Ce travail concerne la croissance d'arborescences magnétiques de fer et de cobalt par électrodéposition en cellule mince. Seules deux morphologies sont obtenues, une dense avec de nombreuses branches à faible concentration et une ramifiée avec moins de branches à forte concentration. L'effet d'un champ magnétique sur la croissance est étudié. En champ vertical, contrairement aux métaux non magnétiques, la morphologie des dépôts de fer et de cobalt ne spirale pas. Un changement de morphologie est toutefois observé, plus prononcé à forte concentration. En champ horizontal, à forte concentration, les morphologies observées sont allongées dans la direction du champ. Pour le fer à faible concentration, la morphologie isotrope et circulaire en l'absence du champ devient d'une manière surprenante rectangulaire sous champ. Ce changement s'explique par une sélection de la direction de croissance des branches, résultant des interactions dipolaires entre les branches aimantées et des branches avec le champ. Des observations en TEM montrent qu'à l'échelle nanométrique les branches sont des dendrites monocristallines, que la croissance aie lieu sans champ ou sous champ horizontal. Par contre l'effet d'un champ vertical se manifeste à cette échelle par une distorsion de la maille cubique dans le cas du fer et un basculement de l'axe c de la maille hexagonale dans le cas du cobalt. Les propriétés magnétiques des arborescences révèlent des comportements différents pour les arbres denses et ramifiés. Les premiers ont un comportement de type ‘grains fins' tandis que les seconds sont plus proches du matériau massif. Ces comportements peuvent s'interpréter comme résultant d'une large distribution de la taille des branches. Enfin, une nouvelle technique consistant à déposer une fine couche d'or sur une des lames de verre de la cellule a permis l'obtention d'arborescences adsorbées de fer. La croissance n'est alors plus dendritique et le comportement magnétique en est modifié.

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Les systèmes logiciels modernes sont caractérisés par leur complexité croissante et les fortes exigences en termes de continuité et de disponibilité des services. Face à cette problématique, des propositions telles que le génie logiciel à composants et l'approche contractuelle constituent des approches pertinentes pour faciliter la construction des systèmes et augmenter leur fiabilité. En outre, les aspects extrafonctionnels des systèmes à l'exécution doivent être constamment mieux gérés, et des techniques qui permettent aux systèmes logiciels de réagir à divers changements et maintenir des qualités satisfaisantes sont requises. La contribution de cette thèse est ainsi un modèle d'auto-adaptation dynamique pour des systèmes logiciels fondés sur ces deux approches. Notre proposition originale consiste à définir un modèle de négociation automatisé de contrats qui permet aux composants contractualisés de conduire eux-mêmes l'auto-adaptation. Le modèle identifie les différents éléments de base permettant aux composants d'effectuer l'adaptation des composants ou des contrats, et chaque processus de négociation exploite diverses informations fines contenues dans les contrats. Des politiques de négociation différentes sont aussi développées pour orienter et fournir plusieurs possibilités de déroulement de négociation. En particulier, un support compositionnel permet de conduire la négociation dans les hiérarchies de composants. Le modèle de négociation s'appuie sur les principes généraux de la plate-forme à composants hiérarchiques Fractal et du modèle de contrats ConFract, et son intégration est effectuée sur ces deux technologies. Les propositions sont illustrées sur des exemples extraits d'un cas d'étude et les premières expérimentations du modèle sont présentées.

El control dinámico y determinístico de la luz en una escala espacial por debajo de la longitud de onda es un requisito clave para ampliar los conceptos y las funcionalidades de la macro-óptica hasta la escala nanométrica. Un mayor nivel de control también tendrá implicaciones importantes en nuestra comprensión de los fenómenos ópticos en la nanoescala. Uno de los principales problemas en nano-óptica tiene como objetivo describir cómo y con qué precisión es posible controlar la distribución espacial de la luz de forma dinámica en la nanoescala. Desafortunadamente, un límite fundamental de la física – el límite de difracción de la luz – afecta nuestra capacidad de seleccionar ópticamente puntos separados por menos de media longitud de onda de la luz. El campo de la plasmónica ofrece una oportunidad única para cerrar la brecha entre el límite de difracción y la escala nanométrica. Nanoantenas metálicas pueden acoplarse eficientemente a luz propagante y focalizarla en volúmenes nanométricos, y viceversa. Además, estas nanoantenas prometen mejorar significativamente la eficiencia de procesos como le fotodetección, la emisión de luz, sensores, transferencia de calor, y espectroscopía a la escala nanométrica. Aprender a controlar de forma precisa la respuesta óptica de estas nanoantenas representa un enfoque muy prometedor para controlar la distribución espacial y temporal de la luz a la escala nanométrica. Tradicionalmente, se han desarrollado dos principales estrategias para el control de la respuesta óptica de nanoantenas plasmónicas: la primer estrategia (estrategia estática) tiene como objetivo la optimización del diseño geométrico de las nanoantenas acorde a su aplicación, mientras que la segunda estrategia (estrategia dinámica) tiene como objetivo la modulación reversible del campo cercano de una nanoestructura dada a través de la manipulación de la luz de excitación en el tiempo y el espacio. El trabajo presentado en esta Tesis extiende el estado del arte de estas dos estrategias, y desarrolla nuevas herramientas, tanto experimentales como teóricas, para ampliar el nivel de control que tenemos sobre la distribución espacial de la luz debajo del límite de difracción. Después de presentar una visión general de los principios básicos de nano-óptica y de la óptica de lo plasmones de superficie, el Capítulo 1 repasa los avances en el control de la respuesta óptica de nanoestructuras metálicas – sea por una estrategia estática o dinámica – en el momento en que se inició este trabajo de investigación. La modificación de la geometría y las dimensiones de las nanpartículas metálicas sigue siendo un ingrediente fundamental para controlar las resonancias plasmónicas y los campos de luz a la escala nanométrica. Como ejemplos novedosos de control estático, por lo tanto, los Capítulos 2 y 3 estudian nuevos diseños de estructuras plasmónicas con capacidades sin precedentes de modelar campos de luz a la escala nanométrica, en particular un diseño fractal y una nanoantena unidireccional tipo Yagi-Uda. Los Capítuols 4 y 5 describen una nueva herramienta teórica y experimental para el control dinámico y determinístico de la respuesta óptica de nanoantenas basada en la modulación espacial de la fase de la luz de excitación: el campo óptico cercano, que resulta de la interacción entre la luz y las nanoestructuras plasmónicas, es normalmente determinado por la geometría del sistema metálico y las propiedades de la luz incidente, como su longitud de onda y su polarización; sin embargo, el control exacto y dinámico del campo óptico cercano debajo de límite de difracción de la luz – independientemente de la geometría de la nanoestructura – es también un ingrediente importante para el desarrollo de futuros dispositivos nano-ópticos y para ampliar los conceptos y las funcionalidades de la óptica macroscópica a la escala nanométrica. Finalmente, la Conclusión resume los resultados de este trabajo y ofrece una visión general de algunos estudios paralelos a esta tesis. Algunas de las observaciones finales permiten echar un vistazo a las perspectivas y estrategias futuras para complementar el control estático y el control dinámico en una única herramienta, que podría avanzar enormemente nuestra capacidad de controlar la respuesta óptica de nanoantennas debajo del límite de difracción. / El control dinámico y determinístico de la luz en una escala espacial por debajo de la longitud de onda es un requisito clave para ampliar los conceptos y las funcionalidades de la macro-óptica hasta la escala nanométrica. Un mayor nivel de control también tendrá implicaciones importantes en nuestra comprensión de los fenómenos ópticos en la nanoescala. Uno de los principales problemas en nano-óptica tiene como objetivo describir cómo y con qué precisión es posible controlar la distribución espacial de la luz de forma dinámica en la nanoescala. Desafortunadamente, un límite fundamental de la física – el límite de difracción de la luz – afecta nuestra capacidad de seleccionar ópticamente puntos separados por menos de media longitud de onda de la luz. El campo de la plasmónica ofrece una oportunidad única para cerrar la brecha entre el límite de difracción y la escala nanométrica. Nanoantenas metálicas pueden acoplarse eficientemente a luz propagante y focalizarla en volúmenes nanométricos, y viceversa. Además, estas nanoantenas prometen mejorar significativamente la eficiencia de procesos como le fotodetección, la emisión de luz, sensores, transferencia de calor, y espectroscopía a la escala nanométrica. Aprender a controlar de forma precisa la respuesta óptica de estas nanoantenas representa un enfoque muy prometedor para controlar la distribución espacial y temporal de la luz a la escala nanométrica. Tradicionalmente, se han desarrollado dos principales estrategias para el control de la respuesta óptica de nanoantenas plasmónicas: la primer estrategia (estrategia estática) tiene como objetivo la optimización del diseño geométrico de las nanoantenas acorde a su aplicación, mientras que la segunda estrategia (estrategia dinámica) tiene como objetivo la modulación reversible del campo cercano de una nanoestructura dada a través de la manipulación de la luz de excitación en el tiempo y el espacio. El trabajo presentado en esta Tesis extiende el estado del arte de estas dos estrategias, y desarrolla nuevas herramientas, tanto experimentales como teóricas, para ampliar el nivel de control que tenemos sobre la distribución espacial de la luz debajo del límite de difracción. Después de presentar una visión general de los principios básicos de nano-óptica y de la óptica de lo plasmones de superficie, el Capítulo 1 repasa los avances en el control de la respuesta óptica de nanoestructuras metálicas – sea por una estrategia estática o dinámica – en el momento en que se inició este trabajo de investigación. La modificación de la geometría y las dimensiones de las nanpartículas metálicas sigue siendo un ingrediente fundamental para controlar las resonancias plasmónicas y los campos de luz a la escala nanométrica. Como ejemplos novedosos de control estático, por lo tanto, los Capítulos 2 y 3 estudian nuevos diseños de estructuras plasmónicas con capacidades sin precedentes de modelar campos de luz a la escala nanométrica, en particular un diseño fractal y una nanoantena unidireccional tipo Yagi-Uda. Los Capítuols 4 y 5 describen una nueva herramienta teórica y experimental para el control dinámico y determinístico de la respuesta óptica de nanoantenas basada en la modulación espacial de la fase de la luz de excitación: el campo óptico cercano, que resulta de la interacción entre la luz y las nanoestructuras plasmónicas, es normalmente determinado por la geometría del sistema metálico y las propiedades de la luz incidente, como su longitud de onda y su polarización; sin embargo, el control exacto y dinámico del campo óptico cercano debajo de límite de difracción de la luz – independientemente de la geometría de la nanoestructura – es también un ingrediente importante para el desarrollo de futuros dispositivos nano-ópticos y para ampliar los conceptos y las funcionalidades de la óptica macroscópica a la escala nanométrica. Finalmente, la Conclusión resume los resultados de este trabajo y ofrece una visión general de algunos estudios paralelos a esta tesis. Algunas de las observaciones finales permiten echar un vistazo a las perspectivas y estrategias futuras para complementar el control estático y el control dinámico en una única herramienta, que podría avanzar enormemente nuestra capacidad de controlar la respuesta óptica de nanoantennas debajo del límite de difracción.

The objective is to contribute to several issues regarding the traditional view of the local structure of passive scalar fields: (1) probability density function (PDF) of the scalar concentration and scalar gradient, (2) the scalar power spectrum, (3) the structure functions, and (4) correlation functions and multi-point correlators. In addition, the research provides a geometric description of two-dimensional transects of the passive scalar iso-surfaces using the tools of fractal geometry. The local structure is analyzed as a function of large-scale anisotropy, intermittency factor, Reynolds number, and initial condition of the scalar injection. Experiments were performed in the bed boundary layer produced by a uniform depth open channel flow of water in a tilting flume for Re_lamda = 63, 94, and 120. A small nozzle iso-kinetically delivers a passive scalar of high Schmidt number ( Sc = 1000) at mid-depth to generate the turbulent scalar field. Three nozzle diameters are used to study the effects of the injection length scale. High-resolution planar laser induced fluorescence (PLIF) technique is used to measure the scalar field. The local structure far from isotropic and is influenced even at the smallest scales by large-scale anisotropy, initial injection length scale and the Reynolds number of the flow. The PDF of the scalar fluctuations is non-Gaussian and dependent on large-scale anisotropy. The PDF of scalar gradients show the influence of large-scale anisotropy on the structure at the smallest scales. The spectrum of the scalar field deviates from the in the inertial convection regime and is dependent on large-scale anisotropy, external intermittency, and low Reynolds number. There is no evidence of Batchelors k^-1 scaling law. The scaling exponents of the even-ordered structure functions appear to be inversely correlated with the kurtosis of the scalar fluctuations. The fractal geometry of the two dimensional transects of passive scalar iso-surfaces is scale dependent. The fractal dimension is 1.0 at the smallest length scale and increases in a universal manner in the viscous-convective regime. The coverage length underestimate reflects this universal behavior with practical significance. The lacunarity function shows that the instantaneous scalar field is most in-homogenous around the Kolmogorov scale.

In the thesis, the Wilcoxon approach to linear regression problems is combined with the fractal image compression to form a novel Wilcoxon fractal image compression. When the original image is corrupted by noise, we argue that the fractal image compression scheme should be insensitive to those outliers present in the corrupted image. This leads to the new concept of robust fractal image compression. The proposed Wilcoxon fractal image compression is the first attempt toward the design of robust fractal image compression. Four different numerical methods, i.e., steepest decent, line minimization based on quadratic interpolation, line minimization based on cubic interpolation, and least absolute deviation, will be proposed to solve the associated linear Wilcoxon regression problem. From the simulation results, it will be seen that, compared with the traditional fractal image compression, Wilcoxon fractal image compression has very good robustness against outliers caused by salt-and-pepper noise. However, it does not show great improvement of the robustness against outliers caused by Gaussian noise.

Forty songs are randomly selected from four randomly selected maqams. Songs are restricted to be in sofyan us&uuml / l (sofyan rhythmic form) to check the statistical significance. Next, fractal dimensions of the these songs are calculated by using two different method and two different scattering diagrams. In the first method, fractal dimensions are calculated via two different box sizes. As for second method, successively decreased box sizes are used. In addition, standard deviation and mean values of the fractal dimensions are calculated to check the relation between fractal dimension and maqam. T test and F test are applied to check the statistical significance. After these calculations, it is verified that fractal dimension can be used as an information source concerning the Turkish art music songs which are nonlinear dynamical systems. Moreover, it is showed that maqams can have their own fractal dimension for low resolutions. On the other hand, it is seen that for high resolutions all songs have almost same fractal dimension.

The response of geological materials at the scale of meters and the response of buried targets of different shapes and sizes using controlled-source electromagnetic induction (CSEM) is investigated. This dissertation focuses on three topics; i) frac- tal properties on electric conductivity data from near-surface geology and processing techniques for enhancing man-made target responses, ii) non-linear inversion of spa- tiotemporal data using continuation method, and iii) classification of CSEM transient and spatiotemporal data. In the first topic, apparent conductivity profiles and maps were studied to de- termine self-affine properties of the geological noise and the effects of man-made con- ductive metal targets. 2-D Fourier transform and omnidirectional variograms showed that variations in apparent conductivity exhibit self-affinity, corresponding to frac- tional Brownian motion. Self-affinity no longer holds when targets are buried in the near-surface, making feasible the use of spectral methods to determine their pres- ence. The difference between the geology and target responses can be exploited using wavelet decomposition. A series of experiments showed that wavelet filtering is able to separate target responses from the geological background. In the second topic, a continuation-based inversion method approach is adopted, based on path-tracking in model space, to solve the non-linear least squares prob- lem for unexploded ordnance (UXO) data. The model corresponds to a stretched- exponential decay of eddy currents induced in a magnetic spheroid. The fast inversion of actual field multi-receiver CSEM responses of inert, buried ordnance is also shown. Software based on the continuation method could be installed within a multi-receiver CSEM sensor and used for near-real-time UXO decision. In the third topic, unsupervised self-organizing maps (SOM) were adapted for data clustering and classification. The use of self-organizing maps (SOM) for central- loop CSEM transients shows potential capability to perform classification, discrimi- nating background and non-dangerous items (clutter) data from, for instance, unex- ploded ordnance. Implementation of a merge SOM algorithm showed that clustering and classification of spatiotemporal CSEM data is possible. The ability to extract tar- get signals from a background-contaminated pattern is desired to avoid dealing with forward models containing subsurface response or to implement processing algorithm to remove, to some degree, the effects of background response and the target-host interactions.

A collection of >3000 MOFs with experimentally confirmed structures were screened for performance in three binary separations: Ar/Kr, Kr/Xe, and Xe/Rn. 70 materials were selected for further analysis, and calculations were performed to account for inaccessible regions. Single component GCMC calculations were performed to parameterize IAST calculations on these 70 materials, and the curve fitting problem in IAST was discussed. IAST calculations were confirmed with extensive binary GCMC calculations. For each binary separation, materials were identified with predicted performance that surpasses the state of the art. "Reverse selective" materials, for which a smaller gas species is preferably adsorbed over a larger species, were explained on the basis of surface fractal geometry, computed via a corrected surface area calculation. The effect of temperature on separation performance was also examined.

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