At : Salle 211 T. 55-65, UFR 919 d'Ingénierie, Sorbonne Université (Campus Jussieu), 4 Place Jussieu, 75252 Paris Cedex 05, France , on 09:30

Dans le cadre de l’approche Biopolymer Chain Elasticity (BCE) développée au Laboratoire Jean Perrin, cette thèse s’intéresse à la modélisation des acides nucléiques par des tiges élastiques. Motivée par de nombreux travaux théoriques et expérimentaux, cette approche innovante a été validée sur plusieurs structures dites en épingle à cheveux. Le modèle multi-échelle et hiérarchique utilisé est particulièrement adapté à l'implémentation de simulations interactives. Pour en tirer le meilleur parti, deux problèmes de mécanique des tiges doivent cependant être résolus. Premièrement, il s’agit de classer l’ensemble des configurations d'équilibre des tiges élastiques, afin d’en faire des outils de description, d'analyse et de comparaison des molécules qu'elles représentent. Deuxièmement, une méthode doit être mise en place pour calculer ces configurations sous des conditions d’encastrement spécifiées. L’objectif de la thèse est de résoudre ces deux problèmes. Pour ce faire, une description complète de la statique des tiges 3D dites idéales est établie. Des configurations particulières, proches de structures d'acides nucléiques connues, sont caractérisées. Plus essentiellement, des propriétés géométriques générales sont identifiées : les tiges élastiques sont toujours inclues à l'intérieur d'un tube hélicoïdal, et s'enroulent autour de l'axe de ce tube avec trois propriétés de chiralité. Cela conduit à deux classifications des configurations d’équilibre, en fonction des chiralités puis en fonction du tube enveloppe. Enfin, une méthode de calcul de géométrie inverse est proposée et implémentée, pour imposer des conditions d'encastrement 3D aux tiges élastiques.

At : LPTHE, Sorbonne Universite, Boîte 126, T13-14 4ème étage 4 place Jussieu 75252 Paris CEDEX 05 , on 13:00

The subject matter of the present thesis is the partial breaking of N=2 supersymmetry in four and in five spacetime dimensions. In the first case, we study the off-shell nonlinear realization of the broken N=1 superymmetry with the use of nilpotent N=2 superfields that contain the Goldstone degrees of freedom of the massive spin-3/2 multiplet of N=1 supersymmetry. These Goldstino superfields can either be the Maxwell or the single-tensor multiplet. The partial breaking is induced by a combination of magnetic and electric Fayet-Iliopoulos terms, the coefficients of which can be seen as deformation parameters of the transformations of the broken supersymmetry algebra or, futhermore, as deformations of the superfields themselves. Interactions of deformed Goldstino multiplets with undeformed multiplets generate a super-Brout-Englert-Higgs effect but without gravity, in which an N=1 vector multiplet absorbs an N=1 linear multiplet and becomes massive. In the second case, we study on--shell the partial breaking that is induced by the background value of the dilaton that is linear in the extra dimension, with the latter being a toy model of the holographic dual of little string theory. A particular gauging of N=2, D=5 supergravity can accommodate this model, with N=1 supersymmetry remaining intact in four dimensions. Upon compactification of the extra dimension, we find that the introduction of branes is compatible with the direction of the unbroken supersymmetry.

At : Auditorium, IPN, Université Paris-Sud Bat 100, 15 rue Georges Clemenceau, 91405 Orsay , on 14:00

Random matrix theory has applications in various fields: mathematics, physics, finance, ... In physics, the concept of random matrices has been used to study the electonic transport in mesoscopic structures, disordered systems, quantum entanglement, interface models in statistical physics, cold atoms, ... In this thesis, we study coherent AC transport in a quantum dot, properties of fluctuating 1D interfaces on a substrate and topological properties of multichannel quantum wires. The first part gives a general introduction to random matrices and to the main method used in this thesis: the Coulomb gas. This technique allows to study the distribution of observables which take the form of linear statistics of the eigenvalues. These linear statistics represent many relevant physical observables, in different contexts. This method is then applied to study concrete examples in coherent transport and fluctuating interfaces in statistical physics. The second part focuses on a model of disordered wires: the multichannel Dirac equation with a random mass. We present an extension of the powerful methods used for one dimensional systems to this quasi-1D situation, and establish a link with a random matrix model. From this result, we extract the density of states and the localisation properties of the system. Finally, we show that this system exhibits a series of topological phase transitions (change of a quantum number of topological nature, without changing the symmetries), driven by the disorder.

At : Université Paris-Sud, Bâtiment 210, Amphi 1 , on 14:00

Vingt années se sont écoulées depuis la découverte de l'expansion accélérée de l'Univers, ravivant l'intérêt pour les théories alternatives de la gravité. Ajouter un champ scalaire à la métrique habituelle de la relativité générale est l'une des manières les plus simples de modifier notre théorie de la gravité. En parallèle, nos connaissances sur les trous noirs et les étoiles à neutrons sont en plein essor, grâce notamment au développement de l'astronomie par ondes gravitationnelles. Cette thèse se situe au carrefour entre les deux domaines : elle étudie les propriétés des objets compacts dans les théories tenseur-scalaire généralisées. Nous commençons par rappeler les théorèmes d'unicité essentiels établis depuis les années soixante-dix. Après avoir présenté le théorème d'unicité pour les trous noirs en théorie de Horndeski, nous l'étendons aux étoiles. La deuxième partie de cette thèse détaille les différentes manières de contourner ce théorème. Parmi elles, nous présentons des solutions où la dépendance temporelle du champ scalaire permet de le raccorder à une solution cosmologique, mais aussi des trous noirs statiques et asymptotiquement plats. Dans la troisième partie, nous établissons un critère important pour la stabilité de ces solutions, qui s'appuie sur leur structure causale. C'est aussi l'occasion d'étudier la propagation des ondes gravitationnelles au voisinage de trous noirs, et de sélectionner les théories dans lesquelles les ondes gravitationnelles se propagent à la même vitesse que la lumière.

At : IPGG 6 rue jean Calvin, 75005 Paris, France salle Amphithéâtre , on 14:00

In this Manuscript, we use a tuning fork based Atomic Force Microscope to measure the mechanical response of various soft matter systems at the nanoscale. This instrument is used as a nano-rheometer, allowing quantitative measurements of viscoelastic material properties, and unprecedented characterization of friction and dissipation at the nanoscale. First, we show that ionic liquids can undergo a dramatic change in their mechanical properties when confined at the nanoscale, pointing to a capillary freezing transition. This transition is favored by the metallic nature of the confining substrates, suggesting the occurrence of subtle electrostatic effects in those dense electrolytes. Second, we probe plasticity at the individual atomic level, by measuring the viscoelastic rheological response of gold junctions of few atoms diameter. For increasing shear, we uncover a transition from a purely elastic regime to a plastic flow regime, up to the complete shear-induced melting of the junction. Our measurements give unprecedented insights on the plastic mechanisms at play in those molecular systems. Finally, we show that nanoscale interactions can have profound effects on the macroscopic behavior of soft materials. Focusing on the non-newtonian flow behavior of concentrated suspensions of particles, we measure the nanoscale frictional force profile between pairs of particles of PVC and Cornstarch suspensions. Our measurements highlight the dominant role of local interparticle interactions on the macroscale rheology of suspensions.

At : Amphi blandin, LPS 510, 91405 Orsay , on 14:00

L’objectif général de cette thèse était d’identifier les mécanismes moléculaires du frottement d’un fluide de polymère sur une surface solide à partir de l’écart à la condition de vitesse nulle à la paroi. La première partie de ce travail a consisté à développer une nouvelle méthode de mesure du glissement des liquides de polymère par suivi d’un motif photolysé dans un fluide fluorescent. Cette méthode, qui est une évolution de celle utilisée précédemment dans le groupe, donne directement accès au champ de déplacement du fluide lors de l’écoulement. À l’aide de ce nouveau dispositif, nous avons étudié expérimentalement l’effet de la nature de la surface, de la viscosité du liquide et de la température sur le glissement de fondus de polymère (T>Tg). Il est apparu que l’effet de glissement est contrôlé par la viscosité des fondus et par un coefficient de frottement à l’interface qui ne dépend que des natures moléculaires du liquide et de la surface. En particulier, ce coefficient de frottement est le même pour un fondu ou pour un élastomère constitué du même polymère. La dépendance en température de cet effet est fixée par la différence des énergies d’activation des processus activés que sont la viscosité du liquide et le frottement sur la surface solide. nEnfin, nous nous sommes intéressés à l’évolution temporelle de la transition de glissement dans les fondus et les solutions causée par la présence de chaînes de polymère adsorbées sur les parois.

At : Amphithéâtre Marie Curie - Institut Curie 11-13 rue Pierre et Marie Curie 75005 Paris , on 14:00