Par diffusion et absorption des rayonnements solaire et terrestre, et en modifiant les propriétés des nuages, les aérosols atmosphériques exercent un forçage direct et indirect sur le climat encore difficile à estimer dans le présent et à prédire pour le futur. Ces considérations s’appliquent au bassin méditerranéen, l’une des régions du globe climatiquement sensible, où on trouve de fortes concentrations en aérosols issus de sources diverses, naturelles (aérosols marins, poussières sahariennes) et anthropiques (industrie, transport, feux intentionnels). Dans ce contexte, les observations satellitaires sont incontournables pour décrire la distribution spatiale et l’évolution temporelle à long terme des concentrations et propriétés des aérosols, et en déterminer les impacts. En particulier, l’instrument POLDER-3/PARASOL (2005-2013) est un capteur polarisé, multi-spectral/directionnel qui permet d’accéder à différentes propriétés optiques des aérosols, notamment au-dessus des océans, avec une distinction entre les composantes fines, grossières sphériques/non-sphériques des aérosols. Dans ce cadre, ma thèse a porté sur la validation poussée des produits aérosols mesurées par POLDER (notamment des épaisseurs optiques des fractions grossières sphériques/non-sphériques non validées à ce jour), avec les observations de télédétection et in situ des propriétés optiques et physico-chimiques, obtenues grâce aux campagnes du projet ChArMEx en Méditerranée (étés 2012-2013), afin d’évaluer leurs potentiels à caractériser et quantifier les aérosols dans la région. Cette validation permet de dresser une cartographie régionale des aérosols et analyser leur distribution spatiale et temporelle avec une distinction sur leur taille et leur forme / By scattering and absorbing solar and terrestrial radiations, and by modifying the properties of clouds, atmospheric aerosols have a direct and indirect radiative forcing on the climate that is still difficult to estimate and to predict. These considerations apply to the Mediterranean basin, one of the major climatic hot-spot of the globe, where there are high concentrations of aerosols from various natural (marine aerosols, Saharan dust) and anthropogenic (industry, transport, intentional fires) sources. In this context, satellite observations are essential to describe the spatial distribution and long-term temporal evolution of aerosol concentrations and properties, and to determine their impacts. In particular, POLDER-3 / PARASOL spatial instrument (2005-2013) is a polarized, multi-spectral/directional sensor that allows access to different optical properties of aerosols, especially over oceans, with a distinction between fine and coarse spherical / non-spherical aerosol components. In this framework, my thesis focused on the thorough validation of aerosol products measured by POLDER (notably the aerosol optical depth of the coarse spherical/non-spherical fractions not evaluated at the time of this work), with remote sensing and in situ observations of optical and physic-chemical properties obtained from ChArMEx project in the Mediterranean basin (summers 2012-2013) to assess their potential to characterize and quantify aerosols in this region. Thanks to this validation, it is possible to map and to analyze aerosol spatial and temporal distribution with a distinction on their size and their shape

Dès ses débuts, l'aventure sucrière en Guyane est l’objet d’une oscillation permanente entre fascination et désespoir, la luxuriance trompeuse de la forêt ayant longtemps donné l’illusion d'un bel avenir sucrier. Cette aventure s'inscrit naturellement dans l’histoire des industries sucrières des Amériques. Cette dernière, en tant que thématique de recherche, n'a pourtant que récemment attiré l'attention des historiens en France, et ceci bien qu'elle soit partie intégrante de l’histoire de la colonisation de l’Amérique. Une des causes de ce retard peut probablement s’expliquer par un sentiment « douloureux » et « honteux » lié à cette période du passé. La subjectivité des archives, qui restent muettes sur une grande partie de l’histoire — quotidien des colons et des esclaves, stratégies d’installation, évolution des paysages, peut avoir également masqué l'intérêt que présente l'industrie sucrière dans la compréhension du phénomène colonial. Au travers de l'analyse des difficultés rencontrées par les colons pour implanter de manière rentable une industrie sucrière puis rhumière en Guyane, le présent travail vise à montrer l’importance et le rôle fondamental que doit tenir et jouer l’archéologie coloniale en Guyane dans l'élaboration d'une vision plus complète et précise de ce territoire. Dans un premier temps, la très forte contrainte que le milieu amazonien exerce sur l’installation des hommes est analysée ; une deuxième partie met en évidence la contrainte à la connaissance du territoire et de son passé imposée par les conditions de la recherche archéologique en Guyane. Enfin, la présentation des résultats des travaux archéologiques de l'auteur permet d'insister sur l'ingéniosité des hommes à s’adapter en continu au milieu. / The history of the sugar industry in French Guiana has fluctuated since its beginnings between fascination and despair, because of the misleading luxuriant forest which seemed to imply a prosperous future to it. This adventure is naturally related to the history of the sugar industries of the Americas, but has only recently been considered as a research subject by the French historians, even if it is totally involved in the colonial history of America. A cause of such a delay may be due to a “painful” and “shameful” feeling regarding these years of the past. Archives are subjective and silent about a great part of the history (daily life of the settlers and their slaves, settlement strategies, evolution in the landscapes,…). This fact may have hidden all the interest that brings the sugar industry to understand the colonial phenomenon. The present work lies on an analysis of the difficulties met by the settlers who wanted to establish a profitable sugar- then rum-industry in French Guiana, and aims to show the importance and prominent role that colonial archaeology in French Guiana must play in the elaboration of a more exhaustive and consistent vision of this territory. A first part deals with the high constraint of the Amazonian environment upon a human settlement; a second part will bring to the fore how imperative it is to know the territory and its past due to the conditions of an archaeological research in French Guiana. Eventually, the presentation of the author’s archaeological works allows to insist on the human ingenuity to continuously adapt to the environment.

The flooded meadows of the Pamarys region permanently are an object of increased attention and require new solutions using grasslands for farming and sustainable development of the area. During the last decade's new environmental regulations has more tighten restrictions for farming and especially in protected areas. Nemunas delta Regional Park is one of the biggest protected areas in this region. The status of protected area fundamentally changed the farming conditions in polder systems. Summer polders (these are flooded in spring time) are the main chain in the plenty of problems, and proper farming and use of polder systems not only decrease expenses for maintenance, but also essentially improve ecological situation of the ecosystem in such areas. The most important problem still remains fish killing in pumping stations of polder systems. More the 10 years before the Sysa pumping station was modernized installing here screw pumps. It was experimental pumping station for several years ad latter the same pumps were installed in more three pumping stations. Today we have already 14 years experience and can do some conclusions about the use of screw pumps. The history of screw pumps, some practical experiments, analysis of collected data in three different polder systems (with screw pumps and conventional pumps) a comprised in this final Msc. degree work.

This licentiate thesis addresses two important aspects of the van der Waals and the Casimir-Polder ground-state and excited-state (resonance) interactions between two atoms or molecules. The first is the finite-size effect and the second is the non-perturbative effect. Going beyond the usual assumption of atoms and molecules as point particles and adopting a description of finite size, the divergence inherent in such interaction energies in the limit of zero separation distance between the two interacting atoms or molecules is removed. The attainment of finite interaction energy at such close separation distance facilitates the estimation of van der Waals force contribution to the binding energy of the molecules, and towards surfaces. This is particularly important for noble atoms. We investigate in detail for a pair of helium (He) atoms and krypton (Kr) atoms, and for a pair of methane (CH4) molecules considering its environmental importance. The application of finite size further leads to finite self energies of the atoms. The expression of the interaction energy, as is discussed in detail in this thesis, typically contains a logarithmic factor of the form ln(1-x). Formerly, in evaluating the interaction energies, this factor is customarily series-expanded and truncated in the leading order with certain assumptions. This thesis explores the effect of using the full expression, which we refer to as the non-perturbative (or, the non-expanded) theory, analytically wherever possible as well as numerically. The combined application of the finite-size theory and the non-perturbative theory results in as much as 100% correction in the self energy of atoms in vacuum. This may give rise to significant physical consequences, for example, in the permeabilities of atoms across dielectric membranes. The non-perturbative theory, in addition, exhibits interesting behaviour in the retarded resonance interaction. / <p>QC 20160509</p>

The Diploma Thesis consists of research and design part. The content of research part is description of dry reservoirs and theory of 2D modelling. The design part of the work deals with the hydrotechnical study of possibility of building a dry reservoir Blučina in two variants of designs of reservoir with objects. The design contains simulations of 2D numerical model of reservoir made in program SMS-SRH of both designed variants. The result is evaluation of both designed variants and recommendation of better option for a possibility of construction in the future in terms of the transformation of the century-flood wave.

The Casimir-Polder interaction between a single neutral atom and a nearby surface, arising from the (quantum and thermal) fluctuations of the electromagnetic field, is a cornerstone of cavity quantum electrodynamics (cQED), and theoretically well established. Recently, Bose-Einstein condensates (BECs) of ultracold atoms have been used to test the predictions of cQED. The purpose of the present thesis is to upgrade single-atom cQED with the many-body theory needed to describe trapped atomic BECs. Tools and methods are developed in a second-quantized picture that treats atom and photon fields on the same footing. We formulate a diagrammatic expansion using correlation functions for both the electromagnetic field and the atomic system. The formalism is applied to investigate, for BECs trapped near surfaces, dispersion interactions of the van der Waals-Casimir-Polder type, and the Bosonic stimulation in spontaneous decay of excited atomic states. We also discuss a phononic Casimir effect, which arises from the quantum fluctuations in an interacting BEC. / Die durch (quantenmechanische und thermische) Fluktuationen des elektromagnetischen Feldes hervorgerufene Casimir-Polder-Wechselwirkung zwischen einem elektrisch neutralen Atom und einer benachbarten Oberfläche stellt einen theoretisch gut untersuchten Aspekt der Resonator-Quantenelektrodynamik (cavity quantum electrodynamics, cQED) dar. Seit kurzem werden atomare Bose-Einstein-Kondensate (BECs) verwendet, um die theoretischen Vorhersagen der cQED zu überprüfen. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, die bestehende cQED Theorie für einzelne Atome mit den Techniken der Vielteilchenphysik zur Beschreibung von BECs zu verbinden. Es werden Werkzeuge und Methoden entwickelt, um sowohl Photon- als auch Atom-Felder gleichwertig in zweiter Quantisierung zu beschreiben. Wir formulieren eine diagrammatische Störungstheorie, die Korrelationsfunktionen des elektromagnetischen Feldes und des Atomsystems benutzt. Der Formalismus wird anschließend verwendet, um für in Fallen nahe einer Oberfläche gehaltene BECs Atom-Oberflächen-Wechselwirkungen vom Casimir-Polder-Typ und die bosonische Stimulation des spontanen Zerfalls angeregter Atome zu untersuchen. Außerdem untersuchen wir einen phononischen Casimir-Effekt, der durch die quantenmechanischen Fluktuationen in einem wechselwirkenden BEC entsteht.

Dans cette thèse, après une introduction où nous présentons brièvement la physique des forces de Casimir, nous montrons nos résultats obtenus pendant le doctorat. D'abord, nous montrons notre travail sur les interactions de van der Waals / Casimir-Polder lorsque le système est dans une configuration hors équilibre à cause du mouvement uniformément accéléré des atomes. Nous étudions le système de deux atomes uniformément accélérés dans le vide quantique quand ils sont dans leur état fondamental ou dans un état corrélé (un atome excité et un atome dans son état fondamental). Nous analysons ce système avec un modèle heuristique semi-classique et une méthode plus rigoureuse qui nous avons étendu à partir d'une procédure générale développée dans la littérature. Nous trouvons un changement de la dépendance de l'interaction de la distance en raison de l'accélération. Nous montrons que les forces de Casimir-Polder entre deux atomes uniformément accélérés en mouvement relativiste, qui interagissent avec le champ scalaire, présentent une transition à partir d'un comportement thermique à courtes distances, comme prédit par l'effet Unruh, à un comportement non thermique à longues distances, associé à la rupture de la description inertielle et locale du système. En plus, lorsque le cas d'atomes qui interagissent avec le champ électromagnétique quantique est considéré, on constate que de nouvelles caractéristiques apparaissent dans l'interaction.Ensuite, nous présentons notre travail sur un nouveau couplage opto-mécanique d'un miroir oscillant de façon efficace avec un gaz d'atomes de Rydberg, médié par la force atome-miroir dynamique de Casimir-Polder. Nous constatons que ce couplage peut produire une excitation de résonance atomique de champ proche, qui n'est pas liée à l'excitation des atomes par les quelques photons réels attendus de l'effet Casimir dynamique. Dans des conditions expérimentales accessibles, cette probabilité d'excitation est importante (environ 20 %) et rend possible l'observation de ce nouvel effet Casimir-Polder dynamique. Donc nous proposons une configuration expérimentale réaliste pour réaliser ce système fait d'un gaz d'atomes froids piégés mis en face d'un substrat semi-conducteur, dont les propriétés diélectriques sont modulées dans le temps.Enfin, nous nous concentrons sur nos résultats obtenus pour le calcul de la pression Casimir-Lifshitz entre deux réseaux lamellaires diélectriques différents. Ce système est supposé dans une configuration hors équilibre thermique. En fait, les deux réseaux présentent deux températures différentes et ils sont immergés dans un bain thermique ayant une troisième température. Le calcul de la pression est basé sur une méthode qui exploite les opérateurs de diffusion des réseaux, déduits en utilisant la méthode modale de Fourier. Nous présentons nos résultats numériques caractérisant en détail le comportement de la pression, en faisant varier les trois températures et en modifiant les paramètres géométriques des réseaux. Cette variation des paramètres du système permet de régler la force de répulsive à attractive ou de réduire fortement la pression pour des intervalles de températures. En outre, on montre que la combinaison des effets de non-équilibre et géométriques rend ce système particulièrement intéressant pour l'observation de la force de Casimir répulsive. / In this thesis, after an introduction where we briefly present the general context of Casimir physics, we present the results obtained during the PhD. At first, we show our work about the van der Waals/Casimir-Polder interactions between two atoms in an out-of-equilibrium condition due to their uniformly accelerated motion. We study the system of two uniformly accelerated atoms in vacuum space, when they are in their ground-state and when they are in a correlated state (one excited and one ground-state atom). We analyze this system both with an heuristic semiclassical model and with a more rigorous method, based on a separation of radiation reaction and vacuum fluctuations contributions, that we extend starting from a general procedure known in literature. We find a change of the distance-dependence of the interaction due to the acceleration. We show that Casimir-Polder forces between two relativistic uniformly accelerated atoms, interacting with the scalar field, exhibit a transition from the short-distance thermal-like behavior predicted by the Unruh effect to a long-distance nonthermal behavior, associated with the breakdown of a local inertial description of the system. In addition, we obtain new features of the resonance interaction in the case of atoms interacting with the quantum electromagnetic field.Next, we present our work about a new optomechanical coupling of an effectively oscillating mirror with a Rydberg atoms gas, mediated by the dynamical atom-mirror Casimir-Polder force. We find that this coupling may produce a near-field resonant atomic excitation not related to the excitation of atoms by the few real photons expected by dynamical Casimir effect. In accessible experimental conditions, this excitation probability is significant (about 20%) making the observation of this new dynamical Casimir-Polder effect possible. For this reason, we propose a realistic experimental configuration to realize this system made of a cold atom gas trapped in front of a semiconductor substrate, whose dielectric properties are periodically modulated in time.Finally, we focus on our results obtained for the Casimir-Lifshitz pressure between two different dielectric lamellar gratings. This system is assumed to be in an out-of-thermal-equilibrium configuration, i.e. the two gratings have two different temperatures and they are immersed in a thermal bath having a third temperature. The computation of the pressure is based on a method exploiting the scattering operators of the bodies, deduced using the Fourier modal method. In our numerical results we characterize in detail the behavior of the pressure, both by varying the three temperatures and by changing the geometrical parameters of the gratings. In this way we show that it is possible to tune the force from attractive to repulsive or to strongly reduce the pressure for large ranges of temperatures. Moreover, we stress that the interplay between nonequilibrium effects and geometrical periodicity make this system particularly interesting for the observation of the repulsive Casimir force.

In dieser Bürgerinformation erfahren Sie, warum der Polder Löbnitz (Nordsachsen) notwendig ist, welche Baumaßnahmen zum Projekt gehören, welche schon fertig sind und wie ein Polder funktioniert. Redaktionsschluss: 28.02.2019

Les aérosols perturbent l'équilibre radiatif de la Terre via leurs effets directs (diffusion et absorption du rayonnement solaire) et indirects (interaction avec les nuages). La perturbation anthropique sur le climat liée aux émissions d'aérosols est du même ordre de grandeur que celle liée aux gaz à effet de serre, mais bien moins connue. Pour améliorer notre connaissance de cette perturbation, il est nécessaire de mieux connaître la distribution spatio-temporelle des aérosols. En effet, la description des sources et du transport dans les modèles d'aérosols reste incertaine et l'information fournie par les satellites est incomplète (pas de détection en présence de nuages, pas d'information sur la distribution verticale ou sur la nature chimique). De plus, les campagnes de mesures sont localisées dans l'espace et dans le temps. Mon travail de thèse vise à améliorer la connaissance des distributions d'aérosols via l'assimilation de mesures spatiales dans un modèle de transport. On combine ainsi les informations apportées par la mesure spatiale (épaisseur optique) avec celles du modèle (type de particules attendues, distribution verticale). Dans cette étude, les données de l'instrument spatial POLDER sont assimilées dans le modèle LMDz-INCA. Les résultats montrent tout l'intérêt d'utiliser l'ensemble de l'information disponible. Dans beaucoup de régions, cette méthode a permis d'améliorer notre connaissance des distributions (en termes de réduction des erreurs RMS). Un exemple d'application à l'étude de l'effet indirect des aérosols est montré.

L'albédo de la surface antarctique Joue un rôle important dans les études climatologiques. Essentiellement deux facteurs peuvent modifier sa valeur: la taille des grains de neige et la rugosité de surface générée par les vents dominants. Ces caractéristiques de surface varient dans l'espace et dans le temps et seuls les satellites permettent régulièrement leurs estimations sur un continent aussi vaste, inhospitalier et isolé que l'Antarctique. Parmi les in struments de télédétection, POLDER (POLarization and Directionality of the Earth's Reflectances), à bord du satellite ADEOS, est le premier à offrir jusqu'à 14 observations d'un même site, dans les domaines spectraux du visible et du proche infrarouge, sous des angles de visée différents, au cours d'une seule orbite. Comme sa fauchée est large et que les orbites d'ADEOS se recoupent à proximité des pôles, les régions polaires profitent d'une bonne couverture quotidienne. Par conséquent, POLDER semble être particulièrement bien adapté pour étudier les FDRBs (Fonctions de Distribution des Réflectances Bidirectionnelles) de la neige antarctique. Dans cette étude est montrée l'analyse des données POLDER du mois de novembre 1996, dans une région limitée de l'Antarctique. Après élimination des nuages, par l' utilisation notamment des mesures de polarisation, des FDRBs caractéristiques de différentes zones ont été restituées qui ont permis l'extraction d'informations relatives à la rugosité de surface et à la taille des grains de neige. Il apparaît que dans les zones rugueuses, les FDRBs sont caractérisées par une forte diffusion dans le demi-plan arrière (souvent plus forte que vers l'avant) que ne restituent pas les modèles de réflectance bidirectionnelle de la neige utilisés. De plus la position du pic de diffusion dans ce demi-plan arrière varie d'une région à une autre et peut donc être reliée à la rugosité de la surface. Toutefois, l'étude de cette rugosité est rendu complexe par le fait qu'il existe souvent plus d'une direction dans laquelle s'alignent les reliefs (d'érosion ou d'accumulation) de surface. L'étude comparative du rapport de réflectances mesurées par POLDER d'une part (865nm/670nm) et ATSR-2 d'autre part (1600nm/865nm), relié à la taille des grains de neige, montre les mêmes variations spatiales relatives. Cependant, la détermination des tailles de grains de neige ne peut être déduite, en valeur absolue, par les mesures satellitales.