Cette thèse porte sur l'étude de l'émissivité et de l'opacité dans les plasmas de fusion inertielle (FCI), et des processus atomiques dans les plasmas de fusion magnétique (FCM).En FCI, nous avons étudié les spectres d'émissivité du hohlraum de l'approche indirecte et d'opacité des dopants de l'ablateur. Leur connaissance permet d'améliorer la compression de la cible de D-T et ainsi favoriser les réactions de fusion. Nous avons caractérisé les spectres lié-lié de l'or, du carbone et du germanium au moyen de méthodes détaillées (code PPP) mais qui s'avèrent coûteuses en temps de calculs et limitées quand le nombre de niveaux/ions augmente. Pour optimiser le temps de calcul sans perdre en précision, une méthode hybride détaillée/statistique (code SCO-RCG) a fait l'objet de comparaison/validation avec le code PPP sur des cas tests. Cette approche a ensuite été appliquée au calcul de l'opacité totale (lié-lié, lié-libre, libre-libre) pour tous les états d'ionisation du germanium et du silicium. Les spectres obtenus sont ensuite comparés dans une large gamme d'énergies en vue d'optimiser la compression de la cible.En FCM, à partir d'expériences effectuées sur les tokamaks Tore Supra (CEA Cadarache) et ASDEX Upgrade (Max Planck Institut, Garching), nous nous proposons de développer une nouvelle base de données de physique atomique (sections efficaces, taux des processus,...) à l'aide du code HULLAC pour analyser des coefficients de transport. Le but de cette étude est la sensibilité aux données atomiques de la reconstruction des coefficients de transport par le code ITC. Pour le cas de l'argon, les sections efficaces de quelques processus sont présentées et les coefficients de taux sont comparés à ceux provenant du consortium ADAS.

La compétition des interactions est une caractéristique essentielle des systèmes frustrés, elle est à l'origine d'une large dégénérescence des états fondamentaux classiques ou, obtenus par une théorie de champ moyen.Fréquemment la dégénérescence peut être levée par des fluctuations thermiques ou quantiques, ce qui constitue la base du mécanisme appelé textit{ordre par le désordre}.Les systèmes magnétiques étudiés expérimentalement contiennent une quantité inévitable de désordre structural.Dans cette thèse de doctorat, l'influence des défauts, créé par des sites inoccupés ou par un désordre des liens sur l'espace dégénéré des états fondamentaux est étudiée pour des systèmes frustrés divers.Nous avons trouvé qu'un désordre structural est, lui aussi, capable de lever systématiquement la dégénérescence; par ailleurs, la tendance est inverse par rapport au le mécanisme d'ordre par le désordre produit par les fluctuations.Pour chacun des modèles considérés, les corrections à l'énergie ont été calculées sous la forme de termes anisotropes effectifs qui agissent sur l'espace dégénéré des états fondamentaux.Ces arguments analytiques ont été confirmés par des calculs numériques que nous avons effectués par minimisation de l'énergie, ainsi que par simulation de type Monte-Carlo classique. La séquence des états ordonnés que nous avons détectée est attribuée à la compétition entre l'effet d'ordre induit par les fluctuations et celui induit par les défauts structuraux. L'effet observé peut ouvrir des possibilités supplémentaires de contrôler la structure magnétique des systèmes.Enfin, les effets d'un champ magnétique externe ont été étudiés pour le système antiferromagnétique pyrochlore pur avec anisotropie de plan facile.Nous avons observé des transitions de phases qui dépendent de l'orientation du champ et qui n'existent pas dans la description de type champ moyen du système. Elles constituent une généralisation des transitions de type spin-flop pour le cas de la symétrie discrète $mathbb{Z}_k$ brisée avec $k > 2$. / Competing interactions is an essential feature of frustrated systems, they stand behind the large degeneracy of classical or mean-field ground states.%produce degeneracy of classical mean-field ground states.In many cases the degeneracy can be lifted by thermal and quantum fluctuations, such mechanism is commonly called textit{order from disorder}.Experimentally studied magnetic systems inevitably contain a finite amount of structural disorder.In this work the influence of defects, namely vacancies and bond disorder, on a degenerate ground state manifold is studied for various frustrated systems.We find that quenched disorder is also capable of consistently lifting the degeneracy, moreover, it has%in a wide range of frustrated systems.%Moreover, the effect of quenched disorder leads toan opposite tendency, compared to the order by disorder mechanism, produced by fluctuations.For every considered model, analytic energy corrections are derived in the form of effective anisotropic terms, which act on the manifold of degenerate ground states.Analytical arguments are confirmed by numerical calculations, which include energy minimization and classical Monte Carlo simulations.The detected sequences of ordered states is attributed to competition of fluctuations and structural disorder.The observed effect can open additional possibilities in tuning magnetic structure of the system.Finally, the effect of external magnetic field is investigated for the pure $XY$ pyrochlore antiferromagnet.Depending on the field orientation we observe phase transitions, which do not exist within the mean-field description of the system.They are generalizations of the spin-flop transition for the case of broken discrete $mathbb{Z}_k$ symmetry with $k > 2$.

Ce travail a pour but de comprendre les effets de deux principaux défauts liés à l’oxygène, les complexes bore-oxygène et les donneurs thermiques, sur les propriétés électriques et photovoltaïques du silicium. Plus particulièrement, les interactions des impuretés isovalentes, connues pour modifier la distribution spatiale de l’oxygène, avec ces défauts ont été étudiées. Deux protocoles expérimentaux ont d’abord été développés pour évaluer la dégradation de la durée de vie des porteurs de charge sous éclairement dans le silicium riche en fer. Ensuite, il a été mis en évidence que l’introduction de germanium et d’étain en très grande quantité dans le silicium n’influence pas de façon significative le rendement de conversion des cellules. Cependant, contrairement à ce qui a été récemment avancé dans la littérature, aucune limitation due au co-dopage au germanium ou à l’étain de la dégradation sous éclairement des performances photovoltaïques n’a été observée. Par contre, il a été montré que le carbone entraîne un ralentissement de la dégradation due aux complexes bore-oxygène. Egalement, contrairement à l’étain qui n’influence pas la génération des donneurs thermiques, le germanium conduit à un ralentissement de la formation de ces défauts. Une expression empirique a été proposée pour rendre compte de cet effet, et ce pour une large gamme de teneurs en germanium. Enfin, dans le silicium très dopé et très compensé, la génération des donneurs thermiques est identique au cas du silicium standard. Ceci constitue un résultat marquant puisqu’il permet de valider par l’expérience le fait que la formation des donneurs thermiques est limitée par la teneur en électrons. / This study aims at understanding the effects of two main defects related to oxygen, the boron-oxygen complexes (responsible for light-induced degradation of the carrier lifetime) and the thermal donors (among other things, responsible for variations of the conductivity), on the electric and photovoltaic properties of silicon. More precisely, the interactions of isovalent impurities, known for modifying the oxygen spatial distribution, with these defects were studied. Two experimental protocols were first developed to evaluate the light-induced degradation of the carrier lifetime in iron-rich silicon. Then, the introduction in silicon of germanium and tin in high quantity were shown not to significantly influence the conversion efficiency of the cells. However, contrary to recent studies from the literature, no reduction due to germanium co-doping or to tin co-doping of the light-induced degradation of the photovoltaic performances was observed. However carbon was shown to lead to a slowdown of the degradation due to boron-oxygen complexes. Moreover contrary to tin which has no influence on the thermal donor generation, germanium slows down their formation. An empirical expression has been proposed to take into account this effect for a large range of germanium concentrations. Eventually in highly doped and compensated silicon, the thermal donor generation is identical as in conventional silicon, which experimentally confirms that the thermal donor formation is limited by the electron density.

In this thesis we mainly focus on the study of the turbulent transport of impurity particles in the plasma due to the electrostatic drift wave microinstabilities. In a fusion reactor, the helium produced as a result of the fusion process is an internal source of impurity. Moreover, impurities are released from the material surfaces surrounding the plasma by a variety of processes: by radiation from plasma, or as a result of sputtering, arcing and evaporation. Impurities in tokamak plasmas introduce a variety of problems. The most immediate effect is the radiated power loss (radiative cooling). Another effect is that the impurity ions produce many electrons and in view of the operating limits on density and pressure, this has the effect of replacing fuel ions. For example, at a given electron density, $n_{e}$, each fully ionized carbon ion (used in the wall materials in the form of graphite) replaces six fuel ions, so that a 7\\% concentration of fully ionized carbon in the plasma core, would reduce the fusion power to one half of the value in a pure plasma. Therefore, for all tokamaks it become an immediate and continuing task to reduce impurities to acceptably low concentrations. However, the presence of impurities, with control, can be beneficial for the plasma performance and reduction of strong plasma heat loads on the plasma facing walls. The radiative cooling effect which was mentioned above can be used at the edge of the plasma in order to distribute the plasma heat more evenly on the whole surface of the vessel walls and therefore, reduce significantly plasma heat bursts on the small regions on the divertor or limiter tiles. The experiments at TEXTOR show that the presence of the impurities at the plasma edge can also improve the performance and reduce the turbulent transport across the magnetic field lines. The observed behavior was explained trough the proposed mechanism of suppression of the most important plasma drift wave microinstability in this region, namely, the Ion Temperature Gradient mode (ITG mode) by the impurities. The impurity's positive impact on the plasma performance offered a possibility to better harness the fusion power, however, it is vital for a fusion reactor to have feedback controls in order to keep impurities at the plasma edge and limit their accumulation in the plasma core where the fusion reactions are happening. In order to have control over the impurity transport we first need to understand different mechanisms responsible for its transport. <p><p>One of the least understood areas of the impurity transport and indeed any plasma particle or heat transport in general, is the turbulent transport. Extensive efforts of the fusion plasma community are focused on the subject of turbulent transport. Motivated by the fact that impurity transport is an important issue for the whole community and it is an area which needs fundamental research, we focused our attention on the development of turbulent transport models for impurities and their examination against experiments. In a collaboration effort together with colleagues (theoreticians as well as experimentalist) from different research institutes, we tried to find, through our models, physical mechanisms responsible for experimental observations. Although our main focus in this thesis has been on the impurity transport, we also tried a fresh challenge, and started looking at the problem of drift wave turbulent transport in a different framework all together. Experimental observation of the edge turbulence in the fusion devices show that in the Scrape of Layer (SOL: the layer between last closed magnetic surface and machine walls) plasma is characterized with non-Gaussian statistics and non-Maxwellian Probability Distribution Function (PDF). It has been recognized that the nature of cross-field transport trough the SOL is dominated by turbulence with a significant ballistic or non-local component and it is not simply a diffusive process. There are studies of the SOL turbulent transport using the 2-D fluid descriptions or based on probabilistic models using the Levy statistics (fractional derivatives in space). However, these models are base on the fluid assumptions which is in contradiction with the non-Maxwellian plasmas observed. Therefore, we tried to make a more fundamental study by looking at the effect of the non-Maxwellian plasma on the turbulent transport using a gyro-kinetic formalism. We considered the application of fractional kinetics to plasma physics. This approach, classical indeed, is new in its application. Our aim was to study the effects of a non-Gaussian statistics on the characteristic of the drift waves in fusion plasmas.<p><p>Ce travail de thèse porte sur le transport turbulent d'impuretés dans les plasmas de fusion<p>par confinement magnétique. C'est une question de la plus haute importance pour le développement<p>de la fusion comme source d'énergie. En effet, une accumulation d'impuretés au coeur<p>du plasma impliquerait des pertes d'énergie par radiation, conduisant par refroidissement à<p>l'extinction des réactions de fusion. Il est par contre prévu d'injecter des impuretés dans le<p>bord du plasma, afin d'extraire la chaleur par rayonnement sans endommager les éléments de<p>la première paroi. Ces contraintes contradictoires nécessitent un contrôle précis du transport<p>d'impuretés, afin de minimiser la concentration d'impuretés au coeur du plasma tout en la<p>maximisant au bord. Une très bonne connaissance de la physique sous-jacente au transport<p>est donc indispensable. L'effet de la turbulence, principal mécanisme de transport, sur les impuretés<p>est alors une question centrale. Dans cette thèse, un code numérique, AFC-FL, a été développé sur la base d'une approche ``fluide' linéaire pour la turbulence d'ondes de dérive. Il calcule les taux de croissance qui caractérisent la rapidité de l'amorçage des instabilités. L'analyse de stabilité est complétée par l'évaluation des taux de croissance en présence d'un gradient de densité, un cisaillement magnétique ou un nombre arbitraire de différentes espèces d'impureté. Les formules complètes du flux turbulent d'impuretés pour ces taux de croissance calculés des instabilités des ondes de dérive ont été dérivées. Un modèle de transport anormal qui nous permet d'étudier la dépendence du transport en fonction de la charge d'impureté a été développé. Ce modèle prend en compte les effets collisionnels entre les ions, l'impureté et les particules principales de plasma. Une telle dépendence du transport anormal en fonction de la charge de l'impureté est observée dans les expériences et il a été montré que les résultats obtenus sont en bon accord avec les observations expérimentales. Nous avons également étudié l'effet des impuretés sur le confinement de l'énergie dans les plasmas du tokamak JET. La modélisation de transport a été exécutée pour des plasmas avec injection de néon dans la périphérie du tokamak. Cette technique est utilisée afin d'extraire la chaleur par rayonnement sans endommager la paroi et pour réduire certaines instabilités (ELM). Des simulations du code RITM ont été comparées à des mesures effectuées lors d'expériences au JET. Il a été montré que l'injection de néon mène toujours à une dégradation du confinement par rapport aux décharges sans néon. Cependant, l'augmentation de la charge effective, en raison du presence du néon peut diminuer le taux de croissance d'autres instabilité (ITG) et amèliorer le confinement du coeur du plasma. Ce confinement amélioré du coeur peut alors compenser la dégradation au bord et le confinement global du plasma peut s'améliorer. <p> / Doctorat en sciences, Spécialisation physique / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Pendant plus de deux mille ans, les historiens ont colporté une légende : les Juifs ont été expulsés d'Egypte car ils étaient porteurs de la lèpre. L'étude de la maladie de Hansen (nom actuel de la lèpre) et les différentes recherches, historiques (sur les textes des historiens de l'Antiquité) et archéologiques permettent de contester certains écrits et de prouver que cette légende, qui s'est perpétuée jusqu'au milieu du XXème siècle, était fausse.Cependant, la Bible hébraïque consacre deux chapitres du Lévitique à une affection qui peut toucher les hommes, les vêtements et les maisons, et le terme employé en hébreu est toujours traduit (malgré de nombreuses contestations) par "lèpre". Une lecture de ce texte, enrichie des explications des principaux commentateurs et complétée par l'étude des textes fondamentaux législatifs que sont la Mishnah, le Midrash halakhique et le Talmud (de Jérusalem et de Babylone), permet de mieux mesurer l'importance accordée à cette affection sur le plan rituel.L'étude des personnages que la Bible présente comme frappés par la lèpre et de ceux désignés par la littérature talmudique et midrashique permet de mieux comprendre les différentes explications que donnent les Rabbins de l'Antiquité sur les causes de la lèpre, considérée souvent comme la punition divine de la médisance et jamais comme une maladie.L'impureté causée à la lèpre nécessitera, en cas de "guérison", une purification dont le processus rituel est bien précisé, qu'il s'agisse de l'homme, d'un vêtement ou d'une maison.Une interrogation demeure : pourquoi avoir accordé autant d'importance à une affection aussi bénigne et passagère et infligé à son porteur la sanction terrible qu'est l'exclusion de la communauté. / During almost two thousand years, the historians hawked about a tale : the Jews were evicted from Egypt because they were affected by leprosy. The study of the Hansen's disease (present name of the leprosy) and the different researches, historical (on the texts of Antiquity's historians) and archaeological allow to object to some of written works and to proof that tale, who was carried on until half of 20th century, was wrong.However, the Hebraic Bible dedicate two chapters of the Leviticus to a disorder who can affect the human beings, the clothes and the houses, and the word used in Hebrew is always translated (against many contesting) by "leprosy". A reading of this text, improved by the explanations of the main commentators and completed by the study of the essential legislative texts as Mishnah, halakhic Midrash and (Jérusalem and Babylonian) Talmud, allow to know better the significance given to that disorder on the ritual subject.The study of characters that the Bible describe as affected by leprosy and of those elected by the talmudic and midrashic literature allow to understand the different explanations given by the Antiquity's Rabbis on the leprosy's origin, often deemed as the divine punishment of gossip and never as a disease.The impurity caused by leprosy will require, in case of "recovery", a purification witch process is quite clear, for human beings, clothes or houses.A question persist : why to give so much importance to a disorder so mild and temporary and impose to the carrier the terrible punishment, the expulsion of the community.

L’étude interroge les représentations du souillé et de l’impur à travers les œuvres littéraires des XIIe et XIIIe siècles. Présent dans tous les genres narratifs profanes (chansons de geste, romans arthuriens, fabliaux, théâtre, Roman de Renart) le goût – ou le dégoût – médiéval pour le répugnant revêt de multiples facettes dont la prolixité et la diversité interpellent. De la boue aux excrétions du corps, de la lèpre aux tabous du sang, de la macule de la honte à celle du péché, l’expression de la souillure oscille entre sens propre et sens figuré pour énoncer et penser, en les ancrant dans la matérialité la plus concrète, des systèmes de valeur. Servant à établir des frontières, à définir des champs d’inclusion et d’exclusion, les manifestations de l’immonde révèlent, autant qu’elles contribuent à les forger et à les concilier, les ordres idéologiques imbriqués de la société médiévale. Par la place accordée à l’abjection, la littérature expérimente ainsi la manière de dire et de représenter le désordre – pour mieux le circonscrire. Les poétiques contrastées de la souillure élaborées par les différents genres montrent alors combien la mise en scène de l’impur rejoint une interrogation littéraire sur les pouvoirs du langage et la capacité des textes à exprimer le monde : idéologique, esthétique, la question de la souillure est aussi sémiotique. Tendues entre le concret et l’abstrait, le mot et la chose, le rire et l’horreur, les représentations du souillé et de l’impur dévoilent ainsi un univers où le rapport à la souillure, loin de la simple éviction, peut aussi aller dans le sens d’une réappropriation et d’une réhabilitation – voire, même, d’une rédemption. / This study explores the representations of the soiled and the impure through literary works of the 12th and 13th centuries. Present in all profane narrative genres (chansons de geste, Arthurian novels, fabliaux, drama, Roman de Renart), the medieval taste – or distaste – for what is repulsive manifests itself in a startling multiplicity of ways. From mud to body fluids, from leprosy to blood-related taboos, from the stigma of shame to the stigma of sin, the designation of what is soiled oscillates between the literal and the figurative in order to articulate and process value systems by anchoring them in the most tangible materiality. The manifestations of what is vile and squalid are instrumental in drawing boundaries and defining fields of inclusion and exclusion; they also reveal, shape and reconcile the different ideological orders built into medieval society. By giving abjection pride of place, literature experiments with the expression and representation of disorder – the better to circumscribe it. This contrasted poetics of what is soiled took shape across the different genres, which shows the extent to which the staging of what is impure corresponds to a literary attempt to question the powers of language and the capacity of texts to express the world: an exploration of what is soiled has ideological, aesthetical, but also semiotic implications. Between the tangible and the abstract, the word and the thing, laughter and horror, these representations unveil a medieval universe where the relationship with what is soiled goes far beyond mere rejection and can also lead to a form of reappropriation, rehabilitation, and even redemption.

Dans le contexte de l’écologie industrielle, l’objectif du projet est de récupérer du dioxyde de carbone à partir des fumées d’incinérateur de déchets industriels dangereux pour le valoriser en tant que matière première. La technologie de captage du CO2, la plus adaptée pour des fumées de postcombustion, est l’absorption du CO2 par des alcanolamines. Les fumées d’incinération de déchets dangereux présentent des particularités qui peuvent nuire au bon fonctionnement des unités de captage. Ainsi, la composition des fumées d’une usine d’incinération est caractérisée par une forte concentration en dioxygène, et enfin à la présence de NOx et SOx liée aux déchets industriels spéciaux qu’elle incinère. Le premier objectif est de déterminer l’influence des polluants (NOx, SOx) sur la dégradation de l’amine (MEA) et le second objectif est d’étudier l’impact des polluants sur la vitesse (ou flux) d’absorption du CO2 dans un solvant. / In the context of industrial symbiosis, the goal of this project is to reuse the carbon dioxide from the incinerator gas as a commercial substance. The most suitable technology of CO2 capture from postcombustion gas is the chemical absorption by alkanolamines. Some characteristics of waste incinerator gas may affect the performances of CO2 capture process. The composition of gas from industrial waste incinerator plant is characterized by a high concentration of oxygen and the presence of NOx and SOx. The first goal is to determine the influence of pollutants like NOx and SOx on the degradation of the amine and the second objective is to study the impact of pollutants on the CO2 absorption kinetics in a solvent.

Dans la perspective de la réalisation de luminophores pour écrans cathodiques, une étude de la luminescence de l'europium dans des réseaux-hôtes soufres caracterisés par une large bande interdite a été réalisée. La première partie porte sur l'élaboration des sulfures MS et la détermination des facteurs influençant leurs rendements de photoluminescence et de cathodoluminescence. La seconde est consacrée a l'étude des systèmes MS-Al2S3 et MS-SiS2. De nouveaux thioaluminates ont ete isoles; les donnees cristallographiques sur les thiosilicates ont été complétées. La dernière partie rassemble les résultats d' une étude comparative de la luminescence de Eu2+ dans les thioaluminates, thiogallates et thiosilicates alcalino-terreux: distribution spectrale, rendements, extinction thermique...

La présence d'inhomogéneités chimiques (phases secondaires telles que BaCuO2, CuO, carbonates...) dans les céramiques YBa2Cu3O7-x non texturées pourrait expliquer en partie leurs limitations en transport de courant. Nous montrons que ces impuretés influent sur tout le cycle d'élaboration du matériau, depuis la synthèse de la poudre jusqu' a la céramique. La régéneration d'une poudre dégradée en milieu atmosphérique est analysée et discutée. Puis, une voie de synthèse originale utilisant le nitrate de baryum comme précurseur est développée. Le comportement magnétique en champ faible de céramiques issues de deux types de poudres, l' une contenant des carbonates, l'autre synthetisée par la voie oxy-nitrate a été déterminée en relation avec l'oxygène. Enfin, nous présentons une technique originale pouvant conduire a un matériau pur: l'analyse thermique a vitesse de transformation controlée.

L’amélioration des performances du transistor MOS passe par la réduction de ses dimensions. Dans quelques années, la longueur de grille des dispositifs va descendre en dessous de 10 nm. A cette échelle, les effets quantiques deviennent prépondérants et dégradent considérablement les performances électriques des transistors à simple grille. Le transistor à nanofil avec grille enrobante est une architecture alternative intéressante pour augmenter le contrôle électrostatique du canal de conduction. Malgré les améliorations apportées par cette architecture, le courant à l’état bloqué reste perturbé par l’effet tunnel dans la direction source-drain. Afin de réduire ce courant sans réduire celui à l’état passant, nous avons étudié l’impact d’un rétrécissement local de la section transverse du canal coté drain (architecture notch-MOSFET). Pour cela, nous avons développé un simulateur 3D basé sur le formalisme des fonctions de Green hors équilibre couplé de façon auto-cohérente avec l’équation de Poisson. Ces calculs sont effectués dans l’approximation de la masse effective. Nous avons ensuite étudié le transport des trous dans les transistors à nanofil de type p, ainsi que l’influence d’une impureté ionisée dans le canal de ces dispositifs. La complexité de la bande de valence a nécessité la mise en œuvre d’un modèle k&#8729;p à 6 bandes inclus dans le simulateur 3D évoqué précédemment. / Performances improvement of MOS transistors involves reduction of its dimensions. In a few years, the gate length of devices will reach sub-10 nm regime. At this scale, quantum effects become preponderant and considerably degrade electric performances of simple-gate transistors. The Gate-all-around nanowire transistor is an interesting alternative architecture to improve electrostatic control of the conduction channel. Despite the improvements made thanks to this architecture, the OFF-current remains disturbed by tunneling effect in source-drain direction. In order to decrease this current without decreasing the ON-current, we have studied the impact of local narrowing of transverse cross-section in drain side of the channel (notch-MOSFET architecture). To this purpose, we have developed a 3D simulator based on Non-equilibrium Green function formalism coupled self-consistently with Poisson equation. These simulations are performed in the effective mass approximation. Then we have studied holes transport in p-type nanowire transistors and the influence of an ionized impurity in the channel of these devices. The valence band complexity required six-band k&#8729;p model development include into previously mentioned 3D simulator.