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We consider, in general terms, the possible parameter space of thermal dark matter candidates. We assume that the dark matter particle is fundamental and was in thermal equilibrium in a hidden sector with a temperature $T'$, which may differ from that of the Standard Model temperature, $T$. The candidates lie in a region in the $T'/T$ vs. $m_{\rm dm}$ plane, which is bounded by both model-independent theoretical considerations and observational constraints. The former consists of limits from dark matter candidates that decoupled when relativistic (the relativistic floor) and from those that decoupled when non-relativistic with the largest annihilation cross section allowed by unitarity (the unitarity wall), while the latter concerns big bang nucleosynthesis ($N_{\rm eff}$ ceiling) and free streaming. We present three simplified dark matter scenarios, demonstrating concretely how each fits into the domain., Comment: 15 pages, 8 figures

International audience; – Dans cet article, nous rappelons l’ensemble des formulations nécessaire aux calculs des concentrations des espèces chimiques et de la permittivité dans un plasma d’air à l’équilibre et hors de l’équilibre thermique en fonction du temps. Nous discutons du calcul des fréquences de collision des électrons et des espèces neutres (O, N, O2, N2, NO) individuelles et leur influence sur le calcul de la permittivité du milieu. Puis, nous présentons les résultats de la permittivité diélectrique du milieu correspondant à deux altitudes (0 km et 10 km) et pour deux déséquilibres thermiques (θ=1 et θ=2). Le plasma ainsi étudié pouvant être rapproché de ceux produits lors de la foudre, du brouillage électromagnétique, des plasmas de rentrée atmosphérique, des phénomènes liés à la furtivité... L’une des originalités de ces travaux repose également sur la présentation des résultats, à la fois en fonction de la fréquence de l’onde incidente et du temps, ceci permettant d’accéder à la dynamique comportementale du milieu plasma. Finalement, nous appliquons les résultats obtenus à deux configurations de test. Le premier considère une couche de plasma insérée entre deux espaces libres et le second considère une couche de plasma accolée à une plaque de métal parfait. Finalement, nous présentons les calculs de la transmission et de la réflexion d’une onde incidente dans ces deux cas et pour le plasma considéré. Du point de vue de ces propriétés électromagnétiques, nous montrons que le plasma peut jouer le rôle d’un métamatériau.

In this thesis, we study the impact of solid boudaries on surface waves. We first consider the dissipation caused by dynamical wetting. We experimentally show how the damping of surface waves evolves with the size of the meniscus and demonstrate that in perfect wetting it leads to a nonlinear behavior as soon as the meniscus oscillation amplitude compares to the thickness of the boundary layer. Secondly, we investigate energy exchanges through scales occuring when a surface wave reflects on an oscillating wall, the so-called generalized Doppler effect. We evidence the creation of Doppler-shifted waves, compute their amplitudes and illustrate how the continuous bouncing of surface waves on wavemakers may lead to self-similar spectra competing with the ones of wave turbulence. Finally, we focus on nonlinear interaction between surface waves. We prove that gravity waves can undergo triad resonances in confined geometry. Going beyond the consequencies of solid boundaries, we perform experiments on four-wave interactions in the gravity regime and describe large scales in capillary wave turbulence.; Dans cette thèse, nous étudions comment la présence de parois affecte les ondes de surface. La dissipation associée au mouillage, objet central des premiers chapitres, est abordée expérimentalement. Nous mesurons son évolution avec la taille du ménisque et montrons qu’en mouillage total des non-linéarités apparaissent dès que l’oscillation du ménisque atteint l’épaisseur des couches limites. Dans un deuxième temps, nous quantifions les échanges d’énergie ayant lieu lors de laréflexion d’une onde de surface sur une paroi oscillante, appelés effet Doppler généralisé. Après une mise en évidence expérimentale, une approche théorique les évalue et illustre comment leurs effets cumulatifs peuvent mener à des spectres en compétition avec ceux de la turbulence d’ondes. Finalement, nous traitons les interactions entre paquets d’ondes. En géométrie confinée, nous montrons que des résonances à trois ondes gravitaires sont autorisées. Dépassant la problématique des parois, nous caractérisons les interactions entre ondes gravitaires en milieu infini, puis décrivons les grandes échelles de la turbulence d’ondes capillaire.

Not available, Le critère aires des égales de Maddock [1969] est connu comme condition nécessaire et suffisante pour qu'un supraconducteur unidimensionnel de longueur infinie, soumis à une densité de courant et un champ magnétique fixes, ne puisse évoluer vers l'état normal résistif après un réchauffement accidentel. Nous abordons dans ce travail l'étude d'un supraconducteur de longueur finie, celle-ci pouvant être interprété comme celle d'un morceau de conducteur dont la température des extrémités peut être parfaitement contrôlée par celle d'un bain cryogénique. Dans ce cadre, nous proposons : _ un critère nécessaire et suffisant baptisé "Optimal" permettant d'élargir les conditions de stabilité du supraconducteur. Ce critère porte sur le terme source de chaleur (compétition entre la puissance calorifique générée par effet Joule et celle absorbée par le bain), la longueur du conducteur et sur sa conductibilité thermique. Ce critère assure la stabilité thermique globale du supraconducteur, sans aucune contrainte sur la perturbation thermique (stabilité inconditionnelle). _ Une caractérisation des équilibres thermiques pouvant siéger dans le supraconducteur, dès lors que le Critère Optimal n'est plus vérifié. Cette caractérisation, comportant nombre de propriétés de ces équilibres thermiques, constitue une des étapes nécessaires à leur détermination effective. _ Une première approche de l'étude transitoire du champ de température du supraconducteur, en vue d'obtenir un critère de stabilité partielle.

Not available, L'état thermique d'un supraconducteur unidimensionnel est géré par une équation parabolique semi-linéaire ; le terme source représente ici la compétition entre la puissance volumique dissipée dans le conducteur par effet joule et celle qui est absorbée par le bain cryogénique de température Tb dont le rôle est de maintenir l'installation en dessous de sa température critique Tc. Après une perturbation thermique accidentelle (pendant laquelle seules les extrémités du conducteur peuvent être strictement contrôlées par le bain), la température du conducteur évolue de façon transitoire vers l'une des trois solutions stationnaires éventuellement possibles, parmi lesquelles T = Tb est la seule souhaitable. Ce mémoire propose: un certain nombre de critères suffisants, portant sur des paramètres physiques de l'installation, pour que T = Tb soit la seule solution stationnaire possible du problème ; une explicitation numérique d'un critère optimal (parce que nécessaire et suffisant) proposé dans une thèse antérieure mais peu exploitable sous sa forme théorique ; un calcul numérique des deux solutions stationnaires autres que Tb ; lorsque aucun des critères proposés ne peut être satisfait ; quelques informations sur l'évolution de la température après une perturbation thermique ; plusieurs généralisations de l'étude: situation tridimensionnelle, coefficient dépendant de la température, forme du terme source

Not available, Les installations utilisant le phénomène de supraconduction présentent souvent des instabilités du fait de leur nature mais aussi de la particularité des matériaux supraconducteurs (perte de leur propriété dès que leur température devient excessive). Les instabilités thermiques sont de loin les plus importantes, elles peuvent provoquer une transition du supraconducteur à l'état normal résistif. Une conséquence de cette transition est une énorme dissipation thermique susceptible d'entrainer d'importants dégâts matériels. Le but de notre travail a été d'analyser, après une formulation du problème thermique: échange conducteur-bain cryogénique, une équation aux dérivées partielles semi-linéaire. Cette étude permet de mettre en évidence l'existence d'états stationnaires une analyse de leur stabilité ainsi que des zones d'attraction des champs thermiques d'équilibre stable est donnée en fonction des paramètres physiques tels que: la longueur du conducteur, certaines caractéristiques de la fonction échange supra-bain cryogénique et de la conductivité thermique du supra-conducteur

We propose a general definition of the boundary of the quasi-neutral region in a semiconductor with accumulation layer. This boundary occurs at the point where two electrical perturbation factors are equal. Thus the quasi-neutral region always keeps the same electrical properties, i.e. macroscopic potential, internal electric field, and charge density, independently of the electrical neutrality perturbation intensity. These perturbation factors, determined from a detailed analysis of the electrostati Nous proposons une definition generalisee de la limite de la region quasi neutre du semiconducteur contenant une zone d'accumulation. Cette limite est fixee a l'endroit ou deux facteurs macroscopiques de perturbation electrique sont egaux. Ainsi la region quasi neutre garde toujours les memes proprietes electriques, i.e. du potentiel macroscopique, du champ electrique interne, de la densite de charge, independamment du materiau et de l'intensite de la perturbation de la neutralite electrique du cristal. Les facteurs de perturbation sont determines dans le cadre d'une analyse approfondie de la loi electrostatique des interfaces abruptes dans les semiconducteurs non degeneres a l'etat d'equilibre thermodynamique. Ils n'ont pas d'interpretation physique simple. L'un d'eux caracterise la perturbation electrique en fonction des proprietes du semiconducteur considere, l'autre facteur est tout a fait independant de ces proprietes. Notre definition est du type macroscopique. Elle est determinee dans le cadre de la statistique de Maxwell-Boltzmann, et a pour but de remplacer toutes les definitions plus ou moins arbitraires de l'epaisseur de la zone d'accumulation, jusqu'a present couramment utilises dans la modelisation ou simulation des dispositifs microelectronique. Elle peut etre facilement generalisee a n'importe quelle perturbation electrique (statique ou dynamique) provoquant l'accumulation des porteurs libres