corrections seulement en phase usuellement utilisées dans la littérature. Cependant, ces ajouts au formalisme complexifient de manière appréciable les intégrales de diffraction de Richards-Wolf. Finalement, une démonstration de la procédure a été effectuée pour un miroir parabolique comportant un léger tilt. / This project is part of the modeling effort around extreme focusing phenomenon taking place in the research groups of professor Thibault and Piché. At first, this thesis shows the comparison between the modeling by the extended Richards-Wolf formalism (ERWT) and by FDTD simulations of the field propagation. Both methods used for computing the electromagnetic distribution resulting from the reflection on a mirror in a non paraxial setup show satisfactory agreement. In fact, the extended formalism is suited to accurately model a large spectrum of reflecting surfaces such as elliptic mirrors, for which the description is not possible with the classical formalism of Richards-Wolf. Some intrinsic limitations of the used FDTD algorithm and the divergence of the illumination could explained the observed variations. Then, looking to solve the illumination problem, the inversion formalism has been developed. The integral of the Richards-Wolf formalism (RWT) of an axisymetric optical system can be inverted to define the radially polarized illumination pattern as a function of the electromagnetic distribution at the focus over a given axis (radial or the optical axis). Using only one axis at the focus, the field distribution is not over defined and a criterion is given to check the physical validity of the obtained illumination pattern. The method gives numerical or, in some cases, analytic solutions that can be used to obtain the optimized focal pattern fora given application. The analytical solutions are relevant as they can intuitively show the differences between the paraxial and non paraxial regimes. An article has been submitted on this particular subject. Finally, this thesis describes the generalization of the extended formalism to cover aspheric surfaces with aberrations. The procedure gives the possibility to accurately model complex reflecting surfaces that would otherwise be out of reach of the formalism. However, the complexity of the formalism increases compared to the initial diffraction integral. The proposed technique is demonstrated with a slightly tilted parabolic mirror.

En 1969, Lit et Tremblay [1] ont démontré qu'une série d'ouvertures circulaires disposées judicieusement sur un axe peut focaliser une onde sphérique. De telles structures agissent sur les distributions spatiale et spectrale des champs électromagnétiques et, par un simple facteur d'échelle, elles sont applicables à tout le spectre électromagnétique. Nous avons vu dans ces structures plusieurs applications potentielles, dont la focalisation de rayons X et le modelage d'impulsions laser. Afin d'investiguer la faisabilité éventuelle de ces applications, nous avons effectué des simulations numériques permettant d'étudier deux effets causés par une séquence d'ouvertures circulaires disposées axialement : la focalisation de faisceaux gaussiens et le modelage d'impulsions ultrabrèves. Les résultats de ces simulations ont montré qu'il est possible de focaliser un faisceau gaussien monochromatique divergent à l'aide de trois ouvertures circulaires coaxiales. Le point focal obtenu a une intensité allant jusqu'à 16 fois l'intensité du faisceau gaussien propagé dans le vide et il a une largeur à mi-hauteur transversale d'environ deux fois la longueur d'onde. Dans le cas des impulsions, un point focal a aussi été observé et, pour les impulsions d'une durée de 20 fs et moins dont le spectre est centré sur 800 nm, l'impulsion est dédoublée temporellement. Les structures étudiées peuvent donc être adaptées à la focalisation de rayons X et au modelage fréquentiel et temporel des impulsions brèves. Les calculs présentés dans ce mémoire peuvent aussi aider à prévenir des effets indésirables de focalisation de faisceaux ou d'impulsions brèves se propageant dans certaines nanostructures.

This analysis concerns four picture books that in different ways address the topic of children in rainbow families. The purpose of the study is to analyse how rainbow families are portrayed in the picture books by the authors and illustrators. In carrying out the analysis, we assess how the texts and pictures are used to depict the families. We also look at how the books are didactically structured to raise the reader’s awareness of rainbow families. Our hope is that this study will inspire teachers to use picture books when teaching to broaden students’ understanding of different family structures. One result of the analysis is that the formation of a family plays a significant part in these books. We have also observed that the books are didactic in different ways to draw attention to and normalise families with homosexual parents. All four picture books have their depiction of the families in common - they all show the families as happy with parents in stable relationships.

This thesis proposes a new view of space in Theodor Fontane’s writing as both a mode of literary expression and an object of literary inquiry: space serves a poetic function and is a thematic concern. The research draws on theories of literary space which focus on spatial structures and topographies, as well as those which provide critical tools for analysing individual passages of description, especially focalisation, which elucidates the influence of the viewing figure in the text. Significantly, the subjective experience of a perceptive observer is central to Fontane’s conception of aesthetic processes, and as a result, an analysis of spatial representation often uncovers reflexive discourses on art, its function and value. On the basis of this insight, this study provides new readings of a range of texts, including less well-established and non-fictional works, as well as recognised masterpieces. In Fontane’s local travelogues, the Wanderungen, the poetic function of space is rare, while many passages reflect on the environment’s potential significance. The early novels explore spatial representation as a means of constructing textual symbolism. Spatial representation in Vor dem Sturm functions as a strategy of relativisation; in Schach von Wuthenow and Graf Petöfy topographies and pregnant descriptions serve as commentaries on characters’ levels of awareness. The mature novels Irrungen Wirrungen and Unwiederbringlich explore the sources and practical implications of reading objects in the world as signs. Space retains its formal role, but the represented figural experience of the novels’ worlds becomes a vehicle for reflexive analysis of the world’s perceived meanings. Similarly, in Der Stechlin different types of relationships with exterior reality are expressed spatially, and, as elsewhere, the capacity for aesthetic appreciation is represented positively. This entails and indeed produces critical distance towards modernity: isolated Stechlin is a locus of poetry, a testament to literature’s importance and vitality.

Cette thèse s'inscrit dans la continuité des travaux de l'Institut Langevin sur le contrôle spatio-temporel des ondes. Dans ce contexte, nous montrons en premier lieu que les milieux complexes offrent de plus grandes possibilités que l'espace libre. Nous quantifions ces apports en termes de degrés de liberté spatio-temporels qui peuvent être mis à profit grâce à l'utilisation de signaux large bande et de sources d'émission multiples. Nous étudions ensuite des milieux de propagation complexes qui présentent des hétérogénéités résonantes, et faisons le lien entre différents modèles (milieu effectif, polariton, hybridation) pour y décrire la propagation. Lorsque ces milieux sont organisés sur une échelle caractéristique inférieure à la longueur d'onde, nous montrons théoriquement qu'ils supportent des modes propagatifs qui oscillent sur des échelles spatiales inférieures à la longueur d'onde. Nous prouvons qu'il est possible d'exciter et de contrôler ces champs sub-longueur d'onde depuis le champ lointain en exploitant les degrés de liberté spatio-temporels à notre disposition. Des résultats expérimentaux et numériques de focalisation et d'imagerie en-dessous de la limite de la diffraction depuis le champ lointain sont présentés dans trois domaines de la physiques ondulatoire : les ondes micro-ondes, l'acoustique et l'optique. Enfin, nous nous intéressons à une gamme de fréquence, appelée bande interdite, pour laquelle il n'existe pas de solution propagative. En introduisant un défaut localement résonant, nous montrons la possibilité de créer des cavités résonantes ou des guides d'onde dont les dimensions sont bien inférieures à la longueur d'onde.

Les techniques de contrôle non-destructif s’appuyant sur des traducteurs ultrasons multi-éléments sont maintenant de plus en plus utilisées dans l’industrie. Ces traducteurs offrent en effet de nombreux avantages, en particulier une polyvalence d’utilisation et une adaptabilité à des configurations complexes. De plus des techniques d’acquisition avancées, telle que la Full Matrix Capture, permettent d’avoir accès à des données beaucoup plus riches et complètes que celles fournies par les techniques conventionnelles, offrant ainsi de nouvelles possibilités en terme de localisation et de caractérisation de défauts. Les travaux de cette thèse ont pour objectif de mettre en œuvre des méthodes d’imagerie et de reconstruction adaptées aux diverses acquisitions multi-éléments possibles. Pour cela, nous proposons différentes méthodes dérivées de l’approche dite de focalisation synthétique. Ces méthodes s’appuient sur des modèles directs développés au CEA LIST et implémentés dans la plateforme CIVA. Ces derniers peuvent, en outre, prendre en compte les configurations de contrôle complexes, notamment en ce qui concerne l’état de surface -irrégulier- des pièces inspectées. Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés à la localisation de diffracteur quasi-ponctuel. Sous cette hypothèse, nous avons évalués les performances des méthodes proposées lorsqu’elles sont appliquées à différents types d’acquisitions. La suite des travaux s’est recentrée sur l’étude de la Full Matrix Capture couplée à l’algorithme dit de « Focalisation en Tous Points (FTP) », cette combinaison ayant montré de bonnes performances en terme de localisation. Dans un second temps, nous avons prolongé notre approche à la reconstruction de défauts étendus et à la prise en compte de trajets ultrasonores multiples. En particulier, nous avons appliqué la généralisation de l’algorithme FTP à la localisation et à la caractérisation d’entaille proche du fond de la pièce à l’aide d’échos de coin, échos dus à des réflexions successives de l’onde ultrasonore sur le fond et le défaut. Les différentes méthodes envisagées dans ces travaux ont été appliquées avec des données simulées ainsi qu’avec des mesures expérimentales. / Techniques for nondestructive testing based on ultrasonic phased array probe are now increasingly used in industry. These probes offer many advantages, in particular use versatility and adaptability to complex configurations. More advanced acquisition techniques, such as “Full Matrix Capture”, provide access to collection of data richer and more complete than those provided by conventional techniques, offering so new possibilities in terms of localization and characterization of defects. The work of this thesis aims to implement imaging and reconstruction methods for various operating modes of UT array inspection. For this, we propose different methods derived from the so-called synthetic focusing. These methods rely on forward models developed at CEA LIST and implemented in the CIVA software platform. These models can also take into account the complex inspection configurations, especially in regard to the -irregular- surface inspected parts. At first, we were interested in locating point-like scatterer. Under this hypothesis, we evaluated the performance of the proposed methods when they are applied with different types of inspection operating mode. Next work has been refocused on the study of the Full Matrix Capture coupled to the algorithm called Focalisation en Tous Points (FTP), this combination has shown good performance in terms of defect localization. In a second step, we generalized our approach to extended defects and multiple ultrasonic paths. In particular, we applied the latest FTP algorithm to the localization and characterization of notch near the bottom of the part with corner echoes, echoes due to successive ultrasonic wave reflections on the bottom and defect. The different methods considered in this work have been applied with both simulated data and experimental measurements.