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De la cosmologie à la formation des galaxies : que nous apprennent les grandes structures de l'Univers ? / From cosmology to galaxy formation : what can we learn from the large-scale structure of the Universe ?Codis-Decara, Sandrine 15 September 2015 (has links)
Dans cette thèse sur articles, nous nous intéressons aux grandes structures de l’Univers et à leur rôle fondamental pour la cosmologie et la formation des galaxies. Les galaxies naissent et grandissent au sein des filaments de la toile cosmique soulevant la question de l’impact de ces filaments sur les propriétés galactiques telles que la morphologie. Pour étudier cette question fondamentale, nous allons dans un premier temps montrer que dans les simulations numériques de l’Univers, le spin des galaxies est fortement lié à la direction de leur filament hôte avec un comportement qui dépend de leur masse. Ces corrélations spin-filament seront expliquées qualitativement dans le contexte de la formation hiérarchique des structures cosmologiques. Un modèle analytique tenant compte de l’anisotropie de la toile cosmique complètera ce tableau en reproduisant les corrélations observées. Ces idées sont importantes pour comprendre la morphologie des galaxies mais aussi les alignements intrinsèques qui peuvent certaines sondes cosmologiques basées sur la mesure de l’astigmatisme cosmique. Nous allons en particulier mesurer cette contamination dans une simulation hydrodynamique. Dans la seconde partie de ce manuscrit, nous nous poserons la question de comment extraire efficacement de l’information de la toile cosmique en mesurant sa topologie et sa géométrie et en utilisant la théorie perturbative dans un régime quasi-linéaire, la pierre angulaire de ce travail reposant sur l’étude analytique de l’impact de l’effondrement non-linéaire des structures et des distorsions en espace des redshifts sur la statistique du champ de densité cosmique. / This thesis by publication is devoted to the theoretical understanding of the large-scale structure of the Universe and its role in the context of cosmology and galaxy formation. The birth and evolution of galaxies occur within the large cosmic highways drawn by the cosmic web and the natural question which arises is whether galaxies retain a memory of the large-scale cosmic flows from which they emerge. To address this key question, we will first show that in cosmological simulations, the spin of galaxies and the direction of their host filament are correlated in a mass-dependent way. This signal will be shown to be qualitatively understood in the context of hierarchical structure formation. An analytic model which explicitly takes into account the anisotropy of the cosmic web will complement this qualitative understanding by reproducing the measured correlations. Those ideas are important to understand the evolution of galaxy morphology but also to understand the intrinsic alignments of galaxies that contaminate cosmological probes like cosmic shear experiments. We will in particular measure this contamination directly from a state-of-the-art hydrodynamical simulation. In a second part, we will address the question of how to efficiently use large-scale structure data to probe the cosmological model describing our Universe by measuring its topology and geometry and using perturbation theory in the weakly and even mildly non-linear regime. The major contribution of this work is to analytically study the effect of redshift space distortions and non-linear collapse of structures on the topology, geometry and statistics of the cosmic density field.
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Contribution à l'étude expérimentale et à la modélisation de l'usinage des pièces de grandes dimensions : application au cas du taillage de dentures à la fraise-mère / Contribution to the experimental study and modeling of the machining of large parts : application to the case of gear hobbingSabkhi, Naoual 18 December 2015 (has links)
Le travail de recherche réalisé dans le cadre de cette thèse introduit une nouvelle approche thermomécanique pour la modélisation du procédé de taillage à la fraise-mère et la maitrise de la précision géométrique et la qualité des pièces fabriquées. Le processus de coupe de la génération des dentures des couronnes de grandes dimensions a été simulé pour la prédiction des efforts de coupe. Le calcul de ces efforts s’est basé sur trois phases : une phase de simulation de l’'intersection géométrique entre l'outil et la pièce moyennant une simulation de la cinématique du procédé par le logiciel CATIA, une phase de simulation numérique ALE (Approche Eulérienne-Lagrangienne) 2D de la coupe orthogonale, et une dernière phase dite ‘simulation mécanistique’ qui utilise les résultats des deux premières phases pour la prédiction des efforts de coupe. La présente approche conduit à un modèle de prédiction des efforts de coupe 3D pour le processus de taillage et apparaît comme une alternative intéressante à l'approche classique de la littérature qui nécessite beaucoup d’essais expérimentaux pour déterminer les coefficients spécifiques de coupe caractéristique du matériau usiné. Nous avons également proposé une approche prédictive basée sur une modélisation analytique de l’interaction arête-copeau lors d’une opération de taillage en finition. La démarche proposée présente l'intérêt de s'affranchir des essais d'usinage, souvent longs et couteux, dans le cas de cette opération complexe (gabarit et géométrie des pièces, cinématique, formation de copeau, etc.). Enfin, le modèle proposé a été appliqué pour analyser le taillage des grandes couronnes (plusieurs mètres) en phase de finition / This work introduces a novel approach for a predictive model for hobbing process in order to improve the geometrical accuracy and quality of the manufactured part. An industrial case study of the generation of the teeth was simulated for prediction of effort. The calculation of the cutting forces is based on several steps: tool/part intersection step by means of a kinematic simulation of the process by CATIA, 2D numerical simulation of the process of the orthogonal cutting and finally the last step called ‘mechanistic simulation’ which uses the results of the other two steps for the prediction of cutting forces. This approach leads to model the 3D cutting force for hobbing process and appears as an interesting alternative to traditional mechanistic approach which requires a lot of experimental tests to determine the cutting force coefficients. Besides, we have proposed a predictive approach based on an analytical modeling of chip formation in finishing hobbing operation. The interest of the suggested approach is to be able to avoid machining tests in the case of this very complicated operation (huge dimensional parts, kinematic, chip formation process, etc...). Finally, the proposed model was applied to analyze the hobbing of larges parts (several meters) during finishing stage
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La fonction contrôle de gestion dans les grandes entreprises industrielles marocaines : état des lieux, configurations et déterminants institutionnels / Management control function in Moroccan large industrial firms : state of the art, configurations, and institutional determinantsMrani Zentar, Sarra 18 December 2014 (has links)
Très peu d'études empiriques ont analysé les déterminants qui influencent les modes d'organisation de la fonction contrôle de gestion dans les grandes entreprises industrielles marocaines. La présente recherche, qui prend pour cadre le Maroc, explore les déterminants qui influencent les différentes configurations de la fonction contrôle de gestion dans les grandes entreprises industrielles marocaines. Il convient de ce fait de s'interroger sur la nature des facteurs : s'agit-il de pressions institutionnelles ? Pour ce faire, nous avons développé quatre chapitres complémentaires articulés en deux parties, afin de répondre à la problématique suivante : « Quelle est l'influence des facteurs institutionnels sur les configurations de la fonction contrôle de gestion au sein des grandes entreprises industrielles marocaines ? ». Dans une première partie et conformément à une structure de recherche classique, nous avons fait l'exposition d'une revue de la littérature, suivie d'une étude exploratoire du terrain exploitant qualitativement des entretiens réalisés auprès des professionnels marocains à travers cinq études de cas, pour aboutir enfin à un modèle conceptuel. Ce modèle conceptuel présente les modes d'organisation de la fonction contrôle de gestion et les déterminants institutionnels susceptibles d'influencer les différentes configurations de cette fonction. Notre recherche se fonde essentiellement sur l'approche néo-institutionnelle. Dans la deuxième partie, nous avons mené une étude empirique quantitative-hypothético-déductive, à base de 113 grandes entreprises industrielles marocaines. Dans cette partie, nous avons présenté d'abord les caractéristiques des 4 types de la FCG. Ensuite, nous avons approfondi notre analyse quantitative pour mesurer le degré d'influence de chaque déterminant sur la FCG. Enfin, la recherche s'achève en dégageant les principales implications de notre modélisation sur l'introduction la typologie de Lambert et Sponem de la fonction contrôle de gestion au Maroc. / Very few empirical studies have analyzed the determinants that influence patterns of organization of management control function in Moroccan large industrial firms. This research, which takes Morocco as a context, explores the determinants that influence the different configurations of management control function in Moroccan large industrial firms .It should thereby question the nature of these determinants : are there institutional pressures? To do this, we have developed four additional chapters articulated in two parts, in order to answer the following question: “What is the influence of institutional factors on patterns of management control function within large Moroccan industrial firms?” In the first part and in accordance with a traditional research structure, we have presented our literature review, followed by an exploratory field research that analyses qualitatively interviews conducted with Moroccan professionals through five case studies to finally arrive to a conceptual model. This conceptual model shows the modes of organization of management control function and the institutional determinants that may influence the different configurations of this function. Our research is mainly based on the neo-institutional approach. In the second part, we conducted a quantitative-hypothetical-deductive empirical study, based on 113 large Moroccan industrial firms. In this section, we firstly presented the characteristics of the 4 Management Control Function types. Then we have deepened our quantitative analysis to measure the degree of influence of each determinant on the MCF. Finally, we concluded our research by identifying the main implications of our model to the introduction of Sponem Lambert typology on the management control function in Morocco.
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Biodiversidade e planejamento de uso e ocupação do solo: estudo de caso Brotas/SP / Biodiversity and landuse planning: case study Brotas, São Paulo State, BrazilCíntia Camila Silva Angelieri 17 February 2011 (has links)
A conservação da biodiversidade tornou-se uma preocupação mundial devido ao aumento da taxa de extinção de espécies. Mesmo assim a importância da biodiversidade freqüentemente é subestimada, não sendo considerado seu papel chave na evolução e adaptação à mudança de ambientes e no fornecimento de bens e serviços para a humanidade. O Brasil tem importância central na conservação da biodiversidade mundial (é o primeiro em Megadiversidade e em Áreas Selvagens e possui dois Hotspots), sendo indispensável implementar instrumentos que contemplem a inclusão da biodiversidade no planejamento de uso e ocupação do solo. Visto que ainda não foi claramente definido como integrar efetivamente a biodiversidade nesse processo, este estudo investigou instrumentos indicados para esse fim, especialmente o Zoneamento Ambiental (ZA) e a Avaliação Ambiental Estratégica (AAE). O estudo de caso foi realizado no município de Brotas-SP. Primeiramente foram sobrepostos critérios e áreas prioritárias para a biodiversidade em escala nacional, estadual e municipal para a elaboração do mapa das áreas prioritárias para conservação e recuperação da biodiversidade local utilizando o programa IDRISI Andes Edition. Os resultados mostram que princípios e objetivos abordados em diversas escalas e em outros instrumentos de planejamento podem ser integrados ao processo de AAE. Também foram gerados modelos de distribuição de grandes mamíferos Chrysocyon brachyurus (loboguará), Leopardus pardalis (jaguatirica) e Puma concolor (onça-parda) para a região central do Estado de São Paulo (Brotas e municípios do seu entorno). Para isso, foram utilizados dados biológicos do banco de dados do Programa Biota-FAPESP aos quais foi aplicado o modelo MAXENT. As técnicas de Sistemas de Informação Geográfica aplicadas neste estudo permitiram integrar princípios e objetivos relacionados à biodiversidade já abordados em outros instrumentos e estabelecidos em níveis nacionais, estaduais e municipais ao planejamento espacial. A modelagem permitiu a determinação da adequabilidade ambiental das áreas testadas e a inclusão dessas áreas como critérios a serem considerados ao planejamento de uso e ocupação do solo. Os resultados da modelagem mostraram que o território de Brotas abrange áreas altamente adequadas para as três espécies estudadas. Os mapas gerados foram reclassificados para a elaboração dos mapas das áreas prioritárias para conservação de grandes mamíferos na região central do Estado de São Paulo. Tanto o mapa de áreas prioritárias para a conservação da biodiversidade local quanto o mapa de áreas prioritárias para grandes mamíferos elaborados nesse estudo podem ser incluídos no planejamento de uso e ocupação do solo, tanto em ZAs como em AAEs. As técnicas utilizadas nesse estudo podem embasar a escolha de alternativas de uso e ocupação do solo, direcionando a alocação de Reservas Legais - RLs -, subsidiando a elaboração de ações de recuperação da biodiversidade e direcionando estratégias de manejo. / Biodiversity conservation has become a worldwide concern due to the increased rate of species extinction. Nevertheless, the importance of biodiversity is often underestimated and its key role in the evolution, adaptation to changing environments and the supply of goods and services to humanity is not considered. Brazil has a central importance in global biodiversity conservation (its the first in Megadiversity and Wilderness Areas, and it has two hotspots). Therefore, the implementation of tools that address the inclusion of biodiversity in land-use planning is essential. Seeing that how to integrate biodiversity in this process has not been clearly defined, this study investigated tools for integrate the biodiversity in land-use planning, specially the zoning and the Strategic Environmental Assessment (SEA). The case study has been the municipality of Brotas, state of São Paulo, Brazil. Firstly, criteria and priority areas for biodiversity at the national, state and municipal level have been overlapping using the software IDRISI Andes Edition to prepare the map of priority areas for conservation and recovery of local biodiversity. The results indicate that the principles and objectives discussed at various scales and in other planning tools can be integrated by the use of Geographic Information System (GIS). In addition, models of distribution of great mammals - Chrysocyon brachyurus (maned wolf), Leopardus pardalis (Ocelot) and Puma concolor (puma) have been generated for the central region of São Paulo (Brotas and its surrounding cities). For this, biological data from the database of the Biota-FAPESP have been used and the software MAXENT has been applied. Modeling results show that the study area is highly suitable for the three species. The maps of models have been reclassified to prepare maps of priority areas for conservation in the central region of São Paulo. The both final maps developed in this study (map of priority areas for conservation of local biodiversity and maps of priority areas for large mammals) may be included in zoning and SEA process. The techniques applied in this study permit to integrate the principles and objectives relating to biodiversity in land-use planning, supporting the choice of alternatives for use and occupation, basing the allocation of legal reserves, subsidizing the development of management actions and guide decision makers to choose the best alternatives for development.
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Modélisation aérodynamique et thermique des plaques multiperforées en LES / Aerodynamic and thermal modeling of effusion cooling systems in Large Eddy SimulationBizzari, Romain 05 November 2018 (has links)
Dans les chambres de combustion aéronautiques, le refroidissement par micro-percage est la technique privilégiée pour protéger les parois contre les gaz chauds. L’air frais provenant du contournement traverse des milliers de perforations inclinées et for- ment des micro-jets. Ces derniers coalescent en un film qui protège les parois du tube a flamme. Avec les moyens informatiques actuels, effectuer une simulation aux grandes échelles d’un moteur réel est impossible. En effet, le nombre de micro-trous est beaucoup trop important pour permettre une résolution détaillée de chacun. Des modèles numériques sont donc nécessaires. Le modèle homogène, développé en 2008, permet de simuler des plaques multiperforees avec des maillages dont la résolution est supérieure a celle du trou. Il ne permet cependant pas de représenter la pénétration ni le mélange des jets avec les gaz chauds. Pour remédier a cela, une approche hétérogène, appelée modèle a trou épaissi, a été développée au cours de cette thèse. La précision étant toujours relative au maillage, une méthode de maillage adaptatif augmentant automatiquement la résolution dans les zones clés a été propose afin d’obtenir de meilleurs résultats pour un faible surcoût. Predire la température des parois du tube a flamme est l’objectif final des ingénieurs. A cet effet, une méthodologie appelée Adiab2colo, permettant d’évaluer la température de paroi a partir d’un calcul adiabatique non résolu, a également été développée. Ces trois techniques sont maintenant couramment utilisées par Safran Helicopter Engine pour la conception des moteurs de demain. / Numerical simulation is progressively taking importance in the design of an aero- nautical engine. However, concerning the particular case of cooling devices, the high number of sub-millimetric cooling holes is an obstacle for computational sim- ulations. A classical approach goes through the modelling of the effusion cooling by homogenisation. It allows to simulate a full combustor but failsin representing the jet penetration and mixing. A new approach named thickened-hole model was developed during this thesis to overcome this issue. A work on improving the mesh resolution onkey areas thanks to an automatic adaptive method is also presented, leading to a clear breakthrough. In parallel, as the flame tube temperature is a cornerstone for the combustor durability,a low-cost approach is proposed to predict it. To meet the time-constraints of design, it is based on thermal modelling instead of a direct thermal resolution.
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Méthodes polynomiales parcimonieuses en grande dimension : application aux EDP paramétriques / Sparse polynomial methods in high dimension : application to parametric PDEChkifa, Moulay Abdellah 14 October 2014 (has links)
Dans certains phénomènes physiques modélisés par des EDP, les coefficients intervenant dans les équations ne sont pas des fonctions déterministes fixées, et dépendent de paramètres qui peuvent varier. Ceci se produit par exemple dans le cadre de la modélisation des écoulements en milieu poreux lorsqu’on décrit le champ de perméabilité par un processus stochastique pour tenir compte de l’incertitude sur ce champs. Dans d’autres cadres, il peut s’agir de paramètres déterministes que l’on cherche à ajuster, par exemple pour optimiser un certain critère sur la solution. La solution u dépend donc non seulement de la variable x d’espace/temps mais aussi d’un vecteur y = (yj) de paramètres potentiellement nombreux, voire en nombre infinis. L’approximation numérique en y de l’application (x,y)-> u(x, y) est donc impossible par les méthodes classiques de type éléments finis, et il faut envisager des approches adaptées aux grandes dimensions. Cette thèse est consacrée à l’étude théorique et l’approximation numérique des EDP paramétriques en grandes dimensions. Pour une large classe d’EDP avec une certaine dépendance anisotrope en les paramètres yj, on étudie de la régularité en y de l’application u et on propose des méthodes d’approximation numérique dont les performances ne subissent pas les détériorations classiquement observées en grande dimension. On cherche en particulier à évaluer la complexité de la classe des solutions {u(y)}, par exemple au sens des épaisseurs de Kolmogorov, afin de comprendre les limites inhérentes des méthodes numériques. On analyse en pratique les propriétés de convergences de diverses méthodes d’approximation avec des polynômes creux. / For certain physical phenomenon that are modelled by PDE, the coefficients intervening in the equations are not fixed deterministic functions, but depend on parameters that may vary.
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Prédiction du transfert radiatif au sein d’une flamme prémélangée swirlée à l’aide d’une méthode Quasi-Monte Carlo couplée à la simulation aux grandes échelles / Quasi-Monte Carlo computation of radiative heat transfer in coupled Large Eddy Simulation of a swirled premixed flamePalluotto, Lorella 04 July 2019 (has links)
La prédiction des flux aux parois joue un rôle déterminant dans le cycle de vie des chambres de combustion. Le transfert de chaleur de la flamme aux parois est entraîné, outre la convection, également par le rayonnement des gaz chauds au sein de la chambre. Afin d’intégrer les contributions convectives et radiatives au flux pariétal il est nécessaire de résoudre simultanément l’équation de transfert radiatif et les équations régissant l’écoulement réactif. Quand les méthodes de Monte Carlo sont couplées aux simulations aux grandes échelles (LES), de telles simulations deviennent très coûteuses. L’objectif de cette thèse est donc d’investiguer une technique pour améliorer l’efficacité de la méthode MC, basée sur un mécanisme alternatif d’échantillonnage appelée intégration Quasi-Monte Carlo (QMC). Au cours de cette thèse, la méthode QMC a été couplée à une simulation LES dans une configuration où le rayonnement joue un rôle très important : la flamme méthane-air de la chambre Oxytec. La comparaison entre les simulations couplées et non couplées avec les données expérimentales montre que le rayonnement thermique a un impact sur la topologie de l’écoulement et de la flamme. Enfin, un bon accord est trouvé entre le flux de chaleur pariétal prédit par la simulation et les données expérimentales. / The prediction of wall fluxes is a significant aspect in the life cycle of combustors, since it allows to prevent eventual wall damages. Heat transfer from flame to the walls is driven, apart from convection, also by radiation of burnt gases inside the chamber. In order to correctly account for both convective and radiative contributions to wall fluxes, the simultaneous solution of the radiative transfer equation (RTE) and the governing equations for reactive flows is required. However, multi-physics simulations where MC methods are coupled to Large Eddy Simulation (LES), remain very costly. The purpose of this study is then to investigate improvements of MC methods, by using an alternative sampling mechanism for numerical integration usually referred to as Quasi-Monte Carlo (QMC) integration. In this study, QMC method is coupled to Large Eddy Simulation (LES) of a configuration where the radiation plays an important role: the methane-air flame investigated during the experimental campaign Oxytec. Coupled and non-coupled simulations are compared and their comparison with experimental data shows that thermal radiation has an impact on both flow and flame topology. Finally a good agreement is found between numerical wall fluxes and experimental conductive fluxes.
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Modélisation de la combustion turbulente : application des méthodes de tabulation de la chimie détaillée l'allumage forcé / Numerical simulation of forced ignition using LES coupled with a tabulated detailed chemistry approachVallinayagam pillai, Subramanian 12 January 2010 (has links)
L'optimisation des systèmes d'allumage est un paramètre critique pour la définition des foyers de combustion industriels. Des simulations aux grandes échelles (ou LES pour Large-Eddy Simulation) d'un brûleur de type bluff-body non pré-mélangé ont été menées afin de comprendre l'influence de la position de la bougie sur la probabilité d'allumage. La prise en compte de la combustion est basée sur une méthode de tabulation de la chimie détaillée (PCM-FPI pour Presumed Conditional Moments - Flame Prolongation of ILDM). Les résultats de ces simulations ont été confrontés des résultats expérimentaux disponibles dans la littérature. Dans un premier temps, les mesures de vitesse et du champ de richesse à froid sont comparées aux résultats de la simulation pour évaluer les capacités de prédiction en terme de structure de l'écoulement et de mélange turbulent. Un suivi temporel des vitesses et de la fraction de mélange est réalisé à différents points pour déterminer les fonctions de densité de probabilité (ou PDF)des variables caractéristiques de l'écoulement, à partir des champs résolus en LES. Les PDFs ainsi obtenues servent l'analyse des phénomènes d'allumages réussis ou déficients rencontrés expérimentalement. Des simulations d'allumage forcé ont été effectuées pour analyser les différents scénarios de développement de la flamme. Les corrélations entre les valeurs locales (fraction de mélange, vitesse) autour de la position d'allumage et les chances de succès de développement du noyau de gaz brûlés sont alors discutées. Enfin, une extension de la méthode PCM-FPI avec prise en compte des effets d'étirement est développée à l'aide d'une analyse asymptotique, puis confrontée aux résultats de mesures expérimentales. / The optimization of the ignition process is a crucial issue in the design of many combustion systems. Large eddy simulation (LES) of a conical shaped bluff-body turbulent non-premixed burner has been performed to study the impact of spark location on ignition success. The chemistry part of the simulation is done using tabulated detailed chemistry approach. This burner was experimentally investigated by Ahmed et al at Cambridge (UK). The present work focuses on the case without swirl for which detailed measurements are available. First, cold fkow measurements of velocities and mixture fraction are compared with their LES counterparts, to assess the prediction capabilities of simulations in terms of flow and turbulent mixing. Time history of velocities and mixture fraction are recorded at selected spots, to probe the resolved probability density function (pdf) of flow variables, in an attempt to reproduce, from the knowledge of LES resolved instantaneous flow conditions, the experimentally observed reasons of success or failure of spark ignition. A flammability map is also constructed from the resolved mixture fraction pdf and compared with its experimental counterpart. LES of forced ignition is then performed using flamelet fully detailed tabulated chemistry combined with presumed pdfs (PCM-FPI). Various scenarios of flame kernel development are analyzed and correlated with typical flow conditions observed in this burner. The correlations between velocities and mixture fraction values at the sparking time and the success or failure of ignition are then further discussed and analysed. The rate of flame development during successful or unsuccessful ignition events are analysed and compared against experimental observations. Finally, from asymptotic flame analysis, a novel approach has been proposed to include flame straining effects in the PCM-FPI method developped at CORIA-CNRS. The new model overcomes the problem associated with classical PCM-FPI closure to model kernel quenching due to intense local turbulence. Computations are done including the flame straining effects and the effect brought by the new model on kernel development is analysed in detail.
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Thermodynamique et fluctuations des petites machines / Thermodynamics and fluctuations of small machinesVroylandt, Hadrien 04 September 2018 (has links)
Les petites machines, comme les moteurs moléculaires ou les particules actives, fonctionnent dans un environnement fortement fluctuant qui affecte leur efficacité ou leur puissance. L'objectif de cette thèse est de décrire les petites machines à l'aide de la thermodynamique stochastique et de la théorie des grandes déviations. En reliant localement puis globalement les courants aux forces thermodynamiques, on introduit une matrice de conductance hors d'équilibre, qui généralise la matrice d'Onsager pour un système stationnaire hors d'équilibre. Cela permet de majorer l'efficacité des machines par une fonction universelle qui ne dépend que du degré de couplage entre les courants d'entrée et de sortie. On obtient aussi de nouvelles relations générales entre puissance et efficacité. Du point de vue des fluctuations, la matrice de conductance hors d'équilibre est reliée à une borne quadratique pour les fonctions de grande déviation des courants. Cette borne permet d'obtenir des bornes pour les fonctions de grande déviation de l'efficacité, mais aussi de revisiter le théorème de fluctuation-dissipation comme une inégalité dans le cas des systèmes loin de l'équilibre. Pour terminer, on étudie l'effet d'une brisure d'ergodicité sur les fluctuations d'observables comme l'activité, les courants ou l'efficacité. En particulier, on calcule la fonction de grande déviation de l'efficacité pour un ensemble de nanomachines en interaction pour lesquelles un couplage fort et une brisure d'ergodicité apparaissent à la limite thermodynamique. / Small machines -- like molecular motors or active particles -- operate in highly fluctuating environments that affect their efficiency and power. This thesis aims at describing small machines using stochastic thermodynamics and large deviation theory. By relating mean currents to thermodynamic forces, locally first and then at the global level, we introduce the non-equilibrium conductance matrix that generalizes the Onsager matrix for stationary non-equilibrium systems. We use it to bound machine efficiency by a universal function depending only on the degree of coupling between input and output currents and to find new general power-efficiency trade-offs. On the fluctuations side, the non-equilibrium conductance matrix can be used to find a quadratic bound on the large deviation function of currents. This enables to revisit the fluctuation-dissipation theorem as an inequality when dealing with far-from-equilibrium systems, but also to derive bounds on the efficiency large deviation function. Finally, we study the effects of ergodicity breaking on the fluctuations of observables like activity, currents or efficiency. In particular, we derive the efficiency large deviation function for a model of interacting nanomachines, for which tight coupling and ergodicity breaking emerge in the thermodynamic limit.
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Polynômes aléatoires, gaz de Coulomb, et matrices aléatoires / Random Polynomials, Coulomb Gas and Random MatricesButez, Raphaël 04 December 2017 (has links)
L'objet principal de cette thèse est l'étude de plusieurs modèles de polynômes aléatoires. Il s'agit de comprendre le comportement macroscopique des racines de polynômes aléatoires dont le degré tend vers l'infini. Nous explorerons la connexion existant entre les racines de polynômes aléatoires et les gaz de Coulomb afin d'obtenir des principes de grandes déviations pour la mesure empiriques des racines. Nous revisitons l'article de Zeitouni et Zelditch qui établit un principe de grandes déviations pour un modèle général de polynômes aléatoires à coefficients gaussiens complexes. Nous étendons ce résultat au cas des coefficients gaussiens réels. Ensuite, nous démontrons que ces résultats restent valides pour une large classe de lois sur les coefficients, faisant des grandes déviations un phénomène universel pour ces modèles. De plus, nous démontrons tous les résultats précédents pour le modèle des polynômes de Weyl renormalisés. Nous nous intéressons aussi au comportement de la racine de plus grand module des polynômes de Kac. Celle-ci a un comportement non-universel et est en général une variable aléatoire à queues lourdes. Enfin, nous démontrons un principe de grandes déviations pour la mesure empirique des ensembles biorthogonaux. / The main topic of this thesis is the study of the roots of random polynomials from several models. We seek to understand the behavior of the roots as the degree of the polynomial tends to infinity. We explore the connexion between the roots of random polynomials and Coulomb gases to obtain large deviations principles for the empirical measures of the roots of random polynomials. We revisit the article of Zeitouni and Zelditch which establishes the large deviations for a rather general model of random polynomials with independent complex Gaussian coefficients. We extend this result to the case of real Gaussian coefficients. Then, we prove that those results are also valid for a wide class of distributions on the coefficients, which means that those large deviations principles are a universal property. We also prove all of those results for renormalized Weyl polynomials. study the largest root in modulus of Kac polynomials. We show that this random variable has a non-universal behavior and has heavy tails. Finally, we establish a large deviations principle for the empirical measures of biorthogonal ensembles.
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