Ce travail a pour objectif l’étude du tourbillon conique engendré à partir d’une maquette générique représentant un montant de baie de véhicule automobile. Cette structure tourbillonnaire est responsable de fortes fluctuations sur les vitres latérales et génère du bruit dans l’habitacle. Ces véhicules étant soumis à des vents turbulents, la sensibilité de la dynamique de cette structure tourbillonnaire à une turbulence amont a été étudiée, en plaçant une grille à l’entrée de la veine d’essais de la soufflerie.Les propriétés spatiales et temporelles des champs de vitesse et de pression pariétale ont été étudiées en associant simultanément la mesure de la vitesse par Stéréo-PIV haute fréquence à la mesure de pression pariétale fluctuante par capteurs déportés. Nous avons montré qu’un niveau modéré de turbulence amont (intensité : 6%) se traduit par une modification très importante de la dynamique du tourbillon et de la pression pariétale fluctuante associée. Notre conjecture est qu’en l’absence de turbulence externe, la contribution principale au Cp’ est liée à l’empreinte du coeur tourbillonnaire et du décollement secondaire induit. Au contraire, en présence de turbulence amont, la forte augmentation du Cp’ semble associée à une réponse globale de la structure tourbillonnaire.L’étude de la dynamique spatio-temporelle à partir des corrélations pression-vitesse a permis de mettre en évidence le couplage fort existant entre la dynamique de la nappe cisaillée et celle du coeur de la structure tourbillonnaire. Il existe ainsi une modulation de la fréquence de battement de la structure pilotée par la géométrie de la maquette et par les caractéristiques de la turbulence amont (intensité et échelle intégrale). / This work aims to study conical vortices generated from a generic model representing the A-pillar of an automotive vehicle. This vortex structure is responsible of strong fluctuations on the side window and generates noise in the cabin. As these vehicles are subjected to the turbulent wind, the sensitivity of vortex structure dynamics to an upstream turbulence was studied by adding a grid at the test section entrance of the wind tunnel.The spatial and temporal properties of the velocity fields and the wall pressure were studied by simultaneously combining High Speed Stereo-PIV and wall fluctuating pressure measurements with distant sensors. It is shown that a moderate level of upstream turbulence (6% of intensity) results in a very significant change of the vortex dynamics and the associated wall fluctuating pressure. Our assumption is that in the absence of external turbulence, the main Cp’ contributionis linked to the footprint of the vortex core and of the induced secondary separation. On the contrary, in the presence of upstream turbulence, the strong increase of Cp’ seems to be associated with a global response of the vortex structure. The study of the spatio-temporal dynamics withpressure-velocity correlations allowed highlighting the strong coupling between the dynamics ofthe shear layer and of the core of the vortex structure. Thus, there is a modulation of the flapping frequency of the vortex controlled by the geometry of the model and by the characteristics ofthe upstream turbulence (intensity and integral length scale).

Cette thèse vise à étudier la stabilité des phases métalliques et isolantes en compétition dans les systèmes 2D 1T-VS2 et composés dérivés, Cu⅔V⅓V2S4 et Sr3V5S11. Pour atteindre cet objectif, nous avons développé et optimisé des voies ad hoc de synthèse à hautes pressions pour stabiliser les nouvelles phases sous forme de monocristal de haute qualité, qui nous permettrait d’étudier les propriétés électroniques et de transport. Un important résultat de notre étude est le contrôle de la concentration, x, des atomes interstitiels V situés entre les plans adjacents VS2 dans le système V1+xS2, qui est obtenu en variant la pression de synthèse. Cela nous a permis d’explorer le diagramme de phase T-x du système. Le résultat principal de cette étude est que la phase CDW observée dans la phase stoichiométrique (x = 0) disparait rapidement avec x, alors que les propriétés métalliques sont augmentées. Dans Cu⅔V⅓V2S4, la substitution partielle du V par Cu dans le site interstitiel change complètement le système en un fermion semi-lourd aux caractéristiques prononcées du liquide de Fermi jusqu’à ~ 20 K, où la transition de Kondo apparait. Ce phénomène inattendu dans les sulfures suggère que la force des corrélations électroniques dans ces composés peut être pilotée en variant simplement la nature chimique et la concentration de l’atome intercalé. La force modérée des corrélations dans Cu⅔V⅓V2S4 ouvre le chemin vers une description théorique fiable de la disparition du régime de liquide de Fermi. Les corrélations électroniques apparaissent importantes aussi pour piloter une phase isolante dans Sr3V5S11, qui devrait être un métal d’après la théorie conventionnelle de bande. Dans ce cas, les corrélations peuvent être augmentées par la dimensionnalité réduite créée par un large écartement des couches VS2 et par une modulation structurale 1D des couches. Des études supplémentaires pourront clarifier s’il s’agit d’un mécanisme d’Anderson de faible localisation qui contribue à la stabilisation d’un état isolant dans les plans pristine métalliques VS2. / This thesis work aims at studying the stability of the metallic and insulating phases that compete in the two-dimensional 1T-VS2 system and related compounds, Cu⅔V⅓V2S4, and Sr3V5S11. We have developed and optimized ad hoc high-pressure synthesis routes in order to stabilize the above novel phases in the form of high-quality single crystals, which enabled us to reliably investigate their electronic and transport properties. An important achievement of our study is the control of the concentration, x, of interstitial V atoms located between adjacent VS2 planes in the V1+xS2 system, which is obtained by varying synthesis pressure. This has enabled us to explore the T-x phase diagram of the system. The main result of this study is that the CDW phase observed in the stoichiometric (x=0) phase quickly disappears with x, whilst the metallic properties are enhanced. In Cu⅔V⅓V2S4, the partial substitution of V for Cu in the interstitial site is found to completely change the system into a semi-heavy fermion with pronounced Fermi-liquid characteristics down to ~20 K, where a Kondo transition occurs. These unexpected phenomena in sulfides suggest that the strength of the electronic correlations in these compounds can be tuned by simply varying the chemical nature and concentration of the intercalant atom. The moderate strength of the correlations in Cu⅔V⅓V2S4 opens the way towards a reliable theoretical description of the breakdown of the Fermi liquid regime. Electronic correlations appear to be important also to drive an insulating phase in Sr3V5S11, which should be a metal within a conventional band picture. In this case, the correlations may be enhanced by the reduced dimensionality caused by a large spacing between VS2 layers and by a 1D structural modulation of the layers. Further studies may clarify whether the Anderson’s mechanism of weak localization contributes to the stabilization of an insulating state in the pristine metallic VS2 planes.

Ce travail de thèse a pour but de clarifier le mécanisme de la transition métal-isolant (MIT) pilotée par le dopage électronique x du système quasi-2D BaCo1-xNixS2.Une optimisation de la croissance de monocristaux pour des taux de substitution allant de x = 0 à 1 a été nécessaire. Cela a permis de synthétiser de manière reproductible des monocristaux non lacunaires en soufre, de taille millimétrique et de haute qualité. L'analyse structurale de ces cristaux a permis d'établir une relation précise entre les distances métal-soufres et le taux de substitution x.Le travail de thèse a ensuite été focalisé sur l'étude des propriétés électroniques et de transport de BaNiS2 la phase métallique précurseur de la MIT. Les études de la structure électronique par photoémission résolue en angle (ARPES) et par des mesures d'oscillations quantiques ont révélées une surface de Fermi composée d'une poche d'électrons 2D centrée en Γ(Z) et d'une poche de trous positionnée à mi-distance suivant ΓM(ZA) quasi-2D avec une dispersion conique à kz =0. Une levée de dégénérescence des bandes à Γ et à X révèle la présence inattendue et importante d'un couplage spin-orbite et d'un couplage Rashba. Les mesures de magnétotransport ont pu être expliquées par un modèle qui implique que BaNiS2 est un semi-métal compensé avec trois voies de conduction. Des trous p1 et électrons e1 largement majoritaires et présentant des mobilités modérées ainsi que des trous p2 minoritaires de très haute mobilité.La cohérence de l'ensemble des mesures donne une image précise de la surface de Fermi de BaNiS2 et de ses propriétés électroniques plus bidimensionnelle que celle prévu par le calculs de bandes conventionnelle. / This work aims to clarify the mechanism of the metal-insulator transition (MIT) driven by doping x in the quasi-2D BaCo1-xNixS2 system. First of all, synthesize of high quality single crystals with substitution level x varying in the full 0 - 1 range was fundamental. It appears that the mechanism of the metal-insulator transition is associated to a continuous modification of metal-sulfurs distances. Then, we focus on an investigated the electronic properties of BaNiS2, precursor metallic phase of the MIT. Studies of the electronic structure of BaNiS2 by angle-resolved photoemission spectroscopy (ARPES) and by quantum oscillation measurements reveal the existence of two pockets at the Fermi surface: an electron-like 2D pocket centered in Γ(Z) and a hole-like pocket quasi-2D at mi-distance along ΓM(ZA) with a conic-like dispersion in kz = 0 . Furthermore, data also show a very large spin-orbit splitting at Γ and Z which is unexpected in a 3d metal compound. From previous studies, we developed a model to explain magnetotransport properties of BaNiS2. This model involves that BaNiS2 is a three carriers compensated metal: a majority holes p1 and electrons e1 carriers with moderate mobilities and a minor holes p2 carriers with a high mobility. The two different holes carries observed in magneto-transport could be explain by an important variation of the hole-like pocket dispersion along kz. Measures realized during this thesis are consistent and allowed to know precisely the form of the Fermi surface of BaNiS2 and its electronic properties which are more bi-dimensional than predict by conventional calculation.

Introduction : Les rétinopathies pigmentaires (RP) sont caractérisées par une grande hétérogénéité clinique et génétique rendant difficile la fiabilité du pronostic évolutif. Les nouvelles techniques d’évaluation laissent envisager la découverte de nouveaux marqueurs prédictifs palliant à ce problème. Matériel et méthode : Les patients sont majeurs et atteints de RP type bâtonnets-cônes. Le projet de thèse comprend l’étude de la qualité de vie (QDV), l’identification de nouveaux marqueurs prédictifs et l’examination du traitement par optogénétique. Résultats : 1) Un diamètre du champ visuel inférieur à 20° et une acuité visuelle inférieure à 0.3 représentent un seuil fonctionnel de dégradation de la QDV et de l’état émotionnel du patient. 2) L’intérêt des examens ophtalmologiques varie selon le stade de progression de la maladie. L’OCT est un examen révélé important à chaque stade de la RP. Le fond d’œil autofluorescent n’est pertinent que lorsqu’un anneau hyper-autofluorescent (HAF) est présent. 3) L’Optique Adaptative (OA), un potentiel nouveau marqueur innovant mais non-standardisé, révèle une diminution de la densité en cônes dans toutes les zones de l’anneau HAF. 4) Le traitement par optogénétique ne peut être proposé qu’à une minorité de patients avec une RP avancée ayant encore des cônes résiduels centraux. Conclusion : Les examens de suivi anatomo-fonctionnels à préconiser varient selon l’évolution de la RP. L’OA fournit de riches espoirs pour le suivi des patients RP par la visualisation des structures fines de la rétine. Les données de QDV et d’état émotionnel, sont indispensables pour mieux appréhender la maladie et avérer de l’efficacité d’un traitement. / Introduction: Retinitis pigmentosa (RP) are characterized by a great clinical and genetic heterogeneity making difficult any reliable evolutionary prognosis. New assessment techniques presage discovering new predictive markers overcoming this problem. Materials and Methods: RP patients are over 18 years old and have been diagnosed with rod-cone dystrophy. This thesis studies the impacts on quality of life (QOL), new predictive markers and optogenetics treatments. Results: 1) A diameter of less than 20° visual fields combined with a visual acuity of less than 0.3 set a functional level of degradation of QOL. 2) The benefits of ophthalmic examinations at follow-up RPs vary with stages of the disease. However the OCT exam has been proven beneficial throughout all PR stages; the autofluorescent funduscopy is only relevant when a hyper-autofluorescent (HAF) ring is present in the retina. 3) Adaptive Optics (AO), a new innovative marker not yet standardized, reveals a decrease in the cones density in all areas of the HAF ring. 4) Optogenetics treatments, based on a neuromodulation method, can only be offered to a minority of patients with advanced RP still having central residual cones. Conclusion: The anatomical and functional follow-up examinations to advocate to RP patients vary according to the stages of RP. OA provides rich hopes for monitoring RP patients by viewing the fine structures of the retina. Besides, data on QOL and emotional states are essential to better understand the RP disease and prove the effectiveness of a treatment.

La problématique de cette thèse est l'étude de la localisation d'un condensat de Bose-Einstein confiné harmoniquement et quasi-1D à travers lequel différents potentiels désordonnés sont transportés. Cette problématique qui se veut pleinement pertinente pour les expérimentalistes est à priori difficile à traiter. Cela est dû au caractère non-linéaire, inhomogène et hors-équilibre du système. De ce fait, la plage des vitesses du désordre est limitée d'une part par la vitesse critique de superfluidité et d'autre part par la configuration inhomogène du système. Des notions habituelles de localisation telles que transmission ou exposant de Lyapunov ne sont plus applicables. Donc, il a fallu apporter une nouvelle mesure de localisation pour notre problématique: le ratio du déplacement du centre de masse du condensat au déplacement du désordre qu'on a identifié à la fraction d'atomes localisés. De plus, nous avons des corrélations dans le désordre qui introduisent l'effet d'un comportement non-monotone de l'efficacité de la localisation du potentiel désordonné en fonction de l'énergie. Ainsi, les corrélations peuvent être un moyen pour mettre en évidence la nature quantique de la localisation. Chose que nous avont fait dans un premier temps avec du désordre de type Modèle d'Edwards et dans une seconde partie avec du désordre de type speckle, qu'on nomme le Random Dimer speckle. Pour ce deuxième cas, nous avons proposé une procédure pour contrôler les corrélations et introduire un pic de localisation dans une certaine région énergétique. Cette configuration pourrait être vérifié dans les expériences à l'aide d'un modulateur spatial de lumière. / The topic of this thesis is the study of localization of a quasi-one-dimensional and harmonically trapped Bose-Einstein condensate through which various disordered potentials are transported. This problem, which wants itself to be fully relevant to experimenters, is a priori difficult to deal with. This is due to the non-linear, inhomhogeneous and out-of-equilibrium nature of the system. Because of this, the range of speeds of disorder is limited on one side by the critical speed of superfluidity and on the other side by the inhomogeneous setting of the system. Usual notions of localization like transmission and Lyapunov exponent are no longer applicable. Thus, we had to introduce a novel measure of localization for our problem: the ratio of the distance moved by the condensate center of mass to the distance moved by the disordered potential that we identify as the fraction of localized atoms. Furthermore, we have correlations in the disorder that introduce the effect of non-monotonic behavior of the localization efficiency of the disordered potential as a function of energy. A a result, correlations can be used as a tool to point the quantum nature of the localization. We did this in a first part with Edwards Model type disorders and in a second part with speckle type disorders, a new one that we call the Random Dimer speckle. For this second part, we propose a scheme to control the correlations and introduce a localization peak in a certain energy region. This device can be verified in experiments with the help of a Spatial Light Modulator.

Introduction : L'augmentation de l'incidence mondiale du diabète de type 1 (DT1) a été calculée à 3,0% par année en moyenne et il a été prédit qu'elle serait de 40% en 2010 chez les enfants âgés de 0 à 14 ans. Les causes de cette augmentation ne sont pas encore déterminées; cette thèse met à jour les connaissances actuelles sur l'incidence mondiale du DT1, en profitant de la disponibilité croissante des bases de données publiques et en examinant la corrélation entre l'incidence et les caractéristiques des pays. Méthodes : Une recherche exhaustive et systématique des articles publiés sur l'incidence du DT1 dans le monde a été effectuée pour étudier les variations globales de cette incidence dans les divers pays. L'objectif initial de cette thèse était d'étudier la corrélation entre les variables environnementales disponibles dans les bases de données publiques, et l'incidence du DT1 selon les pays.Conclusions et implications : Au cours de cette thèse, nous avons quantifié la variation pays par pays de l'incidence du DT1 dans le monde chez les enfants et les adultes, montrons qu'une grande partie de cette incidence pourrait s’expliquer par la variabilité de facteurs environnementaux d’un pays à l’autre. Cette thèse a également profité de la disponibilité croissante de données publiques sur la variation des facteurs environnementaux et génétiques de pays à pays, qui peuvent être impliqués dans le fort effet de cohorte de naissance qui a été observé ; il est conseillé d'approfondir la recherche sur la grossesse et la période néonatale et son implication dans DT1. / Background: The increase of worldwide incidence of type 1 diabetes (T1D) was calculated to be on average 3.0% per year and it was predicted that it would be 40% higher in 2010 in children aged 0-14 years. The causes of this increase are still under study; this thesis updates our current knowledge on the global incidence of T1D, and taking advantage of the increasing availability of public databases examines the correlation between incidence and country characteristics. Methods: A comprehensive systematic literature search of published articles on the incidence of T1D worldwide was conducted to study global variations of the incidence within countries. The initial goal of this thesis was to study the correlation between environmental variables available in public databases with the country incidence of T1D. Conclusions and implications: During this thesis, we quantified the country-to-country variation in T1D incidence worldwide in children and adults, and show that a large part of this incidence could be accounted for by the variability of environmental factors within the countries taking advantage of the increasing availability of public databases. Environmental factors may be involved in the strong cohort effect we found; it is advisable to deepen the research on pregnancy and neonatal period and its implications on T1D. Here we could quantify that the increase of T1D was even larger than had been predicted in an earlier study.

Les jets sont les signatures expérimentales des quarks et des gluons émergeant des diffusions dures produites lors des interactions hadroniques. La section efficace de production de jets se calcule dans la cadre de la ChromoDynamique Quantique perturbative (pCDQ), faisant des mesures de jets un test sévère des prédictions de la pCDQ. En collisions d'ions lourds ultrarelativistes, les jets constituent des sondes bien étalonnées du Plasma de Quarks et de Gluons (PQG). Dans des conditions extrêmes de température et de pression, les partons se déconfinent pour former une matière QCD en interaction forte. Les partons émis dans les collisions dures perdent de l'énergie à la traversée de ce milieu par perte d'énergie radiative et collisionnelle. Les propriétés des jets sont alors modifiées par rapport au vide, phénomène appelé étouffement des jets. Les propriétés de transport du PGQ peuvent être étudiées par la mesure de l'étouffement des jets.Les sections efficaces de production de jets chargés en collisions proton-proton (pp) aux énergies de 2.76 TeV et 7 TeV ont été mesurées par l'expérience ALICE puis comparées aux prédiction de la pCDQ à l'ordre dominant. En collisions Pb-Pb, l'intensité de la suppression des jets, inclusive et en fonction de la longueur de parcours dans le milieu, a été évaluée par la mesure des facteurs de modification nucléaire ($R_{mathrm{AA}}$) aux énergies de 2.76 TeV et 5.02 TeV. Le flot elliptique $v_{2}$, défini comme la distribution azitmutale par rapport au plan de réaction du deuxième ordre, qui est une grandeur sensible à la longueur de parcours des partons dans le milieu selon ou hors du plan de réaction, a été mesuré à l'énergie de 2.76 TeV. Cette mesure pour les collisions semi-centrales est en accord avec les prédictions théoriques. La réponse du milieu a été étudiée par l'intermédiaire des correlations jet-trace en fonction de la centralité de la collisionà l'énergie de 2.76 TeV. Les résultats obtenus suggérant une redistribution de l'énergie à grand angle par rapport à l'axe du jet. Ces résultats sont correctement décrits par des calculs phénoménologiques incluant l'évolution hydrodynamique du milieu.Dans cette thèse, deux aspects complémentaires de la mesure des jets à l'aide du détecteur ALICE ont été étudiés. D'une part, l'amélioration du système de déclenchement calorimétrique de l'expérience ALICE est présentée. Le Calorimètre Di-jet (DCal) a été installé pendant le premier arrêt long du LHC (LS1) afin d'étendre la couverture azimutale de l'existant Calorimètre ElectroMagnétique (EMCal) et Spectromètre à PHOtons (PHOS). Cette mise à jour a consisté à tenir compte de cette nouvelle configuration des détecteurs. Un nouveau micrologiciel de la carte électronique Summary Trigger Unit (STU) du sytème de déclenchement calorimétrique implementant un algorithme original combinant les informations des trois calorimètres a été développé. D'autre part, la mesure de la section efficace de production de jets chargés reconstruits avec différentes résolutions $R=0.2$, $0.3$, $0.4$ et $0.6$ en collisions pp à l'energie de 5.02 TeV est présentée. La comparaison de la section efficace mesurée avec les prédictions de la pCDQ à l'ordre sous-dominant (NLO) montre une bonne adéquation dans la région $10 < p_{mathrm{T},text{jet}}^{text{ch}} < 100 mathrm{GeV}/c$. La mesure du $v_{2}$ des jets chargés dans les collisions Pb-Pb semi-centrales (30-50%) à l'energie de 5.02 TeV est également exposée dans cette thèse. Les résultats obtenus ont été comparés à une simulation rapide basée sur le modèle de Glauber tenant compte de la dépendance de la suppression des jets selon leur longueur de parcours dans le milieu. Enfin, la mesure des corrélations entres jets chargés et hadrons dans les collisions Pb-Pb semi-centrales (30-50%) à l'energie de 5.02 TeV est présentée dans le but d'étudier la dépendance de la modification des jets en fonction de la géométrie de la collisions Pb-Pb. / Jets, defined as collimated sprays of high-momentum particles, are experimental signatures of hard-scattered quarks and gluons produced in hadronic interactions. The jet production cross section is calculable within perturbative Quantum ChromoDynamics (pQCD), and therefore jet measurements provide stringent tests of pQCD predictions. In relativistic heavy-ion collisions, jets are well calibrated probes of the Quark-Gluon Plasma (QGP). Under extreme conditions of temperature and/or pressure, partons are deconfined and form a strongly interacting QCD medium. The initial hard scattered partons lose energy while traversing this medium due to radiative and collisional energy loss. Consequently, jet properties get modified in comparison with the vacuum case, phenomenon named jet quenching. QGP transport properties can be studied by measuring jet quenching.The charged jet production cross sections in pp collisions at $sqrt{s} = 2.76 mathrm{TeV}$ and $sqrt{s} = 7 mathrm{TeV}$ were measured by the ALICE experiment and compared to Leading-Order (LO) pQCD predictions. In Pb-Pb collisions, the strength of jet suppression was quantitatively assessed at $sqrt{s_{mathrm{NN}}} = 2.76 mathrm{TeV}$ and $sqrt{s_{mathrm{NN}}} = 5.02 mathrm{TeV}$ via the measurement of the nuclear modification factors ($R_{mathrm{AA}}$). The strength of charged jet suppression was quantified as a function of in-medium parton path-length based on the measured $R_{mathrm{AA}}$. The jet elliptic flow $v_{2}$, defined as the jet azimuthal distribution relative to the $2^{nd}$ order event plane, which is sensitive to the difference of the in-medium parton path-length in-plane and out-of-plane, was measured at $sqrt{s_{mathrm{NN}}} = 2.76 mathrm{TeV}$. The measured jet $v_{2}$ in mid-central Pb-Pb collisions was consistent with model predictions. The medium response has been studied through jet-track correlations at $sqrt{s_{mathrm{NN}}} = 2.76 mathrm{TeV}$ as a function of centrality. The result suggested that the in-medium suppressed energy was re-distributed to large angles with respect to the jet axis. The phenomenon was described by a phenomenological calculation taking into account hydrodynamical evolution of the medium.In this thesis, two complementary aspects of jet measurements with the ALICE detector at the LHC were studied. First, the upgrade of the ALICE electromagnetic calorimeter trigger system is presented. The Di-jet Calorimeter (DCal) has been installed during LHC Long Shutdown 1 (LS1) to extend the azimuthal coverage of the existing ElectroMagnetic Calorimeter (EMCal) and PHOton Spectrometer (PHOS). The trigger system has been upgraded to account for this new detector configuration. The firmware for the Summary Trigger Unit (STU), which is the electronics of the trigger system, was upgraded to implement a brand new algorithm combining information from the calorimeters. Second, the measurement of the production cross section of charged jets reconstructed with cone resolution parameter $R=0.2$, $0.3$, $0.4$, and $0.6$ in pp collisions at $sqrt{s} = 5.02 mathrm{TeV}$ is outlined. A comparison of the production cross section to LO and Next-Leading-Order (NLO) pQCD predictions is shown. Good agreement of the production cross section with NLO pQCD calculations is found for $10 < p_{mathrm{T},text{jet}}^{text{ch}} < 100 mathrm{GeV}/c$. The measurement of charged jet $v_{2}$ in mid-central (30-50%) Pb-Pb collisions at $sqrt{s_{mathrm{NN}}} = 5.02 mathrm{TeV}$ is also presented. The results are compared with a toy-model Glauber simulation based on the measured path-length dependence of jet suppression. Finally, the measurement of charged jet-hadron correlations in mid-central (30-50%) Pb-Pb collisions at $sqrt{s_{mathrm{NN}}} = 5.02 mathrm{TeV}$ with respect to the $2^{nd}$ order event plane is also presented in order to study initial collision geometry dependence of jet modification in Pb-Pb collisions.

Dans un milieu désordonné, une onde peut être localisée exponentiellement par des effets d'interférence. Ce phénomène de localisation d'Anderson conduit notamment à une annulation de la conductance d'un fluide quantique unidimensionnel. Des travaux théoriques ont cependant montré que l'application d'un champ électrique pouvait réduire, voire supprimer, cette localisation. Nous étudions ici l'effet d'une force sur la localisation d'une onde quantique de matière dans un système unidimensionnel. En lien direct avec les expériences d'atomes ultrafroids, qui permettent d'observer la localisation d'Anderson d'un paquet d'onde en étalement, ou bien l'effet du désordre sur le transport entre deux réservoirs, nous nous intéressons à deux systèmes : la diffusion et la transmission d'une particule. Afin d'étudier la transmission à travers un guide, nous étendons un formalisme de matrices de transfert à la présence d'une force, éventuellement inhomogène. Deux approches analytiques complémentaires nous permettent d'étendre les résultats au cas d'un désordre de tavelures tel que celui utilisé dans les expériences d'atomes ultrafroids. Nous montrons que la force peut être entièrement prise en compte à l'aide d'une renormalisation de la longueur du guide par un libre parcours moyen local de la particule. Pour un désordre blanc, la force conduit alors une localisation plus faible, algébrique, tandis qu'une délocalisation apparaît pour un désordre corrélé. Nous nous intéressons ensuite à la diffusion d'une particule, à l'aide d'une approche numérique. Nous mettons en évidence une délocalisation de la position à grande force sous la forme d'une croissance temporelle algébrique, dont l'exposant augmente avec la force. Nous montrons de plus que la localisation est systématiquement détruite dans un désordre corrélé. / A wave can be exponentially localized in a disordered medium, due to interference effects. This Anderson localization phenomenon leads to a cancellation of the conductance of a quantum fluid in 1D. However, theoretical works pointed out that an electric field may reduce or cancel this localization. We study here the effect of a force on the localization of a 1D quantum matter wave. Since both Anderson localization of an expanding wave packet and the effect of disorder on the transport between two reservoirs have been studied in ultracold atom experiments, we focus on two systems, namely the diffusion, or the transmission, of a particle.In order to calculate the transmission, we generalize a transfer matrix formalism to the presence of a, possibly inhomogeneous, force. The case of a speckle disorder as used in ultracold atom experiments is dealt with using two other analytical approaches. Our main is result is that the force can be entirely taken into account by renormalising the length with a local mean free path of the particle. For white-noise disorder, the force leads to a weaker, algebraic localization, whereas full delocalization appears for a correlated disorder. We then focus on the diffusion of a particle, using a numerical approach. A transition of delocalization of the particle for strong forces is shed into light through a power law increase of its position, whose exponent increases with the force. Moreover, we show that localization is systematically destroyed in a correlated disorder.

L'objet de cette thèse est l'étude théorique et expérimentale de gaz de Bose à une dimension (1D), confinés à la surface d'une micro-structure. Une part importante du travail de thèse a été la modification du montage expérimental: le système laser a été remplacé, et l'installation d'un nouvel objectif de grande ouverture numérique (0.4) a nécessité le changement du dessin de la puce ainsi que l'adaptation du système à vide. Nous avons étudié les corrélations du second ordre dans l'espace des impulsions, en appliquant une méthode qui nous permet d'enregistrer en une seule image la distribution en vitesses complète de notre gaz. Nos données explorent les différents régimes du gaz à faibles interactions, du gaz de Bose idéal au quasi-condensat. Ces mesures ont montré le phénomène de groupement bosonique dans les deux phases, tandis que le quasi-condensat comporte des corrélations négatives en dehors de la diagonale. Ces anti-corrélations sont une signature de l'absence d'ordre à longue portée en 1D. Les mesures sont en bon accord avec des calculs analytiques ainsi que des simulations numériques de type Monte Carlo Quantique. Ensuite, l'objet d'un second projet est l'étude du refroidissement de gaz 1D. Comme nos échantillons occupent seulement l'état fondamental du piège transverse, il n'est pas possible de sélectionner les atomes les plus énergiques pour évaporer le gaz de façon habituelle. Une méthode alternative, qui repose sur la perte non-sélective d'atomes, a été proposée et mise en pratique expérimentalement par des collègues. Leurs résultats sont compatibles avec des observations faites sur notre montage, très semblable au leur. Tout d'abord, nous avons aussi obtenu des température d'environ 10% de l'énergie de l'état fondamental transverse. Deuxièmement, des simulations champ classique ont montré la robustesse de l'état hors d'équilibre généré par de telles pertes: les différents modes perdent en effet de l'énergie à des taux différents. Ceci est en accord avec l'observation expérimentale suivante: selon la méthode de thermométrie utilisée, chacune explorant des excitations d'énergies différentes, les températures mesurées sont différentes. Enfin, nous relions cet état non-thermique à la nature intégrable du système considéré. / We present experimental and theoretical results on ultracold one-dimensional (1D) Bose gases, trapped at the surface of a micro-structure. A large part of the doctoral work was dedicated to the upgrade of the experimental apparatus: the laser system was replaced and the installation of a new imaging objective of high numerical aperture (0.4) required the modification of the atom chip design and the vacuum system. We then probed second-order correlations in momentum space, using a focussing method which allows us to record the velocity distribution of our gas in a single shot. Our data span the weakly-interacting regime of the 1D Bose gas, going from the ideal Bose gas regime to the quasi-condensate. These measurements revealed bunching in both phases, while in the quasi-condensate off-diagonal negative correlations, a the signature of the absence of long-range order in 1D, were revealed. These experimental results agree well with analytical calculations and exact Quantum Monte Carlo simulations. A second project focussed on the cooling of such 1D gases. Since the samples lie in the ground state of the transverse trap, energy selection to carry out usual evaporative cooling is not possible. An alternative cooling scheme, based on non-selective removal of particles, was proposed and demonstrated by colleagues. These findings are compatible with observations on our setup, similar to theirs. Firstly, we also reached temperatures as low as 10% of the transverse gap in earlier experiments. Secondly, with classical field simulations we demonstrate the robustness of the non-thermal arising from these losses: different modes indeed lose energy at different rates. This agrees with the following observation: depending on the thermometry we use, each probing excitations of different energies, the measured temperatures are different, beyond experimental uncertainty. Finally, we relate this non-thermal state to the integrable nature of the 1D Bose gas.

Ce travail de thèse se consacre à l'étude théorique et expérimentale de la génération de corrélations quantiques dans le régime des variables continues par mélange à 4 ondes dans une vapeur atomique. Deux approches théoriques complémentaires sont développées. D'une part, nous étudions le mélange à 4 ondes sous le point de vue de l'optique non-linéaire "classique" afin d'obtenir les équations d'évolution d'un amplificateur idéal pour un milieu de susceptibilité diélectrique chi(3). D'autre part, nous présentons un modèle microscopique à 4 niveaux en double-Lambda permettant de calculer le coefficient chi(3) pour une vapeur atomique en présence de laser, et ainsi obtenir théoriquement les spectres de bruit en intensité des grandeurs observées. La mise en oeuvre expérimentale de ce processus sur la raie D1 du rubidium 85 est ensuite détaillée. Nous présentons notamment un taux de compression sous la limite quantique standard de -9.2dB, ainsi qu'un régime original permettant la génération de corrélations quantiques sans amplification. L'ensemble de ces résultats a des applications très importantes dans le domaine de l'optique quantique multimode. Citons par exemple l'imagerie quantique ou les mémoires quantiques multimodes.