Zugl.: Kaiserslautern, Techn. Univ., Diss., 2006

Zugl.: Stuttgart, Univ., Diss., 2007.

All democratic organisations operate under a particular set of rules. Such procedures are implemented by the very individuals that create and maintain them, usually under a majority voting rule. This research project engages with the question of why and how members of parliament "abdicate" procedural power, focusing on the evolution of the rules of debate in the UK House of Commons. Working from newly collected data on the reform of Standing Orders of the House spanning 205 years (1811 - 2015), as well as records of over six million speeches, it provides a new perspective on procedural choice. Framing debate as a platform for speech-as-filibuster behaviour, I develop a formal model where the decision to support an anti-dilatory reform is primarily a function of polarisation. I show that legislators adopt restrictive rules when they are more likely to share policy preferences with colleagues within their party. The presence of shared views, then, motivates MPs to prioritise responsible use of the common resource of plenary time over individual policy influence. Both empirically and theoretically, my research offers new insights into the process of parliamentary reform in the absence of party discipline, and studies how the dynamics of procedural choice change as political parties enter the stage. Methodologically, it makes a contribution to the text-as-data field, exploring the use of novel machine-learning techniques in the measurement of political preferences.

Les théories supersymétriques, telles que le Modèle Standard Supersymétrique Minimal, constituent des extensions très populaires du Modèle Standard de physique des particules, et sont activement recherchées au Large Hadron Collider (LHC). Dans cette thèse, nous nous concentrons sur deux aspects de la phénoménologie des théories supersymétriques aux collisionneurs hadroniques de haute-énergie, à savoir les collisions polarisées, et les calculs de précision. Dans un premier temps, nous réalisons une étude au Leading Order (LO), dans laquelle nous montrons comment la présence de faisceaux polarisés (longitudinalement) pourrait nous aider à différencier des modèles de Nouvelle Physique présentant la même signature à l'état final. A titre d'exemple, nous considérons le cas d'une classe particulière de scénarios, menant à la production de monotops, qui correspondent à la production d'un quark top en association avec de l'énergie transverse manquante. Nous présentons nos résultats pour un LHC polarisé à 14 TeV, et pour le récemment proposé Futur Collisionneur Circulaire (FCC), supposé opérer à 100 TeV. Par la suite, nous nous concentrons sur la réalisation de prédictions de précisions pour la production de paires de particules supersymétriques colorées au next-to-leading order (NLO) en QCD supersymétrique, avec ou sans violation non-minimale de saveur, et avec ou sans Parton Shower (PS). Plus particulièrement, nous fournissons les premiers résultats (préliminaires) pour la production de squark-antisquark au NLO en SUSY-QCD avec violation non-minimale de saveur, dans le cas d'un calcul à ordre perturbatif fixe, et considérons dans le contexte de modèles simplifiés la production par paires de particules colorées de type scalaire et Majorana au NLO avec PS / Supersymmetric theories, such as the Minimal Supersymmetric Standard Model (MSSM), constitute very popular extensions of the Standard Model of particle physics that are extensively searched for at the Large Hadron Collider (LHC). In this thesis, we focus on two specific aspects of the phenomenology of supersymmetric theories at high-energy hadron colliders, namely polarized collisions and precision calculations. First, we perform a Leading Order (LO) study, in which we show how the availability of (longitudinally) polarized proton beams could us help us to disentangle various Beyond the Standard Model (BSM) scenarios exhibiting the same final-state signature. For the sake of illustration, we focus on the case of one particular class of scenarios leading to monotop production, which corresponds to the production of a top quark in association with missing transverse energy. We present our results for a polarized LHC at 14 TeV, and for the recently proposed Future Circular Collider (FCC), supposed to operate at 100 TeV. Then, we concentrate on precise predictions for the pair production of coloured supersymmetric particles at next-to-leading order (NLO) in supersymmetric QCD, with or without Non-Minimal Flavour Violations (NMFV), and with or without matching those predictions with Parton Showers (PS). More specifically, we provide the first preliminary results for squark-antisquark pair production at NLO in SUSY-QCD with NMFV, in the case of a fixed order calculation, and consider in the context of simplified models the pair production of coloured scalar and coloured Majorana particles at NLO matched with PS

Au cours des dernières vingt années, le domaine de l'imagerie biomédicale a été largement développé. Dans ce cadre, cette thèse vise à la conception et à la réalisation d'un nouveau dispositif exploitant la longueur d'onde et l'état polarimétrique d'un faisceau lumineux. L'objectif final de cette méthode optique est l'application au diagnostic biomédical précoce, et plus particulièrement dans le domaine de la dermatologie. Il est important de rappeler que le milieu analysé ne subit ni biopsie ni injection d'agent de contraste. Ainsi, cette technique est non invasive et s'effectue sans contact. Par ailleurs, comme souvent en ce qui concerne l'optique visible, ce système est à faible coût et la calibration demeure relativement accessible; ce qui en fait un dispositif très bien adapté à l'utilisation en routine médicale a l'instar des sondes optiques qui équipent les saturomètres actuels. Dans une première partie de ce manuscrit, les méthodes mathématiques dites de "Stokes" et de "Mueller" sont présentées. Ceci nous permet d'introduire aisément la description de notre système polarimétrique ainsi que le calcul du degré de polarisation (DOP). Nous réservons tout un chapitre du manuscrit à la calibration du dispositif, à l'évaluation de ses possibilités ainsi qu'à ses limites théoriques et expérimentales. Ce protocole permet donc la mesure du degré de polarisation linéaire, circulaire et elliptique de tout système en rétrodiffusion. Ajoutons que cette mesure s'effectue en multispectrale suivant trois canaux bien définies (rouge, vert et bleu) et le tout en quasi temps-réel, c'est-à-dire a un rythme d'environ 12 images par seconde en pleine résolution. Le DOP, défini comme la différence normalisée des composante orthogonales du champ électrique, est étudiée et corrélé aux propriétés optique de diffusion des systèmes étudiés. Dans un premier temps, en nous appuyant sur une simulation de type Monte Carlo, le dispositif est validé sur de classiques solutions de billes de latex. Nous présenterons ensuite nos premiers résultats sur des images de peau effectuées in-vivo et ceci, sur un échantillon d'une trentaine d'individus. Nous dégageons ainsi les applications potentielles ainsi que les limites de ce dispositif concernant par exemple les signatures de différents phénomènes tels que brulures, cicatrices et naevus. Enfin, une conclusion et les perspectives de ce travail sont énoncées / (…) The domain of the biomedical imaging was widely developed. In this context, this thesis aims at the conception and at the realization of a new plan exploiting the wavelength and the state polarimétrique of a beam of light. The final goal of this optical method is the application in the early biomedical diagnosis, and more particularly in the field of the dermatology. It is important to call back that the analyzed environment does not undergo either biopsy or agent's injection of contrast. So, this technique is not invasive and is made without contact. Besides, as often as regards the visible optics, this system is low-cost and the calibration remains relatively accessible; What makes a device very well adapted to the use in medical routine has the instar of the optical probes which equip the current saturomètres. In a first part of this manuscript, the mathematical methods said about "Stokes" and about "Mueller" are presented. This allows us to introduce easily the description of our system polarimétrique as well as the calculation of the degree of polarization (DOP). We reserve a whole chapter of the manuscript for the calibration of the plan, for the evaluation of its possibilities as well as for his theoretical and experimental limits. This protocol thus allows the measure of the degree of linear, circular and elliptic polarization of any system rétrodiffusion. Let us add that this measure is made in multispectral according to three channels defined well (red, green and blue) and quite there almost time - reality, that is has a rhythm about 12 images per second in full resolution. The DOP, defined as the difference normalized of component orthogonal of the electric field, is studied and correlated in the properties optics of distribution of the studied systems

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Dans cette thèse, nous abordons les défis rencontrés lors de la caractérisation des mémoires non volatiles par microscopie en transmission in situ. Les innovations récentes menées sur les porte-objets de TEM in situ basés sur l'utilisation de puces en silicium apportent de grands avantages comparée aux précédents modèles. Cependant, cette technique reste complexe et les expériences de MET in situ sont difficiles à mener à terme. Ce manuscrit tente d'apporter de nouvelles solutions pour permettre l'observation à l'échelle atomique pendant le recuit, ou la polarisation d'un échantillon dans le MET. Ce projet a été mené à travers plusieurs améliorations effectuées au cours des différentes étapes des expériences de MET in situ. Cette thèse se focalise plus particulièrement sur les problèmes rencontrés lors de la polarisation de dispositifs de mémoires résistives de taille nanométrique. Ces travaux furent conduits à travers une étude des instruments utilisés, le développement de nouvelles méthodes de préparation d'échantillons, et une analyse de l'impact de l'imagerie électronique sur le fonctionnement d'un dispositif dans le MET.Tout d’abord, une nouvelle méthode est développée spécifiquement pour les expériences de MET in situ en température. Grâce à ces développements, la cristallisation de mémoires à changement de phase en GeTe est observée en temps réel. Ces résultats ont notamment permis d'obtenir des informations utiles pour le développement de mémoires à changement de phase de type chalcogénure. Ensuite, de nouvelles puces en silicium dédiées à la polarisation in situ sont développées et produites. Une étude est ensuite menée sur la préparation d'échantillons par FIB afin d'améliorer la qualité des contacts électriques pour la polarisation in situ, ainsi que la technique de préparation elle-même. La qualité de cette méthode est ensuite démontrée à travers des mesures quantitatives obtenues pendant la polarisation in situ d'un échantillon de référence de type jonction PN. Ces développements sont ensuite appliqués afin d’observer des dispositifs de mémoires résistives de type CBRAM en fonctionnement dans le microscope électronique en transmission. Ces résultats ont permis d'apporter de nouvelles informations sur les mécanismes de fonctionnement des mémoires résistives, ainsi que sur la technique de polarisation in situ. / In this work, we address the current challenges encountered during in situ Transmission Electron Microscopy characterization of emerging non volatile data storage technologies. Recent innovation on in situ TEM holders based on silicon micro chips have led to great improvements compared to previous technologies. Still, in situ is a particularly complicated technique and experiments are extremely difficult to implement. This work provides new solutions to perform live observations at the atomic scale during both heating and biasing of a specimen inside the TEM. This was made possible through several improvements performed at different stages of the in situ TEM experiments. The main focus of this PhD concerned the issues faced during in situ biasing of a nanometer size resistive memory device. This was made possible through hardware investigation, sample preparation method developments, and in situ biasing TEM experiments.First, a new sample preparation method has been developed specifically to perform in situ heating experiments. Through this work, live crystallization of a GeTe phase change Memory Material is observed in the TEM. This allowed to obtain valuable information for the development of chalcogenide based Phase Change Resistive Memories. Then, new chips dedicated to in situ biasing experiments have been developed and manufactured. The FIB sample preparation is studied in order to improve electrical operation in the TEM. Quantitative TEM measurements are then performed on a reference PN junction to demonstrate the capabilities of this new in situ biasing experimental setup. By implementing these improvements performed on the TEM in situ biasing technique, results are obtained during live operation of a Conductive Bridge Resistive Memory device. This allowed to present new information on the resistive memories functioning mechanisms, as well as the in situ TEM characterization technique itself.

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Ces dernières décennies, des champs magnétiques ont été détectés dans quasiment tous les types d'étoiles. Ces découvertes ont donné lieu à des études innovantes sur la cartographie des champs magnétiques et leur impact sur l'environnement stellaire. Pour aller encore plus loin il est nécessaire d'allier la spectroscopie à la polarimétrie, dans l'UV et le visible. L'UV permet d'étudier les vents stellaires et l'environnement circumstellaire, tandis que le visible permet d'étudier la surface de l'étoile. La spectropolarimétrie UV+visible permet ainsi d'étudier les magnétosphères dans leur globalité. Ceci doit être fait sur au moins une période complète de rotation de l'étoile. Pour cela, il faut aller dans l'espace, à la fois pour atteindre le domaine UV et pour obtenir des observations ininterrompues sur une période de rotation stellaire complète. Le consortium international UVMag a été créé en 2010 pour discuter, étudier et promouvoir une mission spatiale pour l'étude des magnétosphères stellaires via de la spectropolarimétrie spatiale dans les domaines UV et visible simultanés. D'un point de vue technique, la spectroscopie spatiale pure, y compris dans l'UV, a déjà été utilisée avec succès, par exemple sur IUE, et serait très performante avec les détecteurs et les technologies disponibles aujourd'hui. Par contre, le spectropolarimètre UV+visible est la partie instrumentale la plus ambitieuse pour une future mission spatiale. En effet, alors que les français (en particulier le LESIA et l'IRAP) sont les spécialistes de ce type de spectropolarimètres dans le visible pour des télescopes au sol (comme ESPaDOnS au CFHT ou Narval au TBL), aucun instrument de ce type n'a encore été embarqué sur une mission spatiale, encore moins en UV. La première partie de ma thèse consistait à concevoir le design optique du module polarimétrique pour le spectropolarimètre de la mission Arago, dans le cadre du consortium UVMag. J'ai donc étudié et recherché différents concepts innovants qui pourraient s'adapter aux contraintes très particulières de cet instrument. En effet, les spécifications imposent l'utilisation d'un unique polarimètre pour tout le domaine spectral [119-888] nm. Les contraintes du spatial s'ajoutent à cela avec un besoin de compacité, légèreté et robustesse. Je me suis concentré sur 2 concepts de polarimètre différents, un premier basé sur le module de polarisation de l'instrument X-Shooter avec une modulation temporelle de la polarisation et une achromatisation des efficacités d'extraction des paramètres de Stokes et un second basé sur une modulation spatiale de la polarisation, permettant d'obtenir un polarimètre statique. J'ai adapté ces 2 concepts aux spécificités d'Arago et intégré ces 2 systèmes au design optique global de l'instrument. Le premier concept de modulation temporelle a été choisi pour l'instrument d'Arago qui a été soumis à l'ESA dans le cadre des appels Cosmic Vision M4 et M5. Dans un deuxième temps, l'objectif de ma thèse était de prouver la faisabilité des concepts évoqués plus haut. / Over the last few decades, magnetic fields have been detected in almost all kinds of stars. This led to innovative studies on the mapping of magnetic fields and their impact on the circumstellar environment. To go further, we need to use spectroscopy and polarimetry together, in the UV and visible range. The UV domain is used to study the stellar wind and stellar environment, whereas the visible range allows to study the surface of the star. UV+visible spectropolarimetry enables the global study of magnetospheres. This has to be done over at least one rotation period of the star. Therefore, we need to go to space in order to see the UV range and to obtain uninterrupted observations on a complete stellar rotation period. The international consortium UVMag has been created in 2010 to discuss, study and promote a space mission for the study of stellar magnetospheres using simultaneous UV and visible space spectropolarimetry. From the technical point of view, pure spectroscopy in space, both in the UV and visible ranges, has already been successfully used, for example on IUE, and would be very efficient with current detectors and technologies. On the other hand, the UV+visible spectropolarimeter is the most ambitious instrumental challenge for a future space mission. Indeed, until now, no such optical spectropolarimeter has flown on a space mission, despite the fact that the French (particularly the LESIA and IRAP laboratories) are the specialists for such instruments (such as ESPaDOnS at CFHT or Narval at TBL). The first part of my thesis consisted in elaborating the optical design of the polarimetric module for the spectropolarimeter of the space mission Arago, in the framework of the UVMag consortium. I studied various innovative concepts that could be adapted to the specific constraints of this instrument. The specifications indeed show the need for a unique polarimeter covering the complete spectral range [119-888] nm. Moreover, the usual compacity, lightness and robustness constraints of a space instrument are added to these specifications. I focused my work on 2 different polarimeter concepts, a first one based on the polarimetric module of the X-shooter instrument using a temporal modulation and an achromatization of the extraction efficiencies of the Stokes parameters, and a second one based on spatial modulation of the polarization, offering a static polarimeter. I adapted these 2 concepts to the specific constraints of Arago and integrated them to the complete optical design of the instrument. The first concept, using temporal modulation, has been chosen as the baseline for the instrument proposed to ESA for the Cosmic Vision calls M4 and M5. The goal was then to demonstrate the feasibility of the two concepts.

Le présent travail de thèse met l'accent sur divers aspects de la distillation membranaire dans l'objectif de concevoir des procédés de dessalement proches du " zéro effluent liquide ". De manière générale, deux sujets sont discutés en détail: (i) la corrélation entre les caractéristiques de la membrane et les performances du procédé de distillation membranaire (ii) la compréhension et le contrôle de la polarisation thermique en DM. L'analyse de l'état de l'art en distillation membranaire porte notamment sur les progrès dans le développement des membranes, dans la compréhension des phénomènes de transport, les récents développements dans la conception des modules et le colmatage. Des phénomènes annexes et les applications innovantes sont également discutés dans la partie introductive de la thèse. L'effet des conditions de fabrication et de la composition des collodions sur les caractéristiques des membranes et la corrélation entre ces dernières et leurs performances a été discuté dans la section suivante. Il est établi que la morphologie de la membrane joue un rôle crucial dans ses performances pour des applications sur des fluides réels. En outre, on met en évidence que l'impact de la morphologie de la membrane est différente selon que la procédé fonctionne avec une phase liquide froide du côté distillat (Direct Contact Membrane Distillation - DCMD)) ou avec un courant d'air sec ou le vide (Air Gap ou Vacuum Membrane Distillation). Dans une deuxième partie, les aspects théoriques et expérimentaux de la polarisation thermique en distillation membranaire (DCMD) ont également été étudiés. Les phénomènes de polarisation thermique sur une membrane plane ont été étudiés en utilisant une cellule spécialement conçue. L'effet des conditions de fonctionnement et de la concentration de la solution sur la polarisation thermique a été étudié expérimentalement. Nous avons observé que l'augmentation de concentration de la solution favorise la polarisation thermique à cause d'une détérioration de l'hydrodynamique résultante à la surface de la membrane. Certaines techniques actives et passives pour réduire la polarisation thermique et le colmatage en distillation membranaire ont également été examinées dans l'étude cette étude. Nous avons montré que la polarisation thermique peut être considérablement réduite en générant des écoulements secondaires dans le fluide circulant à l'intérieur du canal d'alimentation, donc à l'intérieur de la fibre creuse si c'est cette configuration qui est retenue. Dans la présente étude, l'induction d'un écoulement secondaire a été réalisée en utilisant les fibres torsadées en hélice et une configuration ondulée. En raison de l'amélioration du niveau de polarisation thermique du côté de l'alimentation et du distillat, les géométries de fibres ondulées fournissent des flux et des taux de rendement supérieurs à ceux des autres configurations. La mise en œuvre d'un écoulement pulsé et intermittent pour contrôler la polarisation en distillation membranaire a également été examinée. Notre étude permet de conclure que ces types d'écoulements ont un impact positif sur les taux de rendement et le facteur d'amélioration volumique (gain en flux ramené par rapport à l'augmentation du volume de l'équipement) sans compromis sur le taux de remplissage des carters de fibres creuses. / The current PhD work emphasizes on various aspects of membrane distillation for approaching zero liquid discharge in seawater desalination. In broader sense, two themes have been discussed in detail: (i) correlation between membrane features and their performance in MD (ii) understanding and control of thermal polarization in MD. Introduction and state-of-the-art studies of MD including progress in membrane development, understanding the transport phenomenon, recent developments in module fabrication, fouling and related phenomenon and innovative applications have been discussed in introductory part of the thesis. The effect of operating conditions and dope compositions on membrane characteristics and correlation between membrane features and their performance has been discussed in subsequent section. It has been established that membrane morphology plays a crucial role in performance of the membrane for real applications. Furthermore, it has been demonstrated that the effect of membrane morphology is different for direct contact and vacuum configurations. Theoretical and experimental aspects of thermal polarization in direct contact membrane distillation have also been investigated. Thermal polarization phenomenon in a flat sheet membrane has been studied by using a specifically designed cell. The effect of operating conditions and solution concentration on thermal polarization has been explored experimentally. It has been observed that increased solution concentration favors the thermal polarization due to resulting poor hydrodynamic at the membrane surface and increase in diffusion resistance to the water vapors migrating from bulk feed phase to the membrane surface. Some active and passive techniques to decrease thermal polarization and possible fouling in membrane distillation have also been discussed in the current study. Thermal polarization can be greatly reduced by inducing secondary flows in the fluid flowing inside the fiber. The induction of secondary flows in the current study has been realized by using the fibers twisted in helical and wavy configurations. Due to improvement of thermal polarization coefficient on up and downstream, the undulating fiber geometries provide high flux and superior performance ratio. Application of intermittent and pulsatile flow to control thermal polarization in MD has also been discussed. It has been inferred that these flows have positive impact on performance ratio and volume based enhancement factors without compromising on packing density of the system. The application of MD for treatment of produced water has also been studied.