Dans cette thèse, nous faisons état de la construction d’un dispositif expérimentalcapable de piéger et refroidir un gaz d’ytterbium, dans l’optique de simuler des champsmagnétiques artificiels. Ce dispositif permettra, à terme, de produire et de caractériserdes états quantiques fortement corrélés, semblables aux états rencontrés dans la physiquede l’effet Hall quantique, entier ou fractionnaire.Dans un premier temps, nous décrivons la construction des parties de notre dispositifconsacrées au refroidissement optique de l’ytterbium (174Yb). En particulier, nousprésentons la conception d’un ralentisseur Zeeman, permettant le chargement direct d’unpiège magnéto-optique effectué sur la transition d’intercombinaison 1S0 ! 3P1 de l’ytterbium.Après transport dans un piège optique, une étape de refroidissement évaporatifnous permet d’obtenir des condensats de Bose-Einstein contenant environ 5×104 atomesd’ytterbium. Les condensats produits sont alors chargés dans un réseau optique verticalà la longueur d’onde « magique ».Nous présentons ensuite la construction d’un système laser étroit à 578nm capabled’exciter la transition « d’horloge » 1S0 ! 3P0 de l’ytterbium. Le laser est asservi surune cavité Fabry-Perot de grande finesse servant de référence de fréquence, dont nousavons caractérisé les différentes propriétés. Nous présentons en particulier une méthodepermettant de calibrer rapidement la fréquence absolue de la cavité par comparaison avecune transition de la molécule de diiode.Finalement, nous présentons les résultats d’expériences de spectroscopie effectuées surdes condensats d’ytterbium à l’aide du laser étroit, ainsi que la manipulation cohérentedu condensat sur la transition d’horloge au cours d’expériences d’oscillations de Rabi. Cesexpériences préliminaires ouvrent notamment la voie à la mesure des propriétés colisionnellesde l’ytterbium 174. / In this thesis, we report on the construction of an experiment aimed at trapping andcooling an ytterbium gaz, in order to realize artificial gauge fields. In the long term, thissetup will allow the study of strongly correlated quantum states which are atomic analogsof integer or fractional quantum Hall systems.We will first present the building of our experimental apparatus, and the optical coolingof ytterbium (174Yb). In particular, we will report on the design of a Zeeman slower,allowing for the direct loading of a magneto-optical trap operated on ytterbium’s intercombinationtransition 1S0 ! 3P1. The atomic cloud is then transported in an opticaldipole trap. A subsequent evaporative cooling stage results in the production of Bose-Einstein condensates of about 5 × 104 atoms.We then describe the construction of an ultra-narrow laser system at 578nm, able todrive ytterbium’s « clock » transition 1S0 ! 3P0. The laser frequency is stabilized using ahigh-finesse Fabry-Perot cavity, whose properties are precisely characterized in this work.Specifically, we present a method to calibrate the absolute frequency of the cavity bycomparison with an optical transition of molecular iodine.Finally, we show the results of spectroscopic measurements done on ytterbium condensatesusing the ultra-narrow laser. We also report on the coherent manipulation of thecondensate on the clock transition, consisting in the observation of Rabi oscillations.These preliminary experiments should allow for a measurement of ytterbium’s scatteringproperties.Keywords : cold atoms, optical lattices, Bose-Einstein condensates, ultra-stable lasers,clock transition, quantum simulation.

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Cette thèse étudie la théorie de la correspondance et la théorie des preuves pour la logique modale monotone et les logiques qui en sont proches.La première partie de la thèse établit une connexion formelle entre la théorie de la correspondance algorithmique et des résultats de caractérisation duale pour les treillis finis, similaire à la caractérisation par Nation d'une hiérarchie de variétés de treillis qui généralise les treillis distributifs. Cette connexion formelle est établie en utilisant la logique modale monotone. Nous adaptons l'algorithme ALBA pour la correspondance à l'environnement de la logique modale monotone, et nous utilisons un encodage, induit par une dualité, des treillis finis sous forme de 'neighbourhood frames' pour traduire les termes de la théorie des treillis en formules de la logic modal monotone.La deuxième partie de la thèse étend la théorie des 'display calculi' à la logique Baltag-Moss-Solecki pour les actions épistémiques et la connaissance (Epistemic Actions and Knowledge), à la logique modale monotone et à la logique propositionnelle dynamique (PDL). Nos résultats incluent plusieurs méta-théorèmes d'élimination de la coupure qui généralisent le théorème original de Belnap dans des dimensions différentes et indépendantes. Les deux principales généralisations des 'display calculi' traitées dans la thèse sont : la généralisation d'une théorie pour les langages ne contenant qu'un seul type à une théorie pour les langages contenant plusieurs types, et la généralisation d'une théorie pour les calculs satisfaisant la propriété de 'display' aux calculs ne la satisfaisant pas. / The present thesis focuses on Monotone Modal Logic and closely related logics from the point of view of Correspondence Theory and Proof Theory.The first part of the thesis establishes a formal connection between algorithmic corre- spondence theory and certain dual characterization results for finite lattices, similar to Nation's characterization of a hierarchy of pseudovarieties of finite lattices progressively generalizing finite distributive lattices. This formal connection is established through monotone modal logic. Specifically, we adapt the correspondence algorithm ALBA to the setting of monotone modal logic, and we use a certain duality-induced encoding of finite lattices as monotone neighbourhood frames to translate lattice terms into formulas in monotone modal logic.The second part of the thesis extends the theory of display calculi to Baltag-Moss- Solecki's logic of Epistemic Actions and Knowledge (EAK), Monotone Modal Logic (MML), and Propositional Dynamic Logic (PDL). Our results include several cut-elimination metatheorems, which generalize the original metatheorem of Belnap in different and mutually independent dimensions. The two main generalizations of display calculi treated in the thesis are: the generalization from single type to multi-type languages, and from the full or relativized display property to no display property.

Les modèles de comportement mécanique, dits macroscopiques, sont développés à la fois pour leur légèreté, permettant le calcul d’éléments structuraux pouvant atteindre d’importantes dimensions, et pour leur finesse de représentation des phénomènes mécaniques observés par le matériau à des échelles plus fines. Le développement de tels modèles est ici effectué dans le cadre de la sollicitation sismique, donc des chargements cycliques alternés, appliquée à des ouvrages en matériaux quasi-fragiles, et plus précisément en béton. À ce jour, les modèles macroscopiques, effectivement applicables au calcul de structures, et représentatifs du comportement cyclique du béton sont encore rares. En conséquence de la complexité du problème de fissuration à homogénéiser, les modèles macroscopiques existants affichent une robustesse limitée ou ne permettent pas de reproduire l’ensemble des phénomènes mécaniques observés par le matériau. Une des barrières à la résolution de ces deux problématiques est le manque de données expérimentales relatives aux phénomènes à modéliser. En effet, en cause de la difficulté technique de les réaliser, peu de résultats d’essais cycliques alternés sur du béton sont disponibles dans la littérature.
 Une démarche d’expérimentation numérique a donc été élaborée sur la base d’un modèle fin du matériau, dit microscopique, capable de fournir les résultats nécessaires à la formulation et à l’identification d’un modèle macroscopique. Dans le modèle microscopique le matériau est considéré comme une structure à part entière, il a été développé afin de ne nécessiter qu’une quantité réduite de résultats d’essais, maîtrisés, pour être mis en oeuvre. Le modèle microscopique, un modèle particulaire lattice, a été développé sur la base d’un modèle lattice existant, enrichi pour être en mesure de simuler le comportement des matériaux quasi-fragiles sous chargements multi-axiaux et cycliques. Le modèle microscopique a alors été validé en tant qu’outil d’expérimentation numérique, et exploité afin d’établir les équations constitutives du modèle macroscopique fondées sur les théories de l’endommagement et de la plasticité. La régularité de la relation de comportement proposée, intégrant un effet unilatéral progressif, a notamment été garantie par l’utilisation d’un modèle d’élasticité non-linéaire. Le modèle macroscopique a finalement été calibré, entièrement, à l’aide du modèle microscopique, et mis à l’oeuvre dans la simulation de la réponse d’un voile en béton armé soumis à un chargement de cisaillement cyclique alterné. Cette simulation a permis de mettre en avant la robustesse numérique du modèle développé, ainsi que la contribution significative du comportement uni-axial cyclique alterné du béton à l’amortissement de telles structures. / Macroscopic mechanical behavior models are developed for their light computational costs, allowing the simulation of large structural elements, and the precise description of mechanical phenomena observed by the material at lower scales. Such constitutive models are here developed in the seismic solicitation framework, therefore implying cyclic alternate loadings at the material scale, and applied to civil engineering buildings, often made of concrete, or more generally of quasi-brittle materials. To date, macroscopic models applicable to structural computations, while representing the cyclic mechanical behavior are rare. In consequence of the intricacy of the fracture processes to homogenize, macroscopic constitutive models either do not present sufficient robustness or miss on important phenomena. One of the limitations to the resolution of this issue is the lack of experimental data. Indeed, because of the complexity of the experiments to set up, few results on alternate cyclic tests on concrete are available in the literature.A virtual testing approach has therefore been established on a microscopic model of the material, able to provide results needed to the formulation and the calibration of a macroscopic model. In the microscopic model, the material is considered as structure itself, it is developed so as to only necessitate a reduced amount of results from controlled experimental tests, in order to be used. The microscopic model, a lattice discrete element model, has been developed on the basis of an existing lattice model and extended to the simulation of multi-axial and cyclic loadings. The microscopic model has then been validated as a virtual testing tool and used to establish equations of the macroscopic model, on the basis of damage and plasticity theories. The consistency of the proposed constitutive relation, embedding progressive unilateral effect, has been achieved using non-linear elasticity. The macroscopic model has finally been calibrated, entirely with the microscopic model, and employed to simulate the response of a reinforced concrete wall under alternate shear loading. This simulation has served to showcase the numerical robustness of the proposed model, as well as the significant contribution of the uni-axial alternate behavior of concrete to the structural damping of such structures.

Cette thèse traite d’un sujet central de la théorie analytique des nombres, notamment celui des caractères de Dirichlet et plus particulièrememt, celui des sommes de caractères. Plus précisément, on y développe un résultat concernant la valeur maximale pouvant être atteinte par une longue somme de caractère. Chemin faisant, nous serons amenés à investiguer la structure de réseaux et nous en soutirerons un résultat intéressant. Dans le Chapitre 1 sont discutées les notions et techniques nécessaires à l’élaboration de la preuve du résultat principal. On y discutera des notions d’analyse harmonique, de techniques classiques de théorique des nombres et l’on fera finalement un survol des nombres friables. Le Chapitre 2 introduira la théorie propre aux caractères de Dirichlet et aux sommes de caractères. Les propriétés de bases et les théorèmes classiques seront couverts ainsi qu’un aperçu des résultats récents qui touchent de près au sujet principal de cette thèse. On donnera au Chapitre 3 un premier résultat qui fera diverger la thèse dans le domaine des réseaux. Il s’agit d’un résultat auxiliaire au résultat principal, mais qui offre un intérêt indépendant aux sommes de caractères. Il sera question de l’ordre de grandeur des multiples d’un vecteur choisi dans un réseau, lorsque les multiplicateurs sont dans certaines classes de congruences. Le Chapitre 4 servira de lien entre les réseaux et les caractères et on y appliquera les théorème démontrés au Chapitre 3. Les résultats sur les caractères qui en découlerons serons les éléments clés pour la preuve du théorème principal. Au chapitre 5, nous dériverons quelques estimés préliminaires qui seront nécessaires à la preuve du théorème principal. En particulier, le chapitre sera divisé en deux sectioncs; l’une traitant de sommes exponentielles, l’autre de nombre friables. Finalement, le Chapitre 6 constitura le point culminant de cette thèse et servira à démontrer le résultat principal sur les sommes de caractères. Nous y prouverons une borne inférieur sur le maximum pouvant être atteinte par un caractère parmi les caractères modulo un nombre premier q. / This thesis deals with a central topic in analytic number theory, namely that of characters and more specifically, that of character sums. More precisely, we will develop a result concerning the maximal value that can be attained by some long character sum. In Chapter 1 are discussed the notions and techniques that will be necessary in the elaboration of the proof of the main result. We will discuss notions of harmonic analysis, classical number theoretic techniques, as well as give an overview of smooth numbers. Chapter 2 will serve as an introduction to the theory pertaining to Dirichlet characters and character sums. Basic properties and classical theorems will be covered and we will provide a survey of recent results closely related to the main topic on interest in this thesis. We will give in Chapter 3 a first result which will lead this thesis to diverge into the field of lattices. It comes up as an auxiliary result to the main result, but bares an interest independent to characters. We will discuss the order of magnitude of multiples of a chosen lattice vector, when the multipliers lie in prescribed congruence classes. Chapter 4 will serve as a bridge between lattices and characters and we will study the consequences of applying the theorems we proved in Chapter 3 to characters. We will derive results that will be key to the proof of our main theorem. In Chapter 5, we will prepare the ground for the proof of our main theorem by unveiling some preliminary estimates that will be needed. In particular, the chapter will consist of two parts: one treating of exponential sums, while the other one will be concerned with smooth numbers. Finally, Chapter 6 will be the apex of this thesis and will provide the proof of our main result on character sums. The argument built in this chapter will allow us to prove a lower bound for the maximal value that can be reached by a character among the characters modulo a prime number q.

<div>In this thesis, we present two main results in applied topology.</div><div> In our first result, we describe an algorithm for computing a semi-algebraic description of the quotient map of a proper semi-algebraic equivalence relation given as input. The complexity of the algorithm is doubly exponential in terms of the size of the polynomials describing the semi-algebraic set and equivalence relation.</div><div> In our second result, we use the fact that homology groups of a simplicial complex are isomorphic to the space of harmonic chains of that complex to obtain a representative cycle for each homology class. We then establish stability results on the harmonic chain groups.</div>

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This thesis describes a designed and implemented system for efficient storage, indexing and search in collections of spoken documents that takes advantage of automatic speech recognition. As the quality of current speech recognizers is not sufficient for a great deal of applications, it is necessary to index the ambiguous output of the recognition, i.\,e. the acyclic graphs of word hypotheses -- recognition lattices. Then, it is not possible to directly apply the standard methods known from text--based systems. This paper discusses an optimized indexing system for efficient search in the complex and large data structures which are the output of the recognizer.

We describe a fast method for the evaluation of an arbitrary high-dimensional multivariate algebraic polynomial in Chebyshev form at the nodes of an arbitrary rank-1 Chebyshev lattice. Our main focus is on conditions on rank-1 Chebyshev lattices allowing for the exact reconstruction of such polynomials from samples along such lattices and we present an algorithm for constructing suitable rank-1 Chebyshev lattices based on a component-by-component approach. Moreover, we give a method for the fast, exact and stable reconstruction.

<p>We consider existence and stability of breather solutions to discrete nonlinear Schrodinger (dNLS) and discrete Klein-Gordon (dKG) equations near the anti-continuum limit, the limit of the zero coupling constant. For sufficiently small coupling, discrete breathers can be uniquely extended from the anti-continuum limit where they consist of periodic oscillations on excited sites separated by "holes" (sites at rest).</p> <p>In the anti-continuum limit, the dNLS equation linearized about its discrete breather has a spectrum consisting of the zero eigenvalue of finite multiplicity and purely imaginary eigenvalues of infinite multiplicities. Splitting of the zero eigenvalue into stable and unstable eigenvalues near the anti-continuum limit was examined in the literature earlier. The eigenvalues of infinite multiplicity split into bands of continuous spectrum, which, as observed in numerical experiments, may in turn produce internal modes, additional eigenvalues on the imaginary axis. Using resolvent analysis and perturbation methods, we prove that no internal modes bifurcate from the continuous spectrum of the dNLS equation with small coupling.</p> <p>Linear stability of small-amplitude discrete breathers in the weakly-coupled KG lattice was considered in a number of papers. Most of these papers, however, do not consider stability of discrete breathers which have "holes" in the anti-continuum limit. We use perturbation methods for Floquet multipliers and analysis of tail-to-tail interactions between excited sites to develop a general criterion on linear stability of multi-site breathers in the KG lattice near the anti-continuum limit. Our criterion is not restricted to small-amplitude oscillations and it allows discrete breathers to have "holes" in the anti-continuum limit.</p> / Doctor of Philosophy (PhD)