Les aciers ferritiques éventuellement renforcés par dispersion d'oxydes sont envisagés comme matériaux de structure pour les réacteurs nucléaires de génération IV et de fusion. Leur utilisation est cependant limitée par une connaissance incomplète du diagramme de phases de l'alliage fer-chrome aux températures d'intérêt technologique et des phénomènes induisant la ségrégation préférentielle de l'un des éléments aux joints de grains ou en surface. Dans ce contexte, ce travail de thèse apporte une contribution à l'étude multi-échelle de l'alliage modèle binaire fer-chrome et de ses surfaces libres par simulations numériques. Nous commençons cette étude par des calculs ab initio de propriétés liées au mélange d'atomes de fer et de chrome. Nous mettons en évidence une physique complexe contrôlée par les interactions entre les moments magnétiques et l'environnement chimique local des atomes de chrome. Les propriétés surfaciques se révèlent également sensibles à l'effet du magnétisme atomique. C'est le cas par exemple de la ségrégation d'impuretés de chrome dans le fer ou de leur interaction à proximité de la surface. Dans un deuxième temps, nous construisons un modèle énergétique d'interactions de paires sur réseau rigide. Une dépendance des interactions en composition locale et en température permet de reproduire les résultats ab initio à température nulle et les résultats expérimentaux à haute température tout en restant efficace numériquement. Grâce à ce modèle, nous déduisons les limites de solubilité du chrome dans le fer-α à toutes températures par des simulations de Monte Carlo et un traitement statistique de champ moyen. La dernière étape de notre étude consiste à introduire les surfaces libres dans notre modèle énergétique. On étudie alors l'effet sur la ségrégation des différentes propriétés volumiques et surfaciques mises en évidence par les calculs ab initio. Enfin, nous calculons des isothermes de ségrégation. Nous proposons ainsi un modèle d'évolution de la composition des surfaces de l'alliage fer-chrome en fonction de sa composition en volume.

The results reported in this thesis contribute to the understanding of disordered systems, to mesoscopic physics on the one hand, and to the physics of spin glasses on the other hand. The first part of this thesis studies numerically coherent electronic transport in a non magnetic metal accurately doped with frozen magnetic impurities (a low temperature spin glass). Thanks to a recursive code that calculates the two terminal conductance of the system, we study in detail the metallic regime of conduction (large conductance) as well as the insulating regime (small conductance). In both regimes, we highlight a universal behavior of the system. Moreover, a study of correlations between the conductance of different spin configurations of impurities allows us to link these correlations with correlations between spin configurations. This study opens the route for the first experimental determination of the overlap via transport measurements. A second part of this thesis deals with the study of the mean field Sherrington-Kirkpatrick model, which describes the low temperature phase of an Ising spin glass. We are interested here in the generalization of this model to quantum spins (i.e including the possibility to flip by quantum tunneling) of this classical model that was well studied during the past thirty years. We deduce analytically motion equations at the semi-classical level, for which the influence of quantum tunneling is weak, and we compare them with the classical case. We finally solve numerically these equations using a pseudo-spectral method.

Nous avons élaboré des structures de quatre couches d'InN/InP (100) en enrichissant en In la surface nitrurée à l'aide d'une cellule d'évaporation calibrée. Les propriétés physiques de ces structures ont été étudiées in-situ à l'aide de spectroscopie, des électrons Auger (AES), des photoélectrons X (XPS) et UV (UPS) avant d'être analysées ex-situ par photoluminescence (PL) et mesures électriques (I(V) et C(V)). Nous avons mené une étude de PL en fonction de la température et l'évolution de l'énergie du pic de PL obtenue en fonction de la température suivait la forme en S-inversé caractéristique des effets de localisation. Les caractéristiques électriques courant-tension des structures Hg/InN/InP montrent qu'elles forment un contact Schottky. Les caractéristiques capacité-tension montrent qu'elles se comportent comme une structure lorsqu'on polarise négativement et comme une structure MIS quand on polarise positivement. Dans la dernière partie de cette thèse, des résultats sont présentés sur l'étude des propriétés physico-chimiques et optiques de semi-conducteurs poreux : le GaAs et l'InP poreux. L'effet de confinement quantique dans les cristallites de GaAs poreux a été confirmé après avoir caractérisé optiquement par Photoréflectivité (PR) et photoluminescence (PL) des échantillons de GaAs poreux

En utilisant des atomes refroidis par laser placés dans une onde stationnaire pulsée nous réalisons expérimentalement un système quantique présentant une dynamique chaotique à la limite classique appelé « kicked rotor ». Le kicked rotor est le paradigme de l'étude du chaos quantique. Un tel système présente un phénomène de « localisation dynamique » correspondant à la suppression de la diffusion ergodique par des interférences quantiques. Après un temps caractéristique, la distribution en impulsion est gelée à un état stationnaire et son énergie cinétique atteint une valeur asymptotique.<br />Le forçage périodique du kicked rotor est une condition nécessaire à l'apparition de la localisation dynamique. Dans ce cas, on montre que la localisation dynamique est équivalente à un modèle d'Anderson à une dimension pour les solides désordonnés. De nombreuses études numériques ont étudié l'analogie avec le modèle d'Anderson à deux et trois dimensions lorsque le forçage comporte deux et trois fréquences. Nous proposons une étude expérimentale de la destruction de la localisation dynamique par un forçage à deux fréquences en introduisant progressivement une seconde fréquence dans le forçage. Celle-ci révèle l'existence d'une loi d'échelle quantique concernant la délocalisation. Pour le modèle avec forçage à trois fréquences correspondant au modèle d'Anderson à trois dimensions les expériences montrent l'existence d'une transition de phase entre un état localisé et un état délocalisé.

Cette thèse porte sur le modèle d'Ising dilué, dans la région de transition de phase. Le modèle d'Ising est un modèle classique de la mécanique statistique ; il a la particularité de présenter deux phases distinctes à basse température, ce qui a motivé, entre autres, son utilisation pour l'étude rigoureuse de la coexistence de phases. Notre objectif était d'étendre la description du phénomène de coexistence de phases au cas du milieu aléatoire, c'est-à-dire au modèle d'Ising dilué, lorsque la température et la dilution sont suffisamment faibles pour que deux phases d'aimantation opposées apparaissent.<br /><br />La thèse comporte quatre chapitres. Dans un premier chapitre, nous adaptons les travaux de Pisztora au cas du milieu aléatoire et établissons une procédure de renormalisation compatible avec la dilution. Dans un second chapitre, nous étudions en détail la tension superficielle de ce modèle, pour la mesure de Gibbs correspondant à un milieu fixé, et pour la mesure moyennée. Nous caractérisons la limite à basse température de chacune de ces quantités et décrivons les formes des cristaux correspondants. Nous montrons que les déviations inférieures de la tension superficielle ont un coût surfacique et donnons une borne inférieure sur la fonction de taux à l'aide de méthodes de concentration de la mesure. Dans un troisième chapitre, nous décrivons le phénomène de coexistence de phases, sous la mesure Gibbs et sous la mesure moyennée. Dans un quatrième et dernier chapitre, nous concluons la thèse avec une application à la dynamique de Glauber, et montrons que l'autocorrélation décroît au plus vite comme une puissance inverse du temps.

L'utilisation de l'hélium a basse température en turbulence développée s'avère décisive pour l'étude des propriétés statistiques des champs de vitesse et de traceur passif, grâce a une gamme de nombres de Reynolds inégalée et a d'excellentes conditions de stabilité. Les expériences présentées dans cette thèse sont effectuées en géométrie confinée, entre deux disques en rotation. <br /><br />Nous décrivons dans un premier temps les transferts d'énergie a travers les échelles, et en particulier l'existence d'une tendance algébrique vers un régime asymptotique (loi des 4/5 de Kolmogorov) dans la limite des très grands nombres de Reynolds. Nous discutons en détail la validité de l'équation de Kolmogorov dans différentes configurations d'écoulement, et caractérisons en particulier l'influence des grandes échelles sur un tel régime asymptotique. <br /><br />Nous présentons dans un second temps de nouveaux résultats concernant des mesures de fluctuations de température, réalisées pour la première fois dans l'hélium a basse température. Nous caractérisons notamment l'intermittence du scalaire passif sous l'aspect des lois d'échelles anormales. Nous montrons que l'évolution des exposants de fonction de structure suggère la présence d'une saturation aux ordres élevés, signature de statistiques dominées par la présence de fronts intenses. Nous étudions les propriétés statistiques de ces fronts, et mettons en évidence leur répartition auto-similaire. <br /><br />Enfin, nous présentons de nouveaux résultats concernant les fluctuations de pression en turbulence, a partir d'une expérience originale de cavitation dans l'eau. Nous menons une étude qualitative des structures cohérentes de basse pression dans l'écoulement en contrarotation. Nous nous penchons ensuite sur leur contribution aux distributions de pression exponentielles, mesurées en volume, soulignant l'importance des grandes échelles dans la description des fluctuations de pression.

Cette thèse porte sur la rhéologie des pâtes granulaires. L'image classique pour les pâtes granulaires est qu'il y a une transition d'un écoulement frictionnel vers un écoulement lubrifié lors de l'augmentation du taux de cisaillement. Nous montrons qu'il existe en réalité une transition d'un écoulement localisé vers un écoulement non-localisé. Le paramètre pertinent caractérisant cette transition est le nombre de Leighton, qui est le rapport entre les forces lubrifiée et frictionnelle. Ce nombre définit un taux de cisaillement critique au-dessous duquel aucun écoulement stationnaire sans localisation ne peut exister. Par ailleurs, en menant à la fois des expériences en IRM et des expériences de rhéologie classique, nous définissons une viscosité pour les pâtes granulaires. Il faut pour cela tenir compte de la migration des particules vers les zones faiblement cisaillées lors de l'écoulement, migration qui engendre un profil de concentration des particules. La viscosité est donnée par une loi constitutive constituée de trois équations : l'équation de la courbe d'écoulement, l'équation de Krieger-Dougherty, et le rapport entre contrainte de cisaillement et première différence de contraintes normales. Enfin, nous étudions des suspensions rhéoépaississantes de fécule de maïs qui présentent également une transition d'un régime localisé vers un régime non-localisé autour d'un seuil de rhéoépaississement.

L'étude de matériaux intelligents, capables de s'adapter à des stimuli externes est actuellement en plein développement. La ligne directrice de cette thèse est la création de mousses avec des propriétés optiques particulières dans le domaine visible et modulables par un champ magnétique. Cela pose deux problèmes: parvenir d'une part à réaliser une mousse ordonnée constituée de cellules de taille micrométrique et d'autre part à coupler efficacement son arrangement avec un champ magnétique. Ce travail, au cœur des thématiques de la matière molle, se divise en trois parties. La première partie décrit le comportement rhéophysique de solutions aqueuses d'alginate de sodium (polyélectrolyte anionique) et de nanoparticules magnétiques, solutions qui gélifient en présence d'ions calcium. La seconde partie concerne les mousses aqueuses et les bulles monodisperses micrométriques: il est d'abord présenté l'étude de la pression osmotique et de la transition structurelle en fonction de la fraction liquide d'une mousse cristalline générée par un dispositif microfluidique (diamètre des bulles: ~ 100 µm). Puis, une méthode originale basée sur le rétrécissement de bulles est introduite pour créer des bulles ou des gouttes monodisperses micrométriques. Enfin, la troisième partie rassemble les différentes connaissances acquises pour accéder aux premières mousses gélifiées magnéto-stimulables.

Planners and managers often rely on coarse population distribution data from the census for addressing various social, economic, and environmental problems. In the analysis of physical vulnerabilities to sea-level rise, census units such as blocks or block groups are coarse relative to the required decision-making application. This study explores the benefits offered from integrating image classification and dasymetric mapping at the household level to provide detailed small area population estimates at the scale of residential buildings. In a case study of Boca Raton, FL, a sea-level rise inundation grid based on mapping methods by NOAA is overlaid on the highly detailed population distribution data to identify vulnerable residences and estimate population displacement. The enhanced spatial detail offered through this method has the potential to better guide targeted strategies for future development, mitigation, and adaptation efforts. / Includes bibliography. / Thesis (M.A.)--Florida Atlantic University, 2016. / FAU Electronic Theses and Dissertations Collection

O Programa Nacional de Assistência Estudantil (PNAES) tem como finalidade ampliar as condições de permanência de discentes no ensino superior público federal. O objetivo de investigação deste trabalho é avaliar a efetividade do PNAES, para responder a pergunta se o PNAES foi um sucesso ou fracasso na Universidade Federal de Alfenas (UNIFAL-MG), no período de 2014 a 2016. Para isso, foram elaborados o índice de evasão relativa e o índice de reprovação relativa, que comparam a proporção de evasão e reprovação entre alunos não assistidos e assistidos pelo PNAES. Os resultados dos índices foram utilizados para avaliar a efetividade do PNAES. O processo de avaliação seguiu a estrutura do marco lógico que detalha o PNAES em produto, atividades, objetivos e finalidade. Ademais, foi utilizada a técnica de análise de correspondência múltipla, para analisar outras variáveis atreladas à permanência dos alunos além da assistência estudantil. Os objetivos específicos da pesquisa foram: 1º) elaborar o índice de reprovação relativa e o índice de evasão relativa, para mensurar os resultados do PNAES; 2º) aplicar o instrumento de avaliação, denominado marco lógico, para orientar a avaliação da efetividade do PNAES na UNIFAL-MG; e 3º) analisar outras variáveis possivelmente associadas à permanência de alunos na UNIFAL-MG, além das ações de assistência estudantil, como o estágio não obrigatório e as atividades de pesquisa, monitoria e extensão. Foi realizada a avalição da efetividade para os alunos ingressantes no primeiro e segundo semestres de 2014. Foi possível observar que o PNAES foi efetivo no aspecto da evasão em todos os cursos, uma vez que nos semestres avaliados os alunos assistidos evadiram em proporção igual ou menor que os alunos não assistidos. Com relação à reprovação, o PNAES foi efetivo em 64% dos cursos analisados no 1º/2014 e em aproximadamente 66% dos cursos analisados do 2º/2014. Conclui-se que o PNAES foi um sucesso para o período analisado com relação à evasão, porém com a ressalva dos cursos que necessitam de estudos para levantar os motivos de reprovações dos alunos assistidos. A aplicação da técnica de análise de correspondência múltipla possibilitou levantar a hipótese: que as atividades de pesquisa, monitoria e extensão estão associadas à permanência dos alunos ingressantes no período entre o 1º/2014 até o 1º/2016, associação esta não podendo ser aplicada com relação aos alunos de estágio não obrigatório ingressantes no 1º/2015 e no 1º/2016. / The National Program of Student Assistance (PNAES) aims to extend the conditions of permanence of speeches in the federal public higher education. The objective of the research of this work is to evaluate the effectiveness of the PNAES to answer a question if the PNAES was a success or failure at the Federal University of Alfenas (UNIFAL-MG), from 2014 to 2016. For this, of relative avoidance and replication index, which compare the proportion of avoidance and disapproval among students not assisted and assisted by the PNAES. The results of the indices are used to evaluate the effectiveness of the PNAES. The evaluation process followed a logical framework structure that details the PNAES in product, activities, objectives and purpose. In addition, it was used as a multiple correspondence analysis technique to analyze other variables linked to students' permanence beyond student assistance. The specific objectives of the research are: 1) to elaborate the relative rejection index and the relative avoidance index, to measure the results of the PNAES; 2) to apply the assessment tool, called the Logical Framework, to guide an evaluation of the effectiveness of the NAPA in UNIFAL-MG; and 3) to analyze other variables possibly associated with the permanence of students in UNIFAL-MG, in addition to the student's actions, such as the non-compulsory internship and research, monitoring and extension activities. An evaluation of the effectiveness of incoming students was carried out in the first and second semesters of 2014. I found that it is not a participant of all courses, since in the semesters the students assisted were evaded in equal or lesser proportion than the unassisted students. With regard to failure, the PNAES was effective in 64% of the courses analyzed in 1/2014 and in approximately 66% of the courses analyzed in 2 / 2014. It was concluded that the PNAES was a success for the period analyzed with However, with a caveat of the courses that need studies to raise the pairs of student disapprovals. The application of the technique of multiple correspondence analysis makes it possible to raise the hypothesis: that as research, monitoring and extension activities are associated to the stay of incoming students in the period between 1º / 2014 until 1º / 2016, an association that can not be applied with for non-compulsory students entering the 1st / 2015 and the 1st / 2016.