La technique de microscopie SEEC (Surface Enhanced Ellipsometric Contrast) permet l'observation directe de couches moléculaires. Notre objectif global est d'exploiter cette possibilité pour étudier la structure d'équilibre de domaines amphiphiles d'épaisseur nanométrique et d'étendue finie (quelques microns) déposés sur une surface solide. Ces domaines subissent une pression de Laplace importante, qui dépend de leur rayon R comme 1/R. Cette pression agit sur ces systèmes 2D comme une contrainte externe qu'on peut moduler en faisant varier la taille des domaines. La mesure de leur épaisseur en fonction de leur taille est donc une façon d'explorer les isothermes de ces systèmes, ce qui est le pendant pour des systèmes supportés des études effectuées au moyen d'une cuve de Langmuir sur les monocouches à la surface de l'eau. Idéalement, ces domaines se réduisent à une simple monoou bicouche. En pratique, ils adoptent souvent la forme de ziggourats constitués de plusieurs étages (gouttes terrassées). Le travail présenté dans cette thèse est une première étape dans la démarche évoquée ci-dessus. Il a permis de mettre en évidence pour la première fois les effets de la tension de Laplace sur la structure de domaines bicouches. L'étude est réalisée à l'aide de molécules amphiphiles de natures très différentes : 1) des copolymères à blocs symétriques, 2) des phospholipides. Elle exige la maîtrise du dépôt, de l'environnement et de l'évolution de nano-gouttes smectiques sur une surface, et le développement d'outils d'analyse adaptés. Elle implique principalement deux techniques : la Microscopie à Force Atomique (AFM) et la microscopie optique en contraste SEEC.

La technique de microscopie SEEC (Surface Enhanced Ellipsometric Contrast) permet l’observation directe de couches moléculaires. Notre objectif global est d’exploiter cette possibilité pour étudier la structure d’équilibre de domaines amphiphiles d’épaisseur nanométrique et d’étendue finie (quelques microns) déposés sur une surface solide. Ces domaines subissent une pression de Laplace importante, qui dépend de leur rayon R comme 1/R. Cette pression agit sur ces systèmes 2D comme une contrainte externe qu’on peut moduler en faisant varier la taille des domaines. La mesure de leur épaisseur en fonction de leur taille est donc une façon d’explorer les isothermes de ces systèmes, ce qui est le pendant pour des systèmes supportés des études effectuées au moyen d’une cuve de Langmuir sur les monocouches à la surface de l’eau. Idéalement, ces domaines se réduisent à une simple monoou bicouche. En pratique, ils adoptent souvent la forme de ziggourats constitués de plusieurs étages (gouttes terrassées). Le travail présenté dans cette thèse est une première étape dans la démarche évoquée ci-dessus. Il a permis de mettre en évidence pour la première fois les effets de la tension de Laplace sur la structure de domaines bicouches. L’étude est réalisée à l’aide de molécules amphiphiles de natures très différentes : 1) des copolymères à blocs symétriques, 2) des phospholipides. Elle exige la maîtrise du dépôt, de l’environnement et de l’évolution de nano-gouttes smectiques sur une surface, et le développement d’outils d’analyse adaptés. Elle implique principalement deux techniques : la Microscopie à Force Atomique (AFM) et la microscopie optique en contraste SEEC. / La technique de microscopie SEEC (Surface Enhanced Ellipsometric Contrast) permet l’observation directe de couches moléculaires. Notre objectif global est d’exploiter cette possibilité pour étudier la structure d’équilibre de domaines amphiphiles d’épaisseur nanométrique et d’étendue finie (quelques microns) déposés sur une surface solide. Ces domaines subissent une pression de Laplace importante, qui dépend de leur rayon R comme 1/R. Cette pression agit sur ces systèmes 2D comme une contrainte externe qu’on peut moduler en faisant varier la taille des domaines. La mesure de leur épaisseur en fonction de leur taille est donc une façon d’explorer les isothermes de ces systèmes, ce qui est le pendant pour des systèmes supportés des études effectuées au moyen d’une cuve de Langmuir sur les monocouches à la surface de l’eau. Idéalement, ces domaines se réduisent à une simple monoou bicouche. En pratique, ils adoptent souvent la forme de ziggourats constitués de plusieurs étages (gouttes terrassées). Le travail présenté dans cette thèse est une première étape dans la démarche évoquée ci-dessus. Il a permis de mettre en évidence pour la première fois les effets de la tension de Laplace sur la structure de domaines bicouches. L’étude est réalisée à l’aide de molécules amphiphiles de natures très différentes : 1) des copolymères à blocs symétriques, 2) des phospholipides. Elle exige la maîtrise du dépôt, de l’environnement et de l’évolution de nano-gouttes smectiques sur une surface, et le développement d’outils d’analyse adaptés. Elle implique principalement deux techniques : la Microscopie à Force Atomique (AFM) et la microscopie optique en contraste SEEC.

The thermal response of a borehole field is often described by non‐dimensional response factors called gfunctions.The g‐function was firstly generated as a numerical solution based on SBM (Superposition BoreholeModel). An analytical approach, the FLS (Finite Line Source), is also accepted for generating the g‐function. In thiswork the potential to numerically produce g‐functions is studied for circular borehole fields using the commercialsoftware COMSOL. The numerical method is flexible and allows the generation of g‐functions for any boreholefield geometry. The approach is partially validated by comparing the solution for a square borehole field containing36 boreholes (6x6) with g‐functions generated with the FLS approach and with the program EED (Earth EnergyDesigner). The latter is based on Eskilsons SBM, one of the first documents where the concept of g‐functions wasintroduced. Once the approach is validated, the square COMSOL model is compared with a circular geometryborehole field developed by the same method, consisting of 3 concentric rings having 6, 12, and 18 boreholes.Finally the influence on the circular geometry g‐function is studied when connecting the boreholes in radial zoneswith different thermal loads. / Den termiska responsen för ett borrhålsfält beskrivs ofta med den dimensionslösa responsfunktionen kallad gfunktion.Responsfunktionen togs först fram som en numerisk lösning med SBM (Superposition Borehole Model).En analytisk metod, FLS (Finite Line Source) är också accepterad för framtagandet av g‐funktioner. I det här arbetetundersöks förutsättningarna att numeriskt ta fram g‐funktioner för cirkulära borrhålsfält genom att använda detkommersiella simuleringsprogrammet COMSOL Multiphysics. Den numeriska metoden är flexibel och kananvändas för alla typer av borrhålsgeometrier. Metoden att använda COMSOL valideras delvis genom att jämföraresultatet för ett kvadratiskt borrhålsfält innehållande 36 borrhål (6x6) med lösningar framtagna med FLS och meddimensioneringsprogrammet EED (Earth Energy Designer). Det senare har sin grund i Eskilsons SBM, ett av deförsta arbeten där begreppet g‐funktion introducerades. När metoden att använda COMSOL verifierats, jämförsden kvadratiska borrhålsmodellen med en cirkulär borrhålskonfiguration, upprättad med samma metod,innehållande 3 koncentriska ringar om vardera 6, 12, 18 borrhål. Slutligen undersöks hur den termiska responsenpåverkas då borrhålen i ett cirkulärt borrhålsfält kopplas samman och grupperas i radiella zoner med olika termiskalaster. / SEEC Scandinavian Energy Efficiency Co.