Th.--Sci.--Toulouse--I.N.P., 1977. N°: 20.

Dans cette thèse nous donnons une description complète de la dynamique d'une classe L de fonctions de degré un du cercle, supposées de classe (deux fois dérivable) C^2 à l'exception de deux points où seule la continuité est exigée, et telles qu'elles soient constantes sur un des intervalles délimité par ces derniers. De plus sur des demi-voisinages ouverts de ces points elles s'écrivent sous la forme x^l où l est un nombre réel positif appelé l'exposant critique de la fonction. Dans le chapitre 2 nous montrons pour la sous-classe de L des fonctions dont le nombre de rotation est de type borné, l'existence d'une transition dans la géométrie du système lorsque l'exposant critique traverse 2. Le cas plus général de fonctions en L avec nombre de rotation infinie est considéré dans le chapitre 3. Il devient pourtant plus délicat d'émettre des conjectures ; on rencontre parfois des surprises dues à laprésence de phénomènes paraboliques. De plus, nos résultats sur les applications du cercle nous permettent d'étudier l'intéressante théorie des flots de Cherry (chapitre 4). En particulier, on construit un exemple de tel flot qui a ensemble quasi-minimale métriquement non trivial. Nous donnons également une description complète des mesures physiques sur ce flot. Dans le chapitre 5 nous construisons un contrexemple de Denjoy qui est un difféomorphisme (indéfiniment dérivable) C^∞ partout sauf dans un point qui est demi-critique plat pour la fonction.

Dans cette thèse nous donnons une description complète de la dynamique d’une classe L de fonctions de degré un du cercle, supposées de classe (deux fois dérivable) C^2 à l’exception de deux points où seule la continuité est exigée, et telles qu’elles soient constantes sur un des intervalles délimité par ces derniers. De plus sur des demi-voisinages ouverts de ces points elles s’écrivent sous la forme x^l où l est un nombre réel positif appelé l’exposant critique de la fonction. Dans le chapitre 2 nous montrons pour la sous-classe de L des fonctions dont le nombre de rotation est de type borné, l’existence d’une transition dans la géométrie du système lorsque l’exposant critique traverse 2. Le cas plus général de fonctions en L avec nombre de rotation infinie est considéré dans le chapitre 3. Il devient pourtant plus délicat d’émettre des conjectures ; on rencontre parfois des surprises dues à laprésence de phénomènes paraboliques. De plus, nos résultats sur les applications du cercle nous permettent d’étudier l’intéressante théorie des flots de Cherry (chapitre 4). En particulier, on construit un exemple de tel flot qui a ensemble quasi-minimale métriquement non trivial. Nous donnons également une description complète des mesures physiques sur ce flot. Dans le chapitre 5 nous construisons un contrexemple de Denjoy qui est un difféomorphisme (indéfiniment dérivable) C^∞ partout sauf dans un point qui est demi-critique plat pour la fonction. / The principal purpose of this thesis is to give a complete description of the dynamics of a class L of circle maps of degree one, supposed to be (two times differentiable) C^2 everywhere with the exception of two points where the maps are continuous. Moreover the maps are constant on any of the two intervals delimited by this two points. In particular, on a half open neighborhood of this two points the maps can be written as an x^l where the real positive number l is called the critical exponent of the function. In Chapter 2 we prove the existence of a global phase transition when the critical exponent passes through l = 2, for functions of L with rotation number of bounded type. The more general case of function in L with rotation number of unbounded type is studied in Chapter 3. In this case it becomes more delicate to make conjectures ; in fact it often hides surprises due to the presence of underlying parabolic phenomena. Moreover, our results on circle maps give us the opportunity to study the interesting theory of Cherry flows (Chapter 4). In particular we construct an example of such a flow with a metrically non-trivial quasi-minimal set and we give a complete description on the physical measures for this kind of flows. In Chapter 5 we construct a Denjoy counterexample which is a (smooth) C^∞ diffeomorphism away from a half-critical point.

Ce travail a concerné la préparation des premières nanoparticules de supraconducteurs moléculaires dont la croissance en solution a pu être contrôlée par l'ajout de molécules amphiphiles neutres (amines, imines, acides carboxyliques). Notre étude s'est principalement focalisée sur les sels de Bechgaard (TMTSF)2X (TMTSF : tétraméthyltétrasélénafulvalène, X = ClO4 ou PF6) et sur le dérivé (BEDT-TTF)2I3 (BEDT-TTF : bis(éthylènedithio)tétrathiafulvalène). La taille, la morphologie et l'état de dispersion des nanoparticules ont été contrôlés par la nature et la concentration du structurant amphiphile. Ces nanoparticules ont été caractérisées par des méthodes spectroscopiques (IR, Raman, UV-visible, spectrométrie de photoélectrons), diffractométriques et microscopiques (microscopie électronique à transmission et AFM). Elles présentent une transition vers un état supraconducteur mise en évidence par des mesures de résistivité électrique ou de susceptibilité magnétique. Finalement, le pouvoir thermoélectrique des nano-objets de (BEDT-TTF)2I3 a été évalué. Des mesures préliminaires de facteur de mérite thermoélectrique (ZT) en font des candidats potentiels pour la réalisation de modules thermoélectriques organiques. / In this work, we described the preparation of the first nanoparticles of molecule-based superconductors for which the growth has been controlled by the addition of neutral amphiphilic molecules (such as amines, imines, carboxylic acids). Our study focused on Bechgaard salts (TMTSF)2X (TMTSF: tetramethyltetraselenafulvalene, X = ClO4 or PF6) and (BEDT-TTF)2I3 (BEDT-TTF: bis(ethylenedithio)tetrathiafulvalene). The size, the morphology and the state of dispersion of the nanoparticles have been controlled by the nature and the concentration of the amphiphilic structuring agent. The particles have been characterized by spectroscopic methods (IR, Raman, UV-visible, photoelectron spectroscopy), X-Ray diffraction and microscopy (TEM and AFM). Small particles underwent a transition to a superconducting state, as evidenced by electrical resistivity or magnetic susceptibility measurements. Finally, the thermoelectric power of nano-objects of (BEDT-TTF)2I3 has been evaluated. Preliminary measurements of the thermoelectric figure of merit (ZT) make them potential candidates for future organic-based thermoelectric generators.

Durant les cultures cellulaires en bioréacteur, la physiologie des micro-organismes et les paramètres physico-chimiques (alimentations en gaz et en substrat, agitation, température, pH, pression) interagissent très fortement. La spécificité des bioréactions microbiennes, en relation avec les couplages irréductibles entre les transferts de chaleur, de matière et de quantité de mouvement, réside dans la complexité (milieu triphasique) et la dynamique (bioréaction autocatalysé) de ces systèmes. L’objectif de ce travail est de progresser dans la compréhension et le contrôle dynamique des intéractions entre les aspects biologiques et les aspects physiques à différentes échelles (macro, micro et moléculaire) pour conduire la réaction biologique vers l’objectif défini (production de biomasse, de métabolites intra ou extra cellulaires, …) et l’optimiser. Les cellules (concentration, forme, dimension, physiologie, …) affectent fortement les propriétés physico-chimiques des moûts et par conséquent, les performances des bioprocédés (vitesses spécifiques, rendements, productivité). Le comportement rhéologique particulier du moût est souvent utilisé pour comprendre l’impact de la biomasse microbienne sur le rendement et les performances du bioprocédé.Dans ce travail, des cultures axéniques, définies comme des cultures pures de microorganismes unicellulaires procaryote et eucaryote, sont considérées. Notre approche s’appuie sur des mesures physiques et physico-chimiques en ligne et hors ligne réalisées sur un bioréacteur instrumenté, mesures qui sont mises en place de façon à respecter les conditions imposées par les contraintes biologiques propres aux microorganismes et à la stratégie de culture choisie. Des cultures d’Escherichia coli et d’Yarrowia. lipolytica, à taux de croissance controlé par l’apport de substrat, ont été réalisées dans une gamme de concentration allant de 0.1 à 100 g l-1. Le bilan qui peut être dressé pour ce travail, tant sur les aspects scientifiques que technologiques, est le suivant :- conception et réalisation d’un outil d’investigation original construit sur la base d’un bioréacteur (20 l) et pourvu d’une boucle de recirculation instrumentée pour la mesure,- identification hydrodynamique (courbes de frottement) de conduites calibrées permettant la viscosimétrie en ligne durant une culture cellulaire, - conception, développement et validation d’un code, LoCoPREL, permettant simultanément le contrôle de la culture cellulaire suivant une stratégie définie, la gestion de séquences de débit dans la boucle de dérivation et l’acquisition des données issues de l’instrumentation spécifique employée,- comparaison des mesures réalisées en ligne à débit constant ou selon des séquences de débit,- mise en évidence du comportement non newtonien des moûts et d’écarts entre les mesures en ligne et hors ligne,- analyse des mesures physiques réalisées en ligne et hors ligne, en lien avec les performances de la culture / During cell cultures in bioreactors, micro-organism physiology closely interacts with physico-chemical parameters such as gas and feed flowrates, mixing, temperature, pH, pressure. The specificity of microbial bioreactions in relation with irreductible couplings between heat and mass transfers and fluid mechanics, led into complex (three-phase medium) and dynamic (auto-biocatalytics reaction) systems. Our scientific approach aims to investigate, understand and control dynamic interactions between physical and biological systems at different scales (macro, micro and molecular) for molecules, strains and/or bioprocess innovation. Cells (concentration, shape, dimension, physiology…) strongly affect physico-chemical properties of broth. Then the modification of these characteristics interacts with bioprocess performances (specific rates, yields…) with an improvement or, more frequently, a decrease of yields. Among these properties, rheological behaviour is a strategy widely used to understand the impact of cells and the derivation of bioprocess performances.In this manuscript, axenic cultures, defined as cultures of a pure and unicellular Prokaryote and Eukaryote microorganisms in bioreactors, are considered. Our approach is based on physical and physico-chemical on-line and off-line measurements in respect with accurate and stringent conditions imposed by cell culture strategy. Escherichia coli and Yarrowia lipolytica cultures were investigated with a control of growth rate by carbon feed in the range from 0.1 up to 100 g l-1. Our scientific and technical actions and results led:- to design and realize an original pilot based on a bioreactor (20 l) with a derivation loop including a specific on-line rheometric device as well as additional physical and biological measurements,- to identify, from a hydrodynamic standpoint, the generalized friction curves of calibrated ducts enabling on-line viscosimetry during cell cultures,- to conceive and validate a homemade software, named LoCoPREL, enabling simultaneously to control cell cultures under defined strategy and to manage flow sequences within the derivation loop,- to discuss and compare on-line physical measurements under constant flow rate and various sequence strategy related to investigated shear-rates,- to highlight about the non-newtonian rheological behaviour of broths and the gap between on-line and off-line measurements,- to analyse on-line and off-line physical measurements in the light of biological performances during fed-batch cultures (mass balance, specific rate, yield).

La connaissance de la structure thermique interne de la Terre est essentielle pour mieux appréhender les phénomènes géologiques observables à la surface du globe. Cette structure thermique est déterminée par les échanges thermiques conductifs et convectifs au sein du manteau. Ces derniers sont essentiellement contrôlés par les propriétés de transport thermique des roches du manteau. Le travail de thèse propose une étude de ces propriétés par la détermination expérimentale de la diffusivité thermique à haute température et haute pression. Pour cela, des mesures de diffusivité thermique sur monocristaux et agrégats naturels d'olivine (roches) ont été conduites à l'aide de trois méthodes de mesures, dont l'une a été élaborée à Montpellier. Les mesures sur monocristaux montrent une forte anisotropie de la diffusivité thermique et une contribution significative du rayonnement au transport thermique à haute température. Les mesures sur des péridotites déformées naturellement montrent que l'orientation préférentielle des cristaux d'olivine conduit à une anisotropie significative (25%) de la diffusivité thermique, qui se conserve à haute température. La comparaison entre le comportement des monocristaux et des agrégats d'olivine suggère que la contribution des phonons à la diffusivité thermique n'est pas affectée par les joints de grain ou les imperfections de la roche et que bien que diminuée par l'effet des joints de grains, la contribution radiative demeure significative à l'échelle de la roche. La diffusivité thermique résultante dans les conditions du manteau est proche de 1.5 mm2.s-1, et elle est 50% plus élevée que celle déduite des études antérieures. La modélisation des géothermes dans divers contextes géodynamiques montre que des valeurs réalistes de la contribution des phonons, ajoutées à une contribution radiative significative et une anisotropie de la diffusivité thermique peuvent avoir un effet majeur sur la dynamique de la lithosphère et du manteau convectif.

Le développement des LED de forte puissance, au début des années 2000, a engendré un besoin de caractérisation des propriétés radiométrique, photométrique et colorimétrique de ces sources, essentiellement pour des applications d'éclairage général. L'équipe « Rayonnements optiques » de l'Institut national de métrologie a étudié ces trois aspects en travaillant sur la thématique de la qualité de la lumière par le biais du rendu des couleurs lié à la perception visuelle. Des études ont été effectuées à partir de mesures physiques et visuelles sur des échantillons colorés éclairés par des LED montées dans une cabine à lumière. Les mesures physiques ont porté sur les répartitions spectrales des éclairages à LED à partir desquelles des paramètres colorimétriques (coordonnées chromatiques, température de couleur proximale, indices de rendu des couleurs) ont pu être évalués. L'analyse métrologique de ces données expérimentales a été réalisée à l'aide d'une méthode numérique de type Monte Carlo. Les mesures visuelles ont été obtenues à partir d'une expérience psychophysique reposant sur une méthode de comparaison par paires permettant de quantifier la qualité des éclairages à LED sur plusieurs échantillons colorés. Pour chaque échantillon, un classement des éclairages à LED, du meilleur au moins bon, a pu être proposé. La confrontation des résultats issus des mesures physiques et des mesures visuelles a conduit à présenter des pistes de quantification du rendu des couleurs des LED. Les résultats obtenus ont été transmis au comité technique TC 1-69 de la Commission internationale de l'éclairage (CIE), qui a pour rôle de définir une nouvelle recommandation pour l'évaluation des propriétés de rendu des couleurs des sources lumineuses d'ici à la fin 2010.

Dans cette thèse, nous étudions les sujets suivants :- la stabilité ergodique pour les systèmes conservatifs ;- la généricité de l'existence d'exposants positifs pour certains produits tordus avec fibres de dimension deux ;- rigidité des mesures $u$-Gibbs pour certains systèmes partiellement hyperboliques ;- la transitivité robuste.Nous donnons une preuve de la stabilité ergodique pour certains systèmes partiellement hyperboliques sans utiliser l'accessibilité. Ces systèmes ont été introduits par Pierre Berger et Pablo Carrasco, et ils ont les propriétés suivantes : ils possèdent une direction centrale bidimensionnelle ; ils sont non-uniformément hyperboliques avec un exposant positif et un exposant négatif le long de la direction centrale pour presque tout point, et la décomposition d'Oseledets n'est pas dominée.Dans un autre travail, nous donnons des critères de stabilité ergodique pour des systèmes ayant une décomposition dominée. En particulier, nous explorons la notion d'hyperbolicité par chaîne introduite par Sylvain Crovisier et Enrique Pujals. À l'aide de cette notion, nous donnons des critères explicites de stabilité ergodique et nous donnons quelques applications.Dans un travail commun avec Mauricio Poletti, nous prouvons que le produit aléatoire de difféomorphismes de surface conservatifs possède génériquement une région avec des exposants positifs. Nos résultats s'appliquent également aux produits tordus plus généraux.Nous étudions également les perturbations dissipatives de l'exemple de Berger-Carrasco. Nous classifions toutes les mesures $u$-Gibbs qui peuvent apparaître dans un voisinage de l'exemple. Dans ce voisinage, nous prouvons que toute mesure $u$-Gibbs est soit l'unique mesure SRB du système, soit la désintégration dans le feuilletage central est atomique. Dans un travail commun avec Pablo Carrasco, nous prouvons que cet exemple est robustement transitif (en fait robustement topologiquement mélangeant). / In this thesis we study the following topics:-stable ergodicity for conservative systems;-genericity of the existence of positive exponents for some skew products with two dimensional fibers;-rigidity of $u$-Gibbs measure for certain partially hyperbolic systems;-robust transitivity.We give a proof of stable ergodicity for a certain partially hyperbolic system without using accessibility. This system was introduced by Pierre Berger and Pablo Carrasco, and it has the following properties: it has a two dimensional center direction; it is non-uniformly hyperbolic having both a positive and a negative exponent along the center for almost every point, and the Oseledets decomposition is not dominated.In a different work, we find criteria of stable ergodicity for systems with a dominated splitting. In particular, we explore the notion of chain-hyperbolicity introduced by Sylvain Crovisier and Enrique Pujals. With this notion we give explicit criteria of stable ergodicity, and we give some applications.In a joint work with Mauricio Poletti, we prove that the random product of conservative surface diffeomorphisms generically has a region with positive exponents. Our results also hold for more general skew products.We also study dissipative perturbations of the Berger-Carrasco example. We classify all the $u$-Gibbs measures that may appear inside a neighborhood of the example. In this neighborhood, we prove that any $u$-Gibbs measure is either the unique SRB measure of the system or it has atomic disintegration along the center foliation. In a joint work with Pablo Carrasco, we prove that this example is robustly transitive (indeed robustly topologically mixing).

Dans l'optique d'une modification du système international d'unités (SI), le LNE développe l'expérience du triangle métrologique (ETM). Cette expérience consiste à appliquer la loi d'Ohm à l'aide des effets Hall quantique pour la résistance, Josephson pour la tension et tunnel à un électron (SET) pour le courant. L'objectif est d'augmenter notre connaissance de la cohérence des constantes impliquées dans ces phénomènes.<br />Dans ce cadre, nous nous somme intéressés dans cette thèse à la possibilité d'utiliser les pompes à électrons de type R à 3 jonctions de façon métrologique autour de 10 pA. Notre montage expérimental est conçu afin de mesurer le courant quantifié généré par le dispositif en utilisant un comparateur cryogénique de courants (CCC).<br />Les principaux résultats ont été obtenus avec une pompe fabriquée par la PTB couplée à un CCC connecté en contre-réaction interne, i.e. utilisé comme un amplificateur de courant et ne donnant qu'une valeur relative du courant. Ces expériences ont permis de montrer l'existence de marches de courant jusqu'à environ 16 pA et une stabilité du courant généré par le dispositif sur des temps longs, indépendamment de la fréquence de pompage jusqu'à 100 MHz. Le niveau de bruit blanc est de 10-15 fA/Hz^(1/2) et, après 7 heures de mesure à une fréquence de 100 MHz, une incertitude relative de type A de 4.10^(-6) a été atteinte.<br />La dernière partie de ce travail présente la première réalisation directe de l'ETM. Dans ce cas, le courant généré par la pompe traverse une résistance étalonnée et la tension aux bornes de celle-ci est comparée à la tension délivrée par un réseau Josephson. Les premiers résultats qui sont présentés semblent prometteurs.