Technoetic and media arts are environments of mediated interaction and emergence, where meaning is negotiated by individuals through a personal examination and experience—or becoming—within the mediated space. This thesis examines these environments from a musical perspective and considers how sound functions as an analog to this becoming. Five distinct, original musical works explore the possibilities as to how the emergent dynamics of mediated, interactive exchange can be leveraged towards the construction of musical sound. In the context of this research, becoming can be understood relative to Henri Bergson’s description of the appearance of reality—something that is making or unmaking but is never made. Music conceived of a linear model is essentially fixed in time. It is unable to recognize or respond to the becoming of interactive exchange, which is marked by frequent and unpredictable transformation. This research abandons linear musical approaches and looks to generative music as a way to reconcile the dynamics of mediated interaction with a musical listening experience. The specifics of this relationship are conceptualized in the structaural coupling model, which borrows from Maturana & Varela’s “structural coupling.” The person interacting and the generative musical system are compared to autopoietic unities, with each responding to mutual perturbations while maintaining independence and autonomy. Musical autonomy is sustained through generative techniques and organized within a psychogeographical framework. In the way that cities invite use and communicate boundaries, the individual sounds of a musical work create an aural context that is legible to the listener, rendering the consequences or implications of any choice audible. This arrangement of sound, as it relates to human presence in a technoetic environment, challenges many existing assumptions, including the idea “the sound changes.” Change can be viewed as a movement predicated by behavior. Amergent music is brought forth through kinds of change or sonic movement more robustly explored as a dimension of musical behavior. Listeners hear change, but it is the result of behavior that arises from within an autonomous musical system relative to the perturbations sensed within its environment. Amergence propagates through the effects of emergent dynamics coupled to the affective experience of continuous sonic transformation.

Les boîtes quantiques semiconductrices de type InAs/GaAs ont des proprié- tés électroniques et optiques qui les rapprochent de l'atome unique. C'est dans ce contexte que se situe ce travail de thèse, qui s'intéresse à différents aspects de l'interaction lumière-matière dans ce type de système. Nous avons d'abord étudié le système couplé constitué du spin de l'électron et des spins nucléaires dans une boîte quantique unique, sous excitation non résonante. Pour ces expériences, nous avons utilisé des techniques de photoluminescence stationnaire résolues en polarisation : nous présentons des mesures complètes d'excitation de la photoluminescence, dans différentes conditions expérimentales. L'état de charge des boîtes quantiques fluctuant dans le temps d'une part et le couplage entre les spins nucléaires et le spin de l'électron via l'interaction hyperfine d'autre part sont à la base d'un effet original : il est possible de modifier optiquement les états propres de l'exciton neutre en l'absence de champ magnétique externe. Nos résultats expérimentaux sont confirmés par une spectroscopie de plus haute résolution, qui utilise un interféromètre de Fabry-Pérot placé en amont de la chaîne de détection. Nous présentons ensuite des expériences réalisées en régime cohérent, c'est-à-dire dans un temps plus court que le temps de déphasage du système, dans des échantillons à charge ajustable. Nous avons excité la boîte quantique à résonance (sur son état fondamental) avec des impulsions courtes (durée env. 1ps) limitées par la transformée de Fourier). En s'appuyant sur un schéma de détection original, nous détectons le signal de luminescence sur un état spectateur situé à quelques meV de la transition excitée. Ceci nous a permis de mettre en évidence les oscillations de Rabi de l'exciton dans une boîte quantique unique. Ensuite, en utilisant des impulsions à dérive de fréquence, nous montrons qu'il est possible de générer une population d'exciton de façon à la fois fidèle et robuste, en réalisant un passage adiabatique rapide. Ce résultat expérimental est une première étape en vue de l'implémentation puis de la manipulation d'un Q-bit dans une boîte quantique unique / Semiconductor quantum dots InAs/GaAs exhibit optical and electronic properties for which they are often compared to an individual atom. This thesis work focuses on different aspect of light-matter interaction in a single semiconductor quantum dot. The coupled system constituted by the electron spin and the nuclei spins have been studied in a single quantum dot. Photoluminescence experiments resolved in polarization have been carried out, with non resonant optical pumping : comprehensive studies in photoluminescence excitation under various experimental conditions (excitation power and polarization) have been performed. They point out the quantum dots fluctuating charge state and the strong coupling between the electron spin and the nuclear spins via hyperfine interaction. This enables the optical neutral exciton eigenstates orientation without any external magnetic field. We have confirmed these experimental results using a Fabry-Perot interferometer in order to increase the spectral resolution of our microphotoluminescence set up. In a second step, we present experiments performed in the coherent regime, in a time scale shorter than the system dephasing time, in a sample where the quantum dots are embedded in a Schottky-diode structure. The quantum dot is excited resonantly with short pulses (Fourier transform limited) and, using an original detection scheme, we detect the luminescence signal on a spectator state. We demonstrate the Rabi oscillations of the exciton state in a single quantum dot. Finally, using frequency swept chirped pulses, we show that it is possible to prepare robustly and with a strong fidelity an exciton state in a single quantum dot. This is a first step toward the Q-bit implementation and manipulation in a single quantum dot

Un volumineux magmatisme anorogénique a recouvert une large partie (1.500.000 km2) du craton Amazonien à 1880 Ma et définit une province magmatique felsique qu'on appelle l'événement Uatumã. L'objectif de ce travail est d'étudier le paléomagnétisme ainsi que la pétrologie de ces roches afin de préciser le cadre spatio-temporel de cet événement et de définir la place du craton Amazonien au sein du Supercontinent Columbia. Deux régions d'études localisées dans le sud-ouest du craton Amazonien (Pará) ont permis de collecter les échantillons nécessaires : (1) la région de Tucumã où 16 filons felsiques, 7 filons mafiques, un filon gabbroïque et 3 sites du socle archéen ont été collectés. (2) la région de São Felix do Xingu où on a échantillonné 7 sites de laves rhyolitiques, 2 sites d'ignimbrites, un filon felsique et un site de brèches volcaniques qui appartiennent à la formation Santa Rosa. 6 sites de la formation Sobreiro (roches volcanoclastiques andésitiques) ainsi qu'un filon felsique de la suite Velho Guilherme ont aussi été collectés. Un des résultats majeurs de la pétrologie des filons felsiques de Tucumã (1880.9 ± 6.7 Ma U-Pb sur zircon) a été de montrer qu'ils représentent le système filonien associé à la formation volcanique Santa Rosa. L'aimantation rémanente des filons felsiques est portée par la magnétite et l'hématite. Cette hématite est syn- à post-magmatique et sa formation, à partir des fluides hydrothermaux, peut être quantifiée grâce certaines propriétés magnétiques. Les désaimantations (en champ alternatif, thermiques) montrent une composante A caractéristique de direction nord-ouest avec une inclinaison positive dont la moyenne par site donne un pôle paléomagnétique localisé à 52.9°S, 76.4°E (A95= 10.4°, K= 13.52). Une réaimantation régionale mésozoïque en relation avec les filons de la CAMP (Central Atlantic Magmatic Province) est observée dans cette région. Les meilleurs résultats paléomagnétiques ont été obtenus dans la région de São Felix de Xingu. Deux nouveaux pôles paléomagnétiques primaires, ont été déterminés: (i) Le pôle SF1 (319.7°E, 24.7°S, N= 10; A95= 16.9°) est obtenu pour des andésites et des rhyolites datés à 1877.4 ± 4.3 Ma (U-Pb zrn, LA-ICPMS), son origine primaire est confirmée par un test de contact inverse (> 1853 Ma). La pétrographie montre que la minéralogie magnétique de cette composante est l'hématite formée par des fluides hydrothermaux syn- à post-magmatiques. (ii) Le pole SF2 (220.1°E, 31.1°N, N= 15; A95= 9.7°) est déterminé par l'aimantation rémanente du filon felsique de la Suite Velho Guilherme, mais aussi par l'aimantation secondaire dans les échantillons de la formation Santa Rosa et Sobreiro. Un âge de 1853.7 ± 6.2 Ma (U-Pb zrn, LA-ICPMS) est calculé pour le filon felsique portant SF2, dont l'origine primaire est confirmée par un test de contact positif. Les pôles SF1 et SF2 sont très différents, malgré une différence d'âge de seulement ~25 Ma. Des résultats paléomagnétiques similaires ont été obtenus pour les pôles de même âge dans d'autres cratons (Inde, Supérieur (Laurentia), Slave (Laurentia), Kalahari, Baltica et Sibérie), et peuvent être expliqués par un événement de Vrai Dérive Polaire (VDP). Cette époque (~1880 Ma) est marquée par une forte activité du manteau, qui aboutit à la formation du Supercontinent Columbia, autour de 1850 - 1800 Ma. La formation de superpanaches est une conséquence possible de l'assemblage du supercontinent et de l'effet d'isolation thermique du manteau qui en résulte, ou bien lui est concomitante. Les superpanaches peuvent provoquer des perturbations de densité modifiant le tenseur inertiel de gravité de la Terre. Un rapide événement de Vrai Dérive Polaire (VDP) peut ainsi avoir eu lieu, ce qui va déplacer rapidement les continents et les superpanaches vers l'équateur. Ces événements peuvent être liés à une réorganisation du manteau dans son ensemble à la suite d'une période de faible activité magmatique entre 2400 et 2200 Ma. / An anorogenic magmatism covered a large part (1.500.000 km2) of the Amazonian craton at ca. 1880 Ma and defined a Silicic Large Igneous Province (SLIP) called the Uatumã event. The aim of this work is to study the paleomagnetism and petrology of these rocks to define the space-time framework of the Uatumã event and to try to elucidate the Amazonian craton evolution during the Columbia supercontinent amalgamation. Two regions were selected in the southwestern Amazonian craton (Pará) for sampling: (1) The Tucumã area where 16 felsic dikes, 7 mafic dikes, a gabbroic dike and 3 sites of the Archean basement were collected, and (2) the São Felix do Xingu area where, 7 sites of rhyolitic lava flows, 2 sites of ignimbrites, a felsic dike and a volcanic breccia belonging to the Santa Rosa Formation were sampled, and also 6 sites of the Sobreiro Formation (volcanoclastic rocks, andesitic) and one felsic dike of the Velho Guilherme Suite were collected. Petrology of the felsic dikes of Tucumã (1880.9 ± 6.7 Ma U-Pb zrn) showed that they represent the dike swarm associated with the Santa Rosa volcanic Formation. The remanent magnetization of the felsic dikes is carried by PSD magnetite and hematite. This hematite is syn- to post magmatic derived from hydrothermal fluids. Magnetic mineralogy can be used as a proxy to quantify the hydrothermal alteration. AF, thermal, LTD + AF and LTD + thermal demagnetizations show a northwest direction with a positive inclination (component A), whose site mean directions gives a paleomagnetic pole located at 52.9°S, 76.4°E, A95= 10.4 °, K= 13.52). However, this component seems to represent a remagnetization, probabily occurred at Neoproterozoic times. Another magnetic component (named component B) was also isolated for these rocks, and it was associated to a Mesozoic regional remagnetization related to the Central Atlantic Magmatic Province (CAMP). Yet, a third southwestern direction with low positive inclination (component C) was also isolated for some sites. This component was interpreted to be related with the ca. 1760 Ma Velho Guilherme magmatic intrusion. The best paleomagnetic results were obtained in the São Felix do Xingu area. Two new primary paleomagnetic poles have been determined: (i) SF1 pole (319.7°E, 24.7°S, N= 10; A95= 16.9 °) was obtained for andesites and rhyolites dated to 1877.4 ± 4.3 Ma (U-Pb zrn, LA-ICPMS), and its primary origin is confirmed by an inverse baked contact test (> 1853 Ma). Petrography shows that the magnetic mineralogy of this component is hematite formed by hydrothermal fluids syn- to post magmatic. (Ii) SF2 pole (220.1°E, 31.1°N, N= 15 ° A95= 9.7 °) was determined by the remanent magnetization of the felsic dike of the Velho Guilherme Suite but also as secondary magnetizations in samples of the Santa Rosa and Sobreiro Formations. An age of 1853.7 ± 6.2 Ma (U-Pb zrn, LA-ICPMS) is calculated for the felsic dike carrying SF2, whose primary origin is confirmed by a positive baked contact test. The SF1 and SF2 poles have a significant difference in angular distance, for a time interval of only ~25 Ma. Similar coeval paleomagnetic discrepancies were observed for other cratons (India, Superior (Laurentia), Slave (Laurentia), Kalahari, Baltica and Siberia), which can be explained by a True Polar Wander (TPW) event at ca. 1880 - 1860 Ma. This period is marked by a high mantle activity, which results in the amalgamation of the Columbia supercontinent, formed at ca. 1850 - 1800 Ma. Amalgamation of supercontinent may cause the formation of superplume and thermal insulation which can disturb mass distribution in mantle and alter the inertial gravity tensor of the Earth. A True Polar Wander (TPW) event may thus have taken place, which will move the cratons and the superplumes towards the equator. These conditions may be related to a reorganization of the whole mantle following a global magmatic quiescence between 2400 and 2200 Ma.

La banquise arctique est une plaque de glace flottant à la surface de l'océan sur plusieurs millions de km2. La variation spatiale et temporelle de son épaisseur contrôle les échanges d'énergie mécanique et thermique entre l'atmosphère et l'océan. De ce fait, la banquise est une sorte d'isolant pour l'océan arctique, qui lui même joue un rôle déterminant dans la circulation thermohaline de l'océan mondial, et par voie de conséquence sur le climat de la planète.<br />On observe une disparition significative et progressive de la banquise depuis environ un demi siècle, disparition qui s'est accélérée au cours des dernières années, a tel point qu'elle dépasse les prévisions les plus alarmistes des modèles les plus sophistiqués.<br />Nous montrons dans cette thèse que cette sous-estimation pourrait être le résultat de l'utilisation d'un cadre de modélisation inadéquat : en considérant la banquise comme un milieu continu fluide, les modèles actuels ne parviennent pas a reproduire, entre autres, les propriétés d'intermittence et d'hétérogénéité de son champs de déformation que nous mettons en évidence. De ce fait, la fracturation de la banquise, bien que largement observable sur le terrain et/ou par satellite, n'est pas correctement reproduite. Or, elle apparait comme essentielle au regard de son contrôle sur le caractère isolant décrit plus haut.<br />Dans ce travail, nous suggérons également d'adopter un nouveau schéma de modélisation, considérant la banquise comme une plaque rigide ayant un comportement mécanique elasto-fragile.

Nous considérons le problème de l'estimation d'une fonction inconnue en un point fixe à l'aide de données régies par des modèles de régression ou de diffusion. Pour définir le risque associé à l'emploi d'un estimateur et ainsi mesurer la qualité de celui-ci, nous utilisons la fonction de perte liée à l'erreur absolue. Le travail de cette thèse suit l'approche minimax dont l'objectif est de trouver une borne inférieure asymptotique du risque minimax puis de construire un estimateur, dit asymptotiquement efficace, dont le risque maximal atteint asymptotiquement cette borne.<br />Pour un modèle de régression non paramétrique et hétéroscédastique, où l'écart-type du bruit dépend à la fois du régresseur et de la fonction de régression supposée appartenir à une classe höldérienne faible de régularité connue, nous montrons qu'un estimateur à noyau est asymptotiquement efficace. Lorsque la régularité de la fonction de régression est inconnue, nous obtenons la vitesse de convergence minimax adaptative des estimateurs sur une famille de classes höldériennes. Enfin, pour un modèle de diffusion où la dérive appartient à un voisinage höldérien faible centré en une fonction lipschitzienne, nous présentons la construction d'un estimateur à noyau asymptotiquement efficace.

La thématique de recherche de cette thèse est l'amplification paramétrique optique d'impulsions à dérive de fréquence (OPCPA). Il s'agit d'une technique prometteuse pour l'amélioration de la qualité des impulsions laser ultra courtes et intenses, qui vise à remplacer les pré-amplificateurs traditionnels des lasers à base de Saphir dopé au Titane, car elle possède de nombreux avantages vis-à-vis de ceux-ci, parmi lesquels l'absence de rétrécissement spectral par le gain. Depuis quelques années, la technique OPCPA est utilisée dans de nombreux laboratoires français et étrangers, dans des chaînes laser de puissance élevée ou pour la génération d'impulsions ultra-courtes. Lors de cette thèse, les intérêts et les limites expérimentales de cette technique ont été étudiés afin de l'utiliser en tant qu'injecteur pour une chaîne laser de haute intensité. L'amplification paramétrique optique d'impulsions à dérive de fréquence est un phénomène d'optique non linéaire du deuxième ordre qui combine les technologies d'amplification paramétrique et d'amplification d'impulsions à dérive de fréquence. Une source de pompe optique intense et une source signal faible interagissent dans un cristal non linéaire, permettant ainsi l'amplification du signal et s'accompagnant de la génération d'une nouvelle onde dite " complémentaire ". Deux configurations permettant un accord de phase large bande correspondant à des impulsions très courtes ont été étudiés. La première configuration d'amplification paramétrique qui fut développée est non dégénérée et non colinéaire. Les faisceaux signal et pompe sont générés par deux sources laser indépendantes et la synchronisation temporelle entre faisceaux est externe. La deuxième configuration est quasi-dégénérée et quasi-colinéaire. Les faisceaux proviennent d'une même source laser et sont ainsi synchronisés de façon naturelle. La seconde géométrie d'interaction s'est avérée être la plus prometteuse pour les études souhaitées. Son développement fut poursuivi en réalisant un schéma d'amplification hybride dans lequel un amplificateur paramétrique est combiné à un amplificateur à multiples passages traditionnel. Le signal ainsi amplifié est alors re-comprimé temporellement par un ensemble de quatre prismes associés à un filtre acousto-optique à dispersion programmable. La qualité spatiale ainsi que celle du front d'onde de l'impulsion incidente sont conservées pendant l'amplification. Une énergie de 300 µJ et un gain supérieur à 105 ont été obtenus sans réduction de la largeur spectrale des impulsions incidentes. La durée des impulsions obtenue après re-compression temporelle fut de 35 fs. La mise en évidence des verrous technologiques par la réalisation expérimentale d'une telle source va ainsi permettre d'améliorer le dispositif dont les résultats prometteurs démontrent tout l'intérêt d'utiliser ce type de système pour l'amplification d'impulsions laser ultra-courtes.

La diversité des organismes est essentielle pour leur capacité à évoluer et s'adapter aux variations environnementales. De ce fait, déterminer les facteurs responsables de l'origine de cette diversité ainsi que de la maintenance de la variabilité génétique observée reste un objectif fondamental en recherche. L'objectif de cette thèse était de comprendre les facteurs évolutifs maintenant le polymorphisme neutre. L'influence des processus évolutifs tels que la sélection naturelle et la dérive génétique étant complexes, nous avons combiné des approches complémentaires expérimentale et théorique. Le système expérimental utilisé, la bactérie Escherichia coli et l'amibe sociale Dictyostelium discoideum nous a permis d'étudier dans un premier temps la variabilité naturelle des interactions existant entre les deux espèces. Dans une seconde partie, nous avons étudié les traits bactériens impliqués dans cette variabilité. Nous avons montré que les bactéries portant des facteurs de virulence sont plus résistantes à la digestion des amibes, ce qui est en accord avec l'hypothèse de coïncidence évolutive des facteurs de virulence. Le deuxième volet de cette thèse concerne les aspects de génétique des populations de ce système. La troisième partie de notre expérimentation était de suivre les variations temporelles des fréquences alléliques de populations bactériennes comportant un marqueur neutre, durant 300 générations et sous quatre conditions environnementales : avec ou sans structuration spatiale et avec ou sans facteur biotique. Nous avons observé que les variations des fréquences alléliques observées étaient compatibles avec la dérive génétique. L'objectif du modèle théorique a été dans un premier temps d'étudier les effets de la stochasticité démographique sur les probabilités de fixation d'un nouvel allèle neutre arrivant dans une population résidente ainsi que sur le temps de fixation. La probabilité de fixation ainsi que le temps de fixation sont modifiés par les effets stochastiques lorsque l'on compare nos modèles à taille de population fluctuantes à un modèle à taille de population constante tel que le modèle de Moran.

Des évaluations de pertes verticales du jet pendant une pulvérisation agricole assistée par air ont été effectuées en utilisant un traceur fluorescent et des lignes de PVC comme collecteurs. Des analyses par régression linéaire multiple et l'inférence par logique floue ont été employées pour évaluer les effets des conditions micro-climatiques sur deux spectres de tailles de gouttes (fine et très fine). Les modèles de régression multiple ont été établis pour chaque série d'essai, selon leur distribution de la taille des gouttes pulvérisées. Pour l'application fine les variables significatives étaient vitesse de vent, température de l'air et la différence psychrométrique (DeltaT), obtenant un coefficient de détermination égal à 0.70. Dans le traitement très fin la modélisation du paramètre de stabilité atmosphérique avéré pour être également significatif ; le coefficient de détermination était égal à 0.82. Les pertes ont été également modélisées avec un système d'inférence floue et des bons coefficients de détermination ont été obtenus (R2=0.72 pour la pulvérisation fine et 0.66 pour la pulvérisation très fine). Des règles interprétables ont été fixées pour la caractérisation micro-climatique, pour les deux distributions de taille de gouttes. Ces deux outils peuvent être combinés avec la modélisation physique pour évaluer la pollution atmosphérique et la dérive à partir des essais simplifiés sur le terrain.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Cette recherche porte sur des modélisation des évolutions à long terme du trait de côtes, dans laquelle on propose un modèle qui combine à la fois une contribution des processus cross-shore et celle de processus longshore pour améliorer les capacités prédictives. Le modèle cross-shore de Splinter et al. (2014) est ré-implémenté dans un but de comparaison avec le modèle combiné. Nous présentons un modèle longshore simple basé sur une approche "one-line" moyenne dans le temps. L’analyse de ce modèle longshore donne l’orientation de la plage d’équilibre par rapport à l’orientation de l’onde incidente. Il révèle également qu’une partie de la variabilité saisonnière des positions du trait de côte est due au transport par la dérive littorale. Par conséquent, la contribution longshore du modèle combiné améliore les capacités prédictives. Les prédictions du modèle sont confrontées à des mesures des positions du trait de côte de différents types de plages, comme celles de Truc Vert, en France et des plages en baie avec courbure de Narrabeen, en Australie et de Nha Trang, au Vietnam.Cette thèse offre deux nouvelles contributions précieuses. Le premier est un modèle longshore simple et l’orientation de la plage d’équilibre. Le second est un modèle combiné de long-shore et cross-shore. / This research focuses on the long-term shoreline evolution modeling, in which a combined model comprising the shoreline change due to longshore drift in a cross-shore shoreline model is proposed to improve the predictive skills of the long-term shoreline response. The cross-shore shoreline model of cite{splinter2014} is re-implemented for a purpose of comprehensive comparison with the combined model. A simplified longshore shoreline model is developed on the basis of the one-line type approach. The analysis of this longshore model yields the equilibrium beach orientation in relation to the incident wave orientation. It also reveals that part of seasonal shoreline position variability is due to the longshore transport. Therefore, the presence of the longshore model in the combined model clearly improves the model skills. The shoreline evolution models are calibrated with data from different beach types, such as a straight open beach shoreline of Truc Vert, France and embayed beach shoreline of Narrabeen, Australia and Nha Trang, Vietnam.This thesis gives two valuable contributions. The first one is a simplified longshore model and the equilibrium beach orientation. The second one is a combined longshore cross-shore phenomenological model.