L'analyse des chevauchements à vergence opposée du secteur de la Sainte-Victoire (Provence) a permis de définir les modalités d'amortissement de systèmes chevauchants, principalement dans l'avant pays des chaînes de collision. Cette analyse s'est appuyée sur un grand nombre de données géologiques et géophysiques, et en particulier sur des données issues de profils sismiques réalisés pour cette étude. La construction de coupes géologiques équilibrées a permis d'intégrer au mieux l'ensemble des données de surface et de profondeur et de proposer un modèle géométrique et une cinématique cohérente. Le problème de la détermination des facteurs qui conditionnent l'apparition de l'une ou l'autre des vergences a ensuite été abordé par une approche mécanique (calcul de l'énergie minimale dissipée dans la déformation) et cinématique (comparaison avec des modèles analogiques). Les valeurs des paramètres mécaniques ont pu être calculées sur l'exemple d'inversion de vergence observée sur les coupes équilibrées. Il a été montré que dans le cas d'une série décollée sur un palier légèrement montant, un pro-chevauchement est plus économique, en terme d'énergie dépensée, qu'un rétro-chevauchement. Mais un basculement progressif vers l'arrière de l'ensemble socle/couverture qui affecte le pendage des rampes, conduit à faciliter le développement de rétro-chevauchement ; ce type de flexion progressive de l'avant-pays est classiquement observé dans les chaînes de collision. Ces rétro-chevauchements peuvent être aussi facilités par des gradients de vitesse de déplacement entre le bas et le haut de la série (rôle déterminant des conditions aux limites et de la cinématique des systèmes chevauchants .).

Organic materials with fascinating/intriguing electronic properties have been the driving force for many research activities in the past, and in particular for important progress in materials science covering both new functional materials as well as theoretical developments. In addition, charge transfer, i. e., the addition or removal of charges to or from molecules in organic solids is one route to modify and control their electronic properties. Recently, the discovery of superconductivity in several alkali metal intercalated hydrocarbon systems (picene, phenanthrene, coronene and 1,2;8,9-dibenzopentacene) with rather high transition temperatures has opened a new chapter in organic material science as well as solid-state physics. The search for a microscopic understanding of the mechanism that drives materials superconducting always has initiated a large number of scientific activities, and there are numerous examples where these activities have provided major advancement. A basic foundation of this understanding is the knowledge of the electronic properties of the material under investigation. In this context, this thesis reports first, very detailed insight into the electronic structure of both undoped as well as potassium doped picene, coronene and 1,2;8,9-dibenzopentacene using electron energy-loss spectroscopy (EELS) as main experimental method. Additionally, also photoemission spectroscopy experiments have been performed to investigate the occupied electronic density of states close to the chemical potential. In order to learn more about the electronic structure we have compared the results we obtained from EELS and photoemission spectroscopy with theoretical calculations based on Density functional theory (DFT) using the local-density approximation (LDA). We identify the peculiar case of very close lying conduction bands that upon doping harbour the electrons that form the Cooper-pairs in the superconducting state. Moreover, the presented data display substantial changes in the electronic excitation spectrum upon doping, whereas in the doped case the appearance of one new peak (for picene) and several new peaks (for coronene and 1,2;8,9-dibenzopentacene) in the former optical gap is reported. By using a Kramers–Kronig analysis (KKA) it is possible to gain information about the nature of this doping introduced excitations. In particular, in case of picene, the new low energy feature can be assigned to a charge carrier plasmon. Interestingly, this plasmon disperses negatively upon increasing momentum transfer, which deviates significantly from the traditional picture of metals based on the homogeneous electron gas. The comparison with calculations of the loss function of potassium intercalated picene shows how this finding is the result of the competition between metallicity and electronic localization on the molecular units. Furthermore, core level excitation measurements show the reduction of the lowest lying C 1s excitation feature, which clearly demonstrates that potassium intercalation leads to a filling of the conduction bands with electrons. Additionally, the measurements of potassium intercalated 1,2;8,9-dibenzopentacene clearly indicate the formation of particular doped phases with compositions K_xdibenzopentacene (x = 1, 2, 3), whereas the data suggest that K_1dibenzopentacene has an insulating ground state with an energy gap of about 0.9 eV, while K_2dibenzopentacene and K_3dibenzopentacene might well be metallic, because of the absent of an energy gap in the electronic excitation spectra. Interestingly, a comparison of the photoemission as well as EELS spectra of undoped 1,2;8,9-dibenzopentacene and pentacene reveal that the electronic states close to the Fermi level and the electronic excitation spectra of the two materials are extremely similar, which is due to the fact, that the additional two benzene rings in 1,2;8,9-dibenzopentacene virtually do not contribute to the delocalized pi molecular orbitals close to the Fermi level. This close electronic similarity is in contrast to the behavior upon potassium doping, where evidence for a Mott state has been reported in the case of pentacene. A comparison of the low energy excitation spectra of chrysene with picene (phenacenes) as well as tetracene with pentacene (acenes) crystals reveal a significant difference between the former and the latter two materials. While for the phenacenes (zigzag arrangement) the excitation onset is characterized by up to five weak excitation features with only small anisotropy and without visible Davydov splitting within the a*, b*-planes, the acene (linear arrangement) spectra are dominated by a large excitation close to the onset and a sizable Davydov splitting. The presented data show further that the spectral shape of the pentacene excitation spectrum provides clear evidence for a large admixture of molecular Frenkel-type excitons with charge-transfer excitations resulting in excited states with a significantly mixed character. This conclusion is in good agreement with recent advanced calculations which predicted a charge-transfer admixture to the lowest singlet excitation which is significantly dependent upon the length of the acene molecules. Moreover, also for picene and chrysene we observe differences which point towards an increased charge-transfer contribution to the singlet excitation spectrum in the former. Finally, investigations of the electronic properties of undoped and potassium doped chrysene, a close relative of picene, show that the doping introduced changes are in a similar range such as observed in case of picene. Interestingly, due to the analogy between the observed changes in the electronic structure upon potassium doping between chrysene and picene and further similarity in the crystal structure we speculate that chrysene is a promising candidate for another aromatic hydrocabon superconductor.

Dans cette thèse nous proposons une stratégie de modélisation intégrée, basée sur des approches quantiques d'analyse et des approches classiques de simulations de dynamique moléculaire pour l'étude de complexes d'éléments-f. Dans une première partie, nous introduisons les différentes méthodes de chimie quantique adaptées à l'étude des éléments-f et les utilisons pour le calcul de géométrie et d'énergie d'interaction de systèmes [M-(OH2)]m+. Nous utilisons ensuite des techniques d'analyse de décomposition de l'énergie d'interaction afin de quantifier la nature physique de l'interaction métal-ligand en fonction des différentes contributions énergétiques. Ces contributions seront utilisées pour la paramétrisation des champs de forces polarisables AMOEBA et SIBFA. Dans un deuxième temps, nous établirons des courbes de dissociation diabatique de référence qui seront utilisées pour la paramétrisation du champ de forces AMOEBA. Nous proposons ensuite un protocole de validation des paramètres en trois étapes ainsi qu'une première application qui est le calcul de l'énergie libre d'hydratation de Gibbs des cations d'éléments-f. Nous apportons de plus une extension du potentiel SIBFA à des cations trivalents et tétravalents lanthanides et actinides. Enfin dans une dernière partie, nous utilisons des outils d'analyse topologique de la liaison chimique covalente (ELF) et non covalente (NCI) afin d'investiguer la nature des interactions en jeu, d'une part dans des systèmes modèles et d'autre part sur un complexe réel de Gadolinium(III). Le but de cette thèse est de développer et d'employer différentes approches théoriques afin de pouvoir discriminer entre eux les différents cations

As mobile devices are nowadays used regularly and everywhere, their energy consumption has become a central concern for their users. However, mobile applications often do not consider energy requirements and users have to install and try them to reveal information on their energy behavior. In this paper, we compare mobile applications from two domains and show that applications reveal different energy consumption while providing similar services. We define microbenchmarks for emailing and web browsing and evaluate applications from these domains. We show that non-functional features such as web page caching can but not have to have a positive influence on applications' energy consumption.

This study examines the possibility of electricity production through gasification of agricultural residues in Sudan. The study begins in Chapter 1, by providing general contextual analysis of the energy situation (production and consumption patterns) in Sudan with specific focus on electricity. It proceeded to study the potential of Petroleum, Biomass and other renewable sources for electricity production. Dramatic increase in electricity production was found to be essential especially through decentralised power plants as the current electricity production services cover ~ 13 % of the population of Sudan. Biomass potential in Sudan justifies the use of agricultural residues as energy source; its potential was estimated by ~ 350000 TJ/a. Further, the urban centres of arid regions in western Sudan were identified as the target group for this study. In chapter 2, specific investigations for selected study area through field work using statistical tools such as questionnaires, interviews and field observation show that income is highly correlated to electricity consumption. The flat rate system did not result in higher consumption thus the assumption that this consumption will not drastically change in the next 10 years could be accepted. As orientation value for BGPP, 8000 tons of GN.S are available annually, the average electricity consumption is ~ 4 kWh/day/family while acceptable price could be 40 SDD/kWh (0.15 €). In chapter 3, literature review was carried to spot out the comparative merits of the gasification technology and the most optimum gasifying and electricity production system. As a result downdraft gasifier and ICE were suggested as suitable systems. In chapter 4, fuel properties and fuel properties of agricultural residues were studied, different samples were tested and the results were presented. The main conclusions derived were: fuel properties of agricultural residues are modifiable properties, so utlization planning is possible as for any other energy resource. In Sudan, Baggase, Groundnuts shells and Roselle stalks could be considered as possible fuels. The experimental work done in chapter 5 showed that GN.S could be gasified in down draft gasifiers, which are less costly and simpler to operate than circulating systems. Acceptable values of gas thermal properties (c.v.~ 4 MJ/Nm3, 30 % of burnable gases) at fairly continuing processes were obtained. In chapter 6, a concept for biomass power plant was drafted, the main components are: downdraft, air based gasifier connected to ICE, multi-stage gas cleaning system (cyclones, washer and filters) mechanical ash removal and semi closed water cycle. Main operation measures are: electricity is the sole product; working time is 150 day/year between mid Novembermid Mars. Environmental hazards of waste management e.g. flue gas emission and waste water management are the limiting factors. In the last part of chapter 6 an economic analysis was carried out. At a value of 3000 €/kW for the initial system and fuel price of 100000 €/year for ~6 GWh then a price of 0.23 €/kWh and a return period of 24 years could be obtained. The study concludes in chapter 7 that biomass gasification under the local conditions has its comparative merits however a high institutional support is needed at the beginning. / Diese Studie untersucht die Möglichkeit der Elektrizitätsproduktion durch Vergasung von landwirtschaftlichen Abfällen im Sudan. Die Untersuchung beginnt im Kapitel 1 mit der Bereitstellung einer allgemeinen zusammenhängenden Analyse der Energiesituation (Produktions- und Verbrauchsmuster) im Sudan mit dem besonderen Fokus auf Elektrizität, gefolgt von einer Studie des Potentials von Petroleum, Biomasse und anderer erneuerbarer Quellen für die Produktion von Elektrizität. Eine starke Zunahme bei der Elektrizitätsproduktion wurde als nötig bewertet, da dezentrale Kraftwerke, als die gegenwärtigen Elektrizitätsproduktionsbetriebe, nur die Versorgung von 13 % der Bevölkerung im Sudan abdecken. Das geschätzte Potential der landwirtschaftlichen Abfälle liegt bei ca. 350.000 TJ/Jahre damit kommen sie als Energiequelle in Frage. Weiterhin wurden urbane Zentren der ariden Regionen in Westsudan als Zielgruppe für die Untersuchung ausgewählt. In Kapitel 2 werden detaillierte Untersuchungen für das ausgewählte Studiengebiet durch Feldstudien unter Verwendung von statistischen Werkzeugen, wie Fragebögen, Interviews und Felduntersuchungen dargestellt. Das Ergebnis zeigt, dass das Einkommen im höchsten Maße mit dem Elektrizitätsverbrauch korreliert ist. Das Flat rate System hatte keinen höheren Verbrauch zur Folge, folglich kann die Annahme akzeptiert werden, dass sich der Verbrauch in den nächsten 10 Jahren nicht drastisch ändern wird. Als Orientierungswert für Biomasse Kraftwerk: 8.000 t/Jahr Erdnussschalen sind verfügbar. Der durchschnittliche Elektrizitätsverbrauch beträgt ca. 4 kWh/Tag/Familie betrachtet für 10.000 Familien. Im Kapitel 3 wird eine Literaturrecherche für die Vergasungstechnologie durchgeführt, zum Vergleich ihrer Vorteile und zur Auswahl des optimalen Vergasungs- und Gasumwandlungssystems. Als Ergebnis wurden der Festbett-Gleichstrom-Vergaser und gas Motor als passende Systeme vorgeschlagen. In Kapitel 4 werden Brennstoff Eigenschaften von landwirtschaftlichen Abfällen untersucht, verschiedene Proben getestet und die Ergebnisse präsentiert. Die Hauptschlussfolgerung daraus ist: Brennstoff Eigenschaften von landwirtschaftlichen Abfällen sind veränderbare Eigenschaften, welche eine bessere Planung erlauben und somit ihre Verwendung favorisieren. Im Sudan können Bagasse, Erdnussschalen und Rosellenstiele als optimaler Brennstoff gelten. Die experimentelle Arbeit in Kapitel 5 zeigt, dass Erdnussschalen im 75 kW Festbett-Gleichstrom-Systemen vergast werden können, welche weniger kostenintensiv und einfach zu bedienen sind als zirkulierende Systeme. Akzeptable Werte der Gaseigenschaften (c.v. ca. 4 MJ/Nm³, 35 % von brennbaren Gasen) wurden in kontinuierlichen Prozessen erreicht. In Kapitel 6 wurde ein Konzept für Biomassekraftwerke entworfen. Deren Hauptkomponenten sind: Festbett-Gleichstrom-Vergaser in Verbindung mit ICE, mehrstufige Gasreinigungssysteme (Zyklone, Wäscher und Filter), mechanische Aschensysteme und ein teilweise geschlossener Wasserkreislauf. Hauptbetriebsmaßnahmen sind: Elektrizität als das einzige Produkt, die Arbeitszeit beträgt 150 Tage pro Jahr zwischen November und April. Umweltrisiken des Abfallmanagements z.B. Rauchgas und Abwassermanagement sind die limitierenden Faktoren. Im letzten Teil von Kapitel 6 wurde eine ökonomische Analyse durchgeführt. Ein Wert von 3000 €/kW für das Anfangssystem und ein Kraftstoffpreis von 100.000 €/Jahr für 6 GWh dann ein Preis von 0,23 €/kWh und eine Amortisationszeit von 24 Jahren können angenommen werden. Die Studie schlussfolgert, dass die Vergasung unter den Bedingungen des Studiengebietes ihre Vorteile hat, jedoch ist institutionelle Unterstützung am Anfang nötig.

Aus Thermalwässern mit Temperaturen nur wenig über der Kühltemperatur ist die Stromgewinnung bisher nicht wirtschaftlich. Ein neuartiger Konvektionsgenerator soll das ändern. Er lässt sich auch für insustrielle Rest- oder Abwärme einsetzen.

Durch eine Modellierung der Energiekaskade gewinnt man wertvolle Einsichten in die Dynamik turbulenter Strömungen. In dieser Arbeit werden multiplikative Kaskadenprozesse untersucht und mit verschiedenen experimentellen Zeitreihen der Energiedissipation verglichen. Zur Berechnung der Energiedissipation ist es unvermeidlich auf eine Hilfskonstruktion zurückzugreifen, die die nicht gemessenen Komponenten des Geschwindigkeitsfeldes ersetzt. Der Schwerpunkt des Vergleichs zwischen Modell und Experiment liegt auf Zweipunktkorrelationen, weil andere Observablen, wie z. B. integrale Momente, durch diese Hilfskonstruktion der Dissipation verfälscht werden. Es werden explizite Ausdrücke für die Zweipunktkorrelationen abgeleitet, die auch Korrekturen, die von einem endlichen Skalierungsbereich stammen,berücksichtigen. Mit diesen Ausdrücken ist es möglich, auch Datensätze mit niedrigen oder moderaten Reynoldszahlen zu fitten und genaue Werte für die Skalierungsexponenten zu bestimmen. Mit einer umfassenden Datenanalyse wird versucht, die freien Parameter des Kaskadengenerators zu bestimmen. Die verfügbare Statistik der Daten ist zu gering, um genauere Aussagen zu treffen, als dass die Verteilung des Kaskadengenerators ähnlich einer log-normal Verteilung sein wird. Mit dem Intermittenzexponenten, der der fundamentalste Skalierungsexponent des Dissipationsfeldes ist, lassen sich die Daten charakterisieren. Die untersuchten Daten teilen sich in zwei Gruppen auf: Die Daten, die aus Luftströmungen gewonnen wurden, weisen einen mit der Reynoldszahl steigenden Intermittenzexponenten auf, der für hohe Reynoldszahlen gegen den konstanten Wert 0.2 konvergiert. Die Daten aus einem Helium-Freistrahl andererseits können am besten mit einem konstanten Intermittenzexponenten 0.1 charakterisiert werden. Diese Unterschiede können nicht vollständig erklärt werden.Um diesen Sachverhalt genauer zu untersuchen wird ein neues Modell vorgeschlagen, das die Kramers-Moyal-Koeffizienten des Geschwindigkeitsfeldes in ein Dissipationsfeld übersetzt, um den Intermittenzexponenten aus einer anderen Perspektive zu berechnen.Schließlich wird eine dynamische Verallgemeinerung des Kaskadenprozesses,die kürzlich vorgestellt wurde, getestet. Das dynamische Modell macht Vorhersagen für allgemeine n-Punktkorrelationen. Die analytischen Ausdrücke für Dreipunktkorrelationen werden mit experimentellen Daten verglichen. Die Übereinstimmung zwischen Modellvorhersage und Experiment ist überzeugend. / Modelling the turbulent energy cascade gives valuable insight into the dynamics of a turbulent flow. In this work, random multiplicative cascade processes are studied and compared with dissipation time series obtained from various experiments. The emphasis of this comparison is laid on the two-point correlation function because the unavoidable surrogacy of the dissipation field, i.e.the substitution of the multi-component expression by a single component of the velocity signal, corrupts the scaling behaviour of other observables such as integral moments. Finite-size expressions for the two-point correlation function are derived, which make it possible to fit data obtained at moderate or low Reynolds numbers and extract accurate values of scaling exponents. A comprehensive data analysis attempts to determine the free parameters of the cascade generator. The statistics are too limited to claim more than that the cascade generator will be close to having a log-normal distribution. The most basic scaling exponent of the dissipation field is called intermittency exponent and can be used to characterise the data. The investigated data fall into two groups. One set of data obtained from measurements with air show an increasing intermittency exponent with an increasing Reynolds number and saturate for high Reynolds numbers to a value of 0.2. The other set, obtained in a helium jet is best characterised with a constant intermittency exponent of 0.1. The differences are not fully understood. To investigate this issue further, a new construction is suggested, that translates the Kramers-Moyal coefficients of the velocity field into a dissipation field in order to calculate the intermittency exponent from different perspective. Finally, a dynamical generalisation of the cascade process, introduced recently, is tested. The dynamical model makes predictions for point correlation functions. The analytical expressions for three-point correlation functions are compared with their counterparts obtained from experimental data and show remarkable agreement.

ATLAS est une quatre des experiences en cours de construction sur le futur collisionneur proton-proton du CERN, le LHC. Cette experience a un programme de physique generaliste allant du Modele Standard a la recherche de nouvelle physique. La recherche d'un boson de Higgs se desintegrant en deux photons ou quatre electrons, ou celle de Z' ou W' necessite une bonne resolution en energie du calorimetre electromagnetique. <br />Cette these decrit les tests en faisceau realises sur trois des modules des bouchons du calorimetre electromagnetique d'ATLAS. Une non-uniformite de 0.6% est obtenue sur ces trois modules, ainsi qu'un terme constant global de resolution en energie de 0.7% (terme <br />dominant a haute energie). Par ailleurs, une etude sur la separation entre electrons et jets est egalement menee. Cette etude montre qu'un facteur de rejet sur les jets d'environ $10^5$ peut etre atteint en conservant une efficacite de selection des electrons superieure a 78%.

Das Afterglow tritt am Übergang vom Plasma zur Gasphase auf. Die dominierende aktive Spezies im Afterglow sind metastabil angeregte Neutralteilchen. Der Abbau der Metastabilen erfolgt in drei verschiedenen Prozessen: dem radiativen Zerfall, den Quenching-Stößen sowie der Relaxation in Stößen mit Oberflächen. Potentielle Anwendungsmöglichkeiten des Afterglows für Schichtabscheidung und Oberflächenmodifizierung werden diskutiert. Zur theoretischen Beschreibung des strömenden Afterglows wurde ein Collisional Radiative Modell entwickelt, welches die Reflexion angeregter Spezies an Oberflächen berücksichtigt. Als Diagnostikmethoden wurden die optische Emissionsspektroskopie (OES), die Chemolumineszenz sowie die Langmuir-Sondenmessungen eingesetzt, um die Konzentration metastabil angeregter Spezies zu bestimmen. Es wurde der Einfluß von konstruktiven und äußeren Paramentern auf die Konzentration metastabil angeregter Spezies im Afterglow untersucht. Es zeigt sich, daß unter den gegebenen Bedingungen die Quenching-Stöße der dominierende Verlustprozeß im Afterglow sind. Die Parameter Druck, Strömungsgeschwindigkeit und Länge des Afterglows können zu einem Skalierungsparameter zusammengefaßt werden, der zur online-Prozeßregulierung verwendet werden kann. Es werden

Die konventionelle Kälteerzeugung mit Kompressionskältemaschinen ist mit vielen Nachteilen verbunden: hohe elektrische Lastspitzen, Energieverbräuche, Umweltbelastungen, signifikante Kosten sowie ein umfangreicher Einsatz von ozonabbauenden Kältemitteln in den letzten Jahren. Eine wesentliche Verbesserung kann durch die Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung erreicht werden. Durch die thermisch angetriebenen Kältemaschinen ist eine rationelle Nutzung der im Kühllastfall ausreichend vorhandenen Wärme möglich. Um die Kälteerzeugung weiter energetisch, wirtschaftlich und ökologisch zu verbessern, stellt der Einsatz von Kältespeichern eine aussichtsreiche Alternative dar. In diesem Projekt wird deshalb der Kältespeicher-Einsatz speziell für die Randbedingungen in Deutschland untersucht.