Physique non-linéaire


Solitons et Applications Optiques
Laboratoire de Physique (LPUB)
Université de Bourgogne,
Avenue A. Savary, B.P. 400, 21011 Dijon, France
Thèmes :
- Solitons dans les milieux continus
Génération des solitons optiques : expériences sur l'instabilité modulationnelle induite dans une fibre optique biréfringente et dans une fibre bimodale et applications à la génération de solitons noirs et de solitons à parois de domaines en régime de dispersion normale à un taux de répétition très élevé (entre 200 et 1000 Ghz); développement et optimisation d'un laser à solitons à fibre optique. Contrôle et traitement en ligne des solitons optiques : conception et simulations de nouvelles méthodes (compensation de la dispersion, multiplexage en fréquence, conjugaison de phase, suppression de l'effet Raman) pour accroître la capacité de transmission des réseaux de télécommunication à fibre optique jusqu'à 80 Gbit/s pour un seul canal. Commutation et stockage des solitons : observation expérimentale de solitons à parois de domaines non dispersifs pour la conception d'une mémoire toute optique.
- Solitons dans les systèmes discrets
Dynamique de réseau non linéaire : recherche de nouveaux types d'excitations localisées (compactons, nanopterons) dans les chaînes atomiques et moléculaires. Commutation spatiale des solitons optiques : multiplexeur tout optique pour la commutation des solitons optiques en sortie de ligne.

Chercheurs et thèmes :
Guy Millot (PR) et Philippe Grelu (MCF), expériences sur les effets non linéaires dans les fibres
Michel Remoissenet (PR), théorie et expériences sur les réseaux non linéaires
Stefan Wabnitz (PR) et Patrice Tchofo Dinda (MCF), théorie sur les effets non linéaires dans les fibres
Stéphane Pitois et Emmanuel Sève (thésards), instabilité modulationnelle, génération et propagation des solitons dans les fibres optiques

Publications :
- P. Tchofo Dinda, G. Millot, E. Sève and M. Haelterman, Demonstration of a nonlinear gap in the modulational instability spectra of wave propagation in highly birefringent fibers, Optics Letters, 21, 1640 (1996)
- G. Millot, E. Sève and S. Wabnitz, Polarization symmetry breaking and pulse train generation from the modulation of light waves , Physical Review Letters, 79, 661 (1997)
- S. Dussuel, P. Michaux and M. Remoissenet,From kinks to compacton-like kinks , Physical Review E, (sous presse) (Fév 1998).

Philippe Grelu tel 0380396015; grelu@jupiter.u-bourgogne.fr
Guy Millot tel 0380395981; millot@jupiter.u-bourgogne.fr
Michel Remoissenet tel 0390396040; michel.re@satie.u-bourgogne.fr
Patrice Tchofo Dinda Tel 0380396077; tchofo@jupiter.u-bourgogne.fr
Stefan Wabnitz Tel 0380395932; swabniz@u-bourgogne.fr
Stéphane Pitois Tel 0380395983; pitois@jupiter.u-bourgogne.fr
Emmanuel Sève Tel 0380395983; seve@jupiter.u-bourgogne.fr



 
Oscillateurs couplés, spirales,...
cm Laboratoire de Physique Statistique
24, rue Lhomond 75231
Nous nous intéressons à la dynamique, aux structures et aux aspects statistiques de divers systèmes hors d'équilibre. Récemment nous avons étudié :
-le mouvement collectif d'un ensemble d'oscillateurs globalement couplés, mis en évidence un régime de paramètres où ce mouvement est chaotique à la limite thermodynamique et montré l'effet régularisant d'un faible bruit extérieur,
- l'écoulement d'un fluide unidimensionnel régi par l'équation de Schrödinger non-linéaire, et trouvé, qu'au delà d'une vitesse critique, des solitons noirs sont créés dans le sillage d'un obstacle,
-l'instabilité de méandre des spirales dans les milieux excitables dans la limite, qui peut être comprise analytiquement, où la dynamique de l'excitation et de l'inhibition ont des échelles de temps très différentes,
-les phénomènes d'avalanches dans un modèle très simplifié d'oscillateurs de relaxation couplés et montré que la taille des avalanches est en général finie (contrairement à l'impression donnée par des simulations numériques existantes).

Nous poursuivons actuellement l'étude des spirales dans les milieux excitables (avec A. Karma) et analysons l'apparition d'oscillations collectives rapides dans des modèles simples de neurones couplés (avec N. Brunel). Nous nous intéressons aussi (avec Y. Pomeau) à la dynamique d'un ensemble de masses ponctuelles interagissant par des forces attractives à longue portée.

Chercheurs:
M.-L. Chabanol, V. Hakim;
collaboration avec N. Brunel, B. Derrida, A. Karma, Y. Pomeau .
Publications récentes:
-M.-L. Chabanol, V. Hakim, W.-J. Rappel, Collective chaos and noise in the globally coupled complex Ginzburg-Landau equation, Physica D 103, 273 (1997)
- V. Hakim, Nonlinear Schrödinger flow past an obstacle in one dimension, Phys. Rev. E 55, 2835 (1997)
- V. Hakim, A. Karma, Spiral wave meander in excitable media : the large core limit, Phys. Rev. Lett. 79, 665 (1997)
-M.-L. Chabanol, V. Hakim, Analysis of a dissipative model of self-organized criticality with random neighbors, Phys. Rev. E 56, 2343 (1997)
Adresses :
M.L. Chabanol chabanol@physique.ens.fr
V. Hakim hakim@physique.ens.fr



 
Les Solitons Raman
Physique Mathématique et Théorique
Université Montpellier 2, 34095 MONTPELLIER Cedex 05
Application de la méthode IST pour des problèmes de conditions aux bords en optique non linéaire.

1 - Résolution exacte du modèle qui décrit le processus de diffusion Raman d'une impulsion laser de haute énergie dans les gaz. Ce qui a permis de démontrer que ce qui était identifié (expériences de Los Alamos de 1983) comme un soliton Raman (prédit par A.C. Scott en 1975) en fait n'est pas un soliton mais une manifestation due au spectre continu. Une des conséquences intéressantes est de comprendre l'origine de la décroissance anormale du pic Raman.
2 - Solution des équations de la Diffusion Raman Stimulée sur la demi-droite et application à la création de véritables solitons Raman, en collaboration avec A. Mikhailov (Landau institute - Leeds univ.). On a ici le premier exemple d'un problème de conditions aux bords intégrable sur le demi-axe avec une solution explicite. Le principal résultat de ce travail est d'avoir montré que le processus SRS génère naturellement des solitons (par paire). De plus ces solitons Raman ne sont pas observables dans l'intensité de l'onde laser sortante et le problème de leur observation expérimentale est toujours ouvert.

Chercheurs et thèmes :
FATEEV Vladimir (Dr): Théories quantiques des champs intégrables, Systèmes statistiques à 2 dimensions.
LEON Jérôme (Pr): Méthode spectrale inverse et applications.
MANNA Miguel (Mc): Méthodes asymptotiques.
Publications :
V.Fateev, V.Kazakov and P.Wiegmann, Large N chiral field in two dimensions, Phys. Rev. Lett. 73, 1750 (1995)
V.Fateev, The duality between two-dimensional integrable field theories and sigma models, Phys. Lett. B357, 397 (1995)
C. Claude, J. Leon, Theory of Pump Depletion and Spike Formation in Stimulated Raman Scattering, Phys. Rev. Lett., 74, 3479 (1995)
M. Boiti, J. Leon. F. Pempinelli, Nonlinear Discrete Systems with Nonanalytic Dispertion Relations, J. Math. Phys., 37, 2824 (1996)
J. Leon et A. V. Mikhailov, Raman solitons and Raman spikes, /solv-int/9703007 (1997)
R.A Kraenkel, M.A. Manna, V. Merle, J.C Montero and J.G. Pereira, Multiple-time higher-order perturbation analysis of the regularized long-wave equation. Physical Review E 54, 2976 (1996)
M. A. Manna and V.Merle, Asymptotic dynamics of short waves in nonlinear dispersive models, à paraître dans Phys. Rev. E
R. A. Kraenkel and M. A. Manna Nonlinear instabilities of short waves, soumis á Phys. Rev. Lett.
Adresses :
LEON Jérôme : leon@lpm.univ-montp2.fr
MANNA Miguel : manna@lpm.univ-montp2.fr
FATEEV Vladimir : fateev@lpm.univ-montp2.fr


Instabilité interfaciale d'un ferrofluide soumis à un champ magnétique normal et uniforme;
étude de la transition hexagones-carrés
Laboratoire de Physique et Mécanique des Milieux Hétérogènes
10, rue Vauquelin
75231 Paris Cedex 05
 
Nous nous intéressons à l'instabilité interfaciale d'une couche de ferrofluide soumise à un champ magnétique uniforme et normal. Cette instabilité se traduit par la formation d'un réseau triangulaire de pics à partir d'une valeur critique du champ magnétique. Lorsqu'on augmente encore le champ magnétique, le réseau hexagonal se transforme progressivement en réseau carré au dessus d'une seconde valeur critique du champ magnétique. Notre intérêt s'est porté sur plusieurs aspects de la transition morphologique hexagones-carrés: Chercheurs et thèmes :
Bérengère Abou
José-Eduardo Wesfreid
Publications : B. Abou, G. Néron de Surgy et J.-E. Wesfreid, Dispersion relation in a ferrofluid layer of any thickness and viscosity in a normal magnetic field, J. Phys. II France, 7, 1159 (1997)
B. Abou et J.-E. Wesfreid, Hexagon-square transition in ferrofluids, in preparation

Bérengère Abou. tel: 01 40 79 45 21; abou@pmmh.espci.fr 



 
Transitions ordre-désordre en convection d'un cristal liquide
Singularités optiques
Laboratoire de Physique des Solides
Université de Paris-Sud, bat 510
91 405 Orsay, France
Thèmes :
- mécanismes non-linéaires en convection électrique et thermique d'un cristal liquide nématique en géométrie étendue
- Instabilités temporelles en géometrie confinée
- Structures convectives, role des défauts, désorganisation spatiale
- Ondes non-linéaires, désorganisation
- Chaos spatio-temporels
- Etude globale de singularités, caustiques, bifurcations de singularités et singularités dégénérées, invariants topologiques
-prospective: controle du chaos spatio-temporel, étude des couplages d'une structure hydrodynamique avec une structure optique, singularités et symétries en physique du solide et en hydrodynamique.

Chercheurs et thèmes :
Ahmed Belaidi, électroconvection d'un nématique, chaos
Alain Joets, singularités optiques, aspect global
Michel Henriot, couplages de structures hydrodynamiques et optiques
Luc Pastur, structures spatiotemporelles en thermoconvection
Emmanuel Plaut, modèles faiblement non-linéaires en convection
Roland Ribotta, défauts et singularités
Publications :
-E. Plaut, W. Decker, A. Rossberg, L. Kramer, W. Pesch, A. Belaidi, et R. Ribotta New symmetry breaking in nonlinear electroconvection of nematic liquid crystals, Physical review Letters, 79, 2367 (1997)
-E. Plaut et R. Ribotta, Cascade of structures in the thermoconvection of a nematic in the director-dominated regime, Europhysics Letters, 38, 441 (1997)
-E. Plaut et R. Ribotta Weakly nonlinear analysis of the secondary bimodal instability in planar nematic convection, Physical Review E, 56 R2375 (1997)
- A. Joets et R. Ribotta Experimental determination of a topological invariant in a pattern of optical singularities, Physical Review Letters, 77, 1755 (1996)
-A. Joets et R. Ribotta, Structure of caustics studied using the global theory of singularities Europhysics Letters, 29, 593 (1995)
Adresses :
Ahmed Belaidi tel. 01 69 15 60 70; belaidi@lps.u-psud.fr
Michel Henriot tel. 01 69 15 59 44; henriot@lps.u-psud.fr
Alain Joets tel. 01 69 15 60 73; joets@lps.u-psud.fr
Roland Ribotta tel. 01 69 15 53 89; ribotta@lps.u-psud.fr
Emmanuel Plaut tel. 00 49 921 55 32 53;btp435@btp4x6.phy.uni-bayreuth.de



 
Titre ?
Labo Photophysique Moléculaire, Bat 210
Université de Paris sud
91 405  Orsay cedex

Thèmes et résultats marquants:
1) Propagation de la lumiére dans une cavité contenant une vapeur de Rubidium
2) Emission multiconique et les structures localisées dans la cavité contenant des atomes à deux niveaux
3) Les structures transverses de la lumière se propageant dans un DOPO (oscillateur paramétrique dégénéré)
Prospectives: étude de l'oscillateur paramétrique non dégénéré (Trois champs), et propagation de la lumiere dans un milieu photoréfractif (en collaboration avec l'expérience de Lille)
Chercheurs et thèmes principaux.
M.Le Berre, A.Tallet, D.Leduc, E.Ressayre
Publications : D.Leduc, M.Leberre, E.Ressayre, A.Tallet, Opt.Comm.130,181,(1996)
M.Le Berre,S.Patrascu,E.Ressayre, A.Tallet, Phys.Rev.A sous presse
M.Le Berre,D.Leduc,E.Ressayre,and A.Tallet, Phys.Rev.A 54,3428,(1996)
M.Le BERRE,E.Ressayre,A.Tallet, Chaos Solitons and Fractals, sous presse
Adresses :
M.Le Berre, A.Tallet, D.Leduc, E.Ressayre
Tel: 01 69 15 73 92, et 01 69 15 72 41; Fax 01 69 15 67 77
email leb(ou tal, ou res)@psisun.u-psud.fr 


Phénomènes d'auto-organisation dans les
systèmes chimiques hors d'équilibre
Centre de recherche Paul Pascal
(CNRS et Université Bordeaux I)
Avenue Schweitzer, F-33600 Pessac
Notre activité porte sur l'étude expérimentale et la modélisation (théorie et simulation numérique) de structures spatiales et spatio-temporelles de réaction-diffusion dans des solutions réactives monophasiques maintenues loin de leur état d'équilibre par un apport continu de réactifs et en l'absence de convection. Elles résultent d'instabilités induites par la compétition entre processus réactifs non-linéaires et la diffusion, en particulier lorsque les coefficients de diffusion de plusieurs des espèces mises en jeu sont differents. Un résultat particulièrement remarquable a été la première mise en évidence expérimentale d'une structure de Turing en 1990. Depuis, nos travaux se sont étendus aux structures spatio-temporelles nées de l'interaction de l'instabilité de Turing avec d'autres instabilités, notamment celle de Hopf et aux instabilités prenant naissance au sein de fronts propagatifs. Les succès du groupe reposent sur la maîtrise de réactions aux propriétés spécifiques (en fait les réactions ``oscillantes"), l'élaboration de réacteurs ouverts originaux et l'utilisation des prévisions de la simulation numérique pour concevoir de nouvelles expériences.

Thème: ``Morphogénèse Chimique" :
Chercheurs: J. Boissonade (numérique), P. De Kepper (expérience), E. Dulos (expérience)
Etudiant en thèse: P. Blanchedeau
Ingénieur: P. Davies

Publications :

V.Castets, E. Dulos, J. Boissonade, and P. De Kepper (1990), Phys. Rev. Lett., 64,2953
P. De Kepper, J.J. Perraud, B. Rudovics, and E. Dulos (1994), Int. J. Bif. Chaos, 4,1215
J. Boissonade, E. Dulos and P. De Kepper (1995), ``Turing Patterns: from Myth to Reality" in Chemical Waves and Patterns", Eds. R. Kapral and K. Showalter, Kluwer, P. 221.
V. Dufiet and J. Boissonade (1996), Phys. Rev. E, 53, 4883
E. Dulos, P. Davies., B. Rudovics, P. De Kepper (1996), Physica D, 98, 53

Adresses:
FAX (commun): 05-56-84-56-00
J. Boissonade: boisson@crpp.u-bordeaux.fr, tél: 05-56-84-56-74
P. De Kepper: dekepper@crpp.u-bordeaux.fr, tél: 05-56-84-56-07
E. Dulos: dulos@crpp.u-bordeaux.fr, tél: 05-56-84-56-08


Effet Portevin - Le Chatelier et Chaos Déterministe
Laboratoire de Physique et Mécanique des Matériaux (CF) et Laboratoire d'Etude des microstructures (LK)
Université de Metz, Ile du Saulcy, 57045 Metz Cedex 01 (CF) et 29, Av. de la Division Leclerc, BP 72, 92322 Chatillon Cedex (LK)
Résultats: L'effet PLC est une instabilité de la déformation plastique de certains alliages due à l'interaction entre dislocations mobiles et atomes de soluté faiblement diffusants. Il se manifeste lors d'éssais de déformation à vitesse imposé par l'apparition de déformations localisées, associées à de brusques décharges élastiques. Pour certains régimes de vitesse imposée, l'enregistrement F(t) est interprété comme résultant de l'évolution d'un système dynamique à faible nombre de variables (4 ou 5). Cette conclusion est tirée de la convergence des résultats fournis par plusieurs méthodes d'analyse du signal [2, 3]. En particulier, l'examen du spectre de Lyapunov révèle l'existence d'un exposant positif. L'étude de la fonction de corr élation conduit à une dimension de corrélation de l'ordre de 3,2, compatible avec la dimension de Lyapunov (3,1). Ces résulats sont en accord avec un modèle non linéaire à 4 variables pour l'évolution des densités de défauts [1], qui prévoit l'existence de régimes chaotiques dans certaines gammes de vitesse imposée.
Prospective: Nous cherchons à corréler les résultats de l'analyse dynamique à ceux d'une analyse statistique des chutes de contrainte [4], qui révèle des statistiques Gaussiennes ou en loi-puissance. Cette dernière observation suggère l'existence d'un régime de criticalité, et par suite d'une transition avec le régime chaotique que nous cherchons à caractériser par l'analyse des couplages spatiaux.

C. Fressengeas: analyse des sytèmes dynamiques
L. Kubin: instabilités plastiques
G. Ananthakrishna: analyse des sytèmes dynamiques

Publications :
-[1] G. Ananthakrishna, and M. C Valsakumar, J. Phys. D15, L171 (1982).
-[2] G. Ananthakrishna, C. Fressengeas, M. Grosbras, J. Vergnol, C. Engelke, J. Plessing, H. Neuhauser, E. Bouchaud, J. Planès and L. P. Kubin, Scripta metall. mater. 32, 1731 (1995).
-[3] S.J. Noronha, G. Ananthakrishna, L. Quaouire, C. Fressengeas and L.P. Kubin, Int. J. Bifurcation and Chaos, sous presse, (1997).
-[4] M.A. Lebyodkin, Y. Bréchet, Y. Estrin and L. P. Kubin, Acta Mater. 44, 4531 (1996).

C. Fressengeas tel. 03 87 31 53 68; fress@lpmm.univ-metz.fr
L. Kubin tel. 01 46 73 44 41; kubin@onera.fr
G. Ananthakrishna; garani@mrc.iisc.in


PHYSIQUE NON LINEAIRE au FAST
Laboratoire FAST
batiment 502, campus universitaire
91405 ORSAY CEDEX
C. Allain, L. Pauchard: instabilites en fracturation et fissuration
P. Ern, G. Gauthier, P. Gondret M. Rabaud: instabilites interfaciales et centrifuges
J.P. Hulin, F. Giorgiutti: instabilites d'ecoulements granulaires
D. Gobin, B. Guerrier, B. Feroual, S.Mergui: convection thermosolutale, controle actif
E. Lajeunesse, J. Martin N. Rakotomalala D. Salin:instabilites interfaciales de fluides miscibles

Publications :
P.Gondret and M. Rabaud, Shear instability of two-fluid parallel flow in a Hele-Shaw cell , Phys. Fluids. 9, 3267 (1997)
E. Lajeunesse, J. Martin, N. Rakotomalala and D. Salin, 3D Instability of miscible displacement in a Hele Shaw cell; Phys. Rev Lett (Dec 1997)
T. Raafat, J.P. Hulin, Density waves in dry granular media falling through a vertical pipe,Phys. Rev E 53,4335 (1996)

Salin dominique tel: 01 69 15 80 38, fax: 01 69 15 80 60 salin@fast.u-psud.fr


Superfluidité et turbulence
LIMSI
BP 133 F-91403 ORSAY cedex
Résultats essentiels

Les écoulements standards sont décrits par l'équation d'Euler pour les fluides parfaits et les équations de Navier-Stokes pour les fluides visqueux. Les superfluides à très basse température (typiquement l'hélium en dessous de T = 1°K) obéissent à l'équation de Schrödinger Non Linéaire (ESNL). De nombreuses expériences en turbulence superfluide, réalisées à des températures où le modèle hydrodynamique valable est le modèle à deux fluides de Landau, ont montré une analogie forte avec la turbulence standard visqueuse. Notre étude, à l'aide de l'ESNL, a consisté à montrer que cette analogie persiste à des températures beaucoup plus basses en simulant sur un Cray en haute résolution la turbulence en déclin du tourbillon de Taylor-Green. Ce tourbillon correspond à l'écoulement se développant entre deux disques contrarotatifs. Des bilans énergétiques ont mis en évidence notamment une loi de répartition spectrale de l'énergie cinétique incompressible en k-5/3 analogue à la loi de Kolmogorov.

Perspectives
Une question, ouverte aux investigations expérimentales, est de connaître les limites exactes de cette analogie entre la turbulence superfluide et la turbulence visqueuse. Des mesures préliminaires expérimentales obtenues dans une géométrie similaire au tourbillon de Taylor-Green par l'équipe de P. Tabeling au Laboratoire de Physique Statistique tendent à corroborer nos résultats numériques.

Caroline Nore : turbulence superfluide, MHD
Marc Brachet : turbulence superfluide, turbulence, etc
Malek Abid : turbulence superfluide, instabilités de jets
Patrick Tabeling : turbulence 2D, 3D, superfluide, etc
Jean Maurer : turbulence 3D, superfluide, etc
Publications :
- C. Nore, M. Abid et M. Brachet : Kolmogorov Turbulence in Low-temperature Superflows, Phys. Rev. Lett., p 3896, May 1997.
- C. Nore, M. Abid et M. Brachet : Decaying Kolmogorov Turbulence in a model of superflow, Phys. Fluids 9 (9), September 1997.
- M. Abid, M.E. Brachet, J. Maurer, C. Nore et P. Tabeling : Experimental and numerical investigations of low-temperature superfluid turbulence, to appear in Eur. J. Mech. B Fluids, 1997.
Adresses
Caroline Nore, tel 01 69 85 80 90 ; nore@limsi.fr
Marc Brachet, tel 01 44 32 38 07 ; brachet@physique.ens.fr
Malek Abid, tel 04 91 28 83 66 ; abid@lrc.univ-mrs.fr
Patrick Tabeling, tel 01 44 32 35 90 ; tabeling@physique.ens.fr
Jean Maurer, tel 01 44 32 35 90 (pas de mail)


Signal et Non-linéaire
Centre d'Etude des PHénomnes Aléatoires et Géophysiques, CEPHAG
ENSIEG, BP 46
38402 Saint-Martin d'Hères Cédex
La résonance stochastique est un phénomène non linéaire dans lequel des signaux périodiques et stochastiques coopèrent pour renforcer la périodicité. Nous étudions ce phénomène dans des systèmes intrinsèquement discrets (par opposition à la communauté des physiciens qui reste dans le domaine continu). Les travaux montrent des effets de résonance stochastique dans des modèles non linéaires autorégressifs d'ordre 1 excités par une sinusoïde bruitée. Le phénomène de résonance stochastique pour des systèmes non linéaires (continus ou discrets, statiques ou dynamiques) excités par des processus stochastiques cyclostationnaires est en cours d'étude.
Les filtres de Volterra et bilinéaires sont des filtres polynomiaux, les premiers transversaux et les seconds récursifs. Les filtres de Volterra dans leur représentation fréquentielle ont été réexaminés dans la théorie des distributions de Schwartz, afin de leur donner un cadre rigoureux pour des excitations ne possèdant pas de Transformation de Fourier dans le sens usuel (e.g. signaux harmoniques, échantillonnés, ...). Les filtres de Volterra et bilinéaires ont été appliqués au principe de soustraction de bruit, principe réalisant le nettoyage d'un signal lorsqu'une référence liée au bruit pollueur est à disposition.
Les statistiques d'ordre sont les statistiques issues de l'ordonnancement d'un échantillon de variables aléatoires. Cette opération, fondamentalement non linéaire, permet d'obtenir des statistiques qui ``appréhendent'' mieux la nature des variables que les échantillons classiques. Ceci permet notament de proposer des estimateurs de moyenne qui s'adaptent naturellement à la loi des variables à moyenner.
Les travaux futurs concernent l'étude de la résonance stochastique pour les signaux cyclostationnaires, l'utilisation des statistiques d'ordre pour la séparation de sources, l'étude de signaux longuement dépendant et de signaux turbulents à l'aide des SOS.
Chercheurs et thèmes principaux :
Pierre-Olivier Amblard, Jean-Marc Brossier, Jean-Louis Lacoume, Eric Moisan, Steeve Zozor
Résonance stochastique : systémes non linéaires discrets, signaux cyclostationnaires
Statistiques d'Ordre pour l'estimation
Filtres de Volterra et Bilinéaires, Statistiques d'Ordre Supérieur
Longue dépendance et SOS
Publications :
J.L. Lacoume, P.O. Amblard, P.Comon, Statistiques d'Ordre Supérieur pour le Traitement du Signal, Masson, Paris, 1997
S. Zozor, P.O. Amblard, Stochastic Resonance in Discrete Time NonLinear AR(1) models, soumis à IEEE Trans. on Sig. Proc., 1997
S. Zozor, E. Moisan, P.O. Amblard, Revisiting the estimation of the mean using order statistics, à paraître dans Signal Processing.
P.O. Amblard, E. Moisan, Frequency domain Volterra filters in terms of distributions, IEEE Sig. Proc. Letters, 1, 11, pp 169-172, 1994.
P.O. Amblard, J.M. Brossier, J.L. Lacoume, Playing with long range dependence and HOS , in proc. IEEE workshop on HOS, Banff, Canada, 1997.

P.O. Amblard tel 04 76 82 71 06 ; Bidou.Amblard@cephag.inpg.fr


La résonance stochastique,
ou la transmission non linéaire du signal favorisée par le bruit
Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes Automatisés (LISA),
Université d'Angers, 2 boulevard Lavoisier, 49000 ANGERS, FRANCE.
D'une façon générale, les recherches du LISA concernent l'automatique des systèmes complexes. Elles mettent en jeu la théorie des signaux et systèmes non linéaires du point de vue des sciences de l'ingénieur. Un sujet abordé est la résonance stochastique, qui consiste en la possibilité d'améliorer la transmission d'un signal par certains systèmes non linéaires, au moyen d'un ajout de bruit. Nous avons élaboré une théorie de la résonance stochastique dans une classe générale de systèmes non linéaires, où l'on montre que le rapport signal sur bruit en sortie peut être augmenté en augmentant le bruit en entrée. Nous avons étendu le phénomène à des signaux apériodiques transmis par des systèmes non linéaires où l'on montre que la capacité informationnelle entrée-sortie peut être augmentée en augmentant le bruit. Nous avons analysé le phénomène de résonance stochastique dans des circuits électroniques, des systèmes optiques, des neurones.

Les évolutions envisagées se tournent plus particulièrement vers les développements de la résonance stochastique dans le domaine des signaux-systèmes, et plus généralement vers l'étude des phénomènes stochastiques non linéaires utiles pour l'automatique des systèmes complexes, avec les applications associées.

Chercheurs et thèmes principaux :
F. Chapeau-Blondeau, X. Godivier : résonance stochastique, signaux et systèmes non linéaires stochastiques.
J.-L. Ferrier (directeur) : systèmes dynamiques à événements discrets, systèmes dynamiques hybrides.

Publications :
- F. Chapeau-Blondeau, X. Godivier ; Theory of stochastic resonance in signal transmission by static nonlinear systems ; Physical Review E 55 (1997) 1478-1495.
- F. Chapeau-Blondeau ; Noise-enhanced capacity via stochastic resonance in an asymmetric binary channel ; Physical Review E 55 (1997) 2016-2019.
- F. Chapeau-Blondeau ; Input-output gains for signal in noise in stochastic resonance ; Physics Letters A 232 (1997) 41-48.
- X. Godivier, F. Chapeau-Blondeau ; Noise-assisted signal transmission in a nonlinear electronic comparator: Experiment and Theory ; Signal Processing 56 (1997) 293-303.
- X. Godivier, J. Rojas-Varela, F. Chapeau-Blondeau ; Noise-assisted signal transmission via stochastic resonance in a diode nonlinearity ; Electronics Letters 33 (1997) 1666-1668.
- X. Godivier, F. Chapeau-Blondeau ; Noise-enhanced transmission of spike trains in the neuron ; Europhysics Letters 35 (1996) 473-477.
- X. Godivier, F. Chapeau-Blondeau ; Stochastic resonance in the information capacity of a nonlinear dynamic system ; International Journal of Bifurcation and Chaos vol. 8, no. 3, March 1998 (sous presse).

Adresse : F. Chapeau-Blondeau, Tél. 02.41.73.54.17 ; chapeau@univ-angers.fr


Dynamique non-linéaire d'interfaces et de films liquides
Laboratoire de Physique et de Mécanique des Milieux Hétérogènes
ESPCI, 10 rue Vauquelin, 75005 Paris
Nous étudions le ruissellement de films liquides dans diverses géométries: film sur une surface inclinée, liquide tombant d'un surplomb horizontal sous la forme d'un rideau, ou de rangées de colonnes liquides, fluide cascadant sur des surplombs successifs (rangés de tubes horizontaux par exemple)... Ces situations sont importantes par leurs applications industrielles (échangeurs de chaleur à films, industrie photographique...), mais posent également une grande variété de problèmes plus fondamentaux relatifs à la physique non-linéaire. Les comportements les plus spectaculaires sont observés dans les rangées de colonnes liquides formées sous le perimètre d'une coupelle circulaire débordante. Elles constituent un "pattern" a une dimension animé de mouvements permanents de réorganisation: diffusion de la phase spatiale, oscillations de la position des colonnes, ou dérive de celle-ci liée a une "brisure de parité" du motif, dérive qui peut etre soit globale, soit localisée sous la forme de paquets cohérents voyageant de manière "solitaire" autour de la coupelle. Outre cette étude que nous poursuivons dans de nouvelles directions (classification des régimes dynamiques, transition ou coexistence avec nappes et émission de gouttes, modélisation...), nous nous orientons également vers le problème de la stabilité de ces films du point de vue du mouillage: apparition de zones sèches dans un film ruisselant sur un solide non mouillant, forme de celles ci, stabilité, statistique de leur répartition. La modélisation de ces questions fait egalement appel aux methodes et concepts issues du non-linéaire.

Jean-Marc FLESSELLES, Laurent LIMAT, Vincent MAZEL, Thomas PODGORSKI

Publications :
-F. Giorgiutti, A. Bleton, L. Limat and J. E. Wesfreid, Dynamics of a one-dimensional array of liquid columns, Phys. Rev. Lett. 74, 538 (1994)
-F. Giorgiutti and L. Limat, Solitary dilation waves in a circular array of liquid columns, Physica D, 103, 590 (1997)
-C. Counillon, L. Daudet, T. Podgorski, M.C. Jullien, S. Akamatsu and L. Limat, Global drift of a circular array of liquid columns, Europhys. Lett., 40, 745 (1997)
-C. Counillon, L. Daudet, T. Podgorski and L. Limat, Drift modes of a one-dimensional array of liquid columns under periodic boundary conditions, to appear in Phys. Rev. Lett. (1997)
-V. Mazel, J.M. Flesselles and L. Limat, Dynamical modes of a circular array of liquid columns, Proceedings 2nd European Coating Symposium, Strasbourg (1997)
-T. Podgorski, L. Limat, J.M. Flesselles, C. Callegari and P. Jenffer, Dewetting of flowing films,Proceedings 2nd European Coating Symposium, Strasbourg (1997)

L. Limat , tel 01-40-79-47-09 ; limat@pmmh.espci.fr
J.M. Flesselles, tel 01-40-79-47-10 ; flessel@pmmh.espci.fr


UNIVERSITE DE BOURGOGNE
Laboratoire de Topologie - C.N.R.S - U.M.R. 5584
U.F.R. Sciences et Techniques
9, avenue Alain Savary - B.P. 400Ê 21011 DIJON Cedex - FRANCE
 
- Présentation de l'activité :
a) Résultats essentiels dans le ou les thèmes du groupe :
Propriétés statistiques des mesures de Gibbs : Nous estimons la vitesse de convergence vers l'équilibre pour des systèmes Gibbsiens unidimensionnels associés à des interactions à variation sommable (non nécessairement Höldériens) et montrons sa robustesse (stabilité par perturbations stochastiques). Nous montrons également que pour une mesure de Gibbs unidimensionnelle la loi asymptotique du temps d'entrée dans des évènements rares est la loi exponentielle : une application intéressante est l'estimation statistique d'entropie.
Systèmes de partitions : Un formalisme thermodynamique adapté permet de prouver l'existence de mesures de Gibbs dans le contexte quasi-linéaire.

b) Prospectives : Existence de mesures SRB et convergence vers l'équilibre pour des systèmes non uniformément hyperboliques ; inégalités de type Poincaré et Log-Sobolev pour les chaines à liaison complète. Mesures de Gibbs et variétés toriques pour des espaces de configuration finis.
- Chercheurs et thèmes principaux :
Propriétés ergodiques de systèmes uniformément ou non uniformément hyperboliques : B. SCHMITT ; V. MAUME ; F. PACCAUT.
Formalisme thermodynamique appliqué aux systèmes de partitions : G. MICHON.
- Publications :
- A. KONDAH ; V. MAUME ; B. SCHMITT : Vitesse de convergence vers l'état d'équilibre pour des dynamiques markoviennes non Höldériennes, A paraître aux Annales de l'I.H.P., section probabilités.
- V. MAUME : Equilibrium states for non Hölderian Random Dynamical Systems, Random and Computational Dynamics vol. 5, n° 4 (1997) 319-335.
- G. BROWN ; G. MICHON ; J. PEYRIERE : On the multifractal analysis of measures, J. of St. Physics, vol. 66 (1992).
- A. GALVES ; B. SCHMITT : Inequalities for hitting times in mixing dynamical systems, A paraître ``Random and computational dynamics".
- Adresses :
B. SCHMITT : 03.80.39.58.34 - Fax: 03.80.39.58.99 - schmittb@u-bourgogne.fr
V. MAUME : 03.80.39.58.41 - Fax: 03.80.39.58.99 - vmaume@u-bourgogne.fr
G. MICHON : 03.80.39.58.37 - Fax: 03.80.39.58.99 - michon@u-bourgogne.fr
F. PACCAUT : Tél : 03.80.39.58.41- Fax: 03.80.39.58.99.


Réseaux électriques non linéaires
Laboratoire d'Electronique, Informatique et Image (LE2I)
Université de Bourgogne,
Aile des Sciences de l'Ingénieur, BP 400, 21011 Dijon cedex
Thèmes:
- Etude théorique et expérimentale de lignes de transmission électriques non linéaires.
Lignes électriques modélisant les équations de Korteveg-de-Vries, Schrödinger non linéaire; solitons; instabilité modulationnelle (IM); bistabilité; influence de la discrétisation sur la propagation des solitons et sur l'IM.
- Etude théorique et expérimentale de réseaux diffusifs non linéaires.
Réseau 1D modélisant l'équation de Nagumo; étude de la propagation des fronts de diffusion; application au traitement du signal: amélioration du rapport Signal/Bruit d'un signal issu d'un capteur CCD (filtrage non linéaire purement analogique);
Etude d'un réseau 2D en vue d'applications liées au traitement d'images.
Chercheurs et thèmes:
Jean-Marie Bilbault (PR) et Patrick Marquié (MCF): théorie et expériences sur les réseaux électriques non linéaires.
Bernard Michaux (Ingénieur d'études): conception et réalisation des systèmes expérimentaux
Stéphane Binczak (doctorant): systèmes diffusifs 1D
Jean-Christophe Comte (doctorant): systèmes diffusifs 2D.
Publications :
P. Marquié, S. Binczak, J.C. Comte, B. Michaux and J.M. Bilbault:`` Diffusion effects in a nonlinear electrical lattice", soumis à Phys. Rev. E
J. M. Bilbault and P. Marquié: ``Energy localization in a nonlinear discrete system", Phys. Rev. E 53, p 5403-5408 (1996)
P. Marquié, J. M. Bilbault and M. Remoissenet: `` Observation of nonlinear localized modes in an electrical lattice", Phys. Rev. E 51, p 6127-6133 (1996)
P. Marquié, J. M. Bilbault and M. Remoissenet: `` Nonlinear Schrödinger models and modulational instability in real electrical lattices", Physica D 87, p 371-374 (1995)
J. M. Bilbault, P. Marquié and B. Michaux: `` Modulational instability of counterpropagating waves in an experimental transmission line", Phys. Rev. E 51, p 817-820 (1995)
P. Marquié, J. M. Bilbault and M. Remoissenet: `` Generation of envelope and hole solitons in an experimental transmission line", Phys. Rev. E 49, p 828-835 (1994)

Jean-Marie Bilbault, bilbault@u-bourgogne.fr, 03 80 39 60 41
Patrick Marquié, marquie@u-bourgogne.fr, 03 80 39 60 44
Bernard Michaux, michaux@u-bourgogne.fr, 03 80 39 68 50
Stéphane Binczak, stbinc@u-bourgogne.fr, 03 80 39 60 47
Jean-Christophe Comte, comtejc@u-bourgogne.fr, 03 80 39 63 29



 
Identification de processus non-linéaires dans les plasmas spatiaux
Laboratoire de Physique et Chimie de l'Environnement
3A av. de la Recherche Scientifique, 45071 Orléans
Nous étudions differents types de turbulence dans les plasmas spatiaux en essayant de maintenir autant que possible la connexion entre modèles théoriques et méthodes d'analyse. Parmi les études récentes et en cours,
- propriétés fractales de la turbulence au voisinage de l'onde de choc terrestre et mise en évidence des limitations de ce genre d'analyse pour le problème considéré
- interactions à 4 ondes (instabilités de décomposition en cascade ou de type modulationnel). Synchronisation chaotique comme transition possible entre interactions à 3 et à 4 ondes
- instabilité maser cyclotron relativiste pour la génération du rayonnement kilométrique auroral
- détection d'interactions ondes-particules dans l'ionosphère polaire, et mécanismes de structuration du plasma à differentes échelles
- identification des échelles charactéristiques dans les plasmas spatiaux.

Chercheurs et thèmes principaux
Vladimir Krasnosel'skikh : ondes de choc dans les plasmas non-collisionnels, turbulences plasma forte et faible, accélération de particules
Bertrand Lefebvre (thésard) : interactions onde-onde
François Lefeuvre, Arnaud Masson (thésard) : analyse statistique de la turbulence par spectres d'ordre supérieur, ondelettes, transferts d'énergie
Jean-Louis Pinçon : structures solitaires dans l'ionosphère, analyse multipoints de la turbulence
Collaboration avec Thierry Dudok de Wit (CPT, Marseille).

Publications :
T. Dudok de Wit and V. Krasnosel'skikh, Non-Gaussian statistics in space plasma turbulence: fractal properties and pitfalls, Nonlinear Processes in Geophysics, 3, 262-273 (1996).
V. Krasnosel'skikh, B. Lefebvre, T. Dudok de Wit, D. Mourenas, Synchronization versus stochastization of phases in four-wave interaction, to appear in Physica Scripta (1997).
A. Masson, Z.Y. Zhao, F. Lefeuvre, D. Lagoutte and J.L. Rauch, On the involvement of Schumann resonances in high latitudes plasma structuring, submitted to J. Geophys. Res.
J.L. Pinçon, P.M. Kintner, P.W. Schuck, and C.E. Seyler, Observation and analysis of lower hybrid solitary structures as rotating eigenmodes, J. Geophys. Res., 102(A8), 17283-17296 (1997).

Adresses :
Vladimir Krasnosel'skikh : tel. 02.38.25.52.75, vkrasnos@cnrs-orleans.fr
Bertrand Lefebvre : tel. 02.38.25.52.75, lefebvre@cnrs-orleans.fr
François Lefeuvre : tel. 02.38.25.52.84, lefeuvre@cnrs-orleans.fr
Arnaud Masson : tel. 02.38.25.52.65, masson@cnrs-orleans.fr
Jean-Louis Pinçon : tel. 02.38.25.78.20, pincon@cnrs-orleans.fr


Théorie Ergodique et Modèles Physiques
Centre de Physique Théorique,
CNRS, Luminy case 907
13288-Marseille Cedex 09

Etude des situations physiques modélisées par des assemblées de systèmes simples distribués spatialement.
Ceci nous a amené à aborder divers aspects du problème, allant des propriétés ergodiques rigoureuses des systèmes isolés á la modélisation dynamique partant directement des signaux expérimentaux (issus de couche limite - IRPHEE - et transition á la turbulence plasma - KIEL).

Chercheurs et thèmes principaux :
T. Benzekri, J.-R. Chazottes, E. Erochenkova, E. Floriani, R. Lima: modèles dynamiques
B. Fernandez, A. Lambert, R. Lima: systèmes spatio-temporels discrets
Th. Dudok de Wit, E. Floriani: analyse du signal
V. Penné, B. Saussol, S. Vaienti: théorie ergodique

Publications récentes :
- R. Lima and E. Ugalde, On a discrete model for local turbulence, Physica D, 95 (1996) 144
-A. Madon, Th. Klinger Transition to turbulence in plasma drift waves, Physica D, 91 (1996) 301
-R. Coutinho, B. Fernandez Extended symbolic dynamics in bistable CML, Physica D, 108 (1997), 60
-C. Liverani, B. Saussol, S. Vaienti A probabilistic approach to intermittency, Ergodic Theory and Dynamical Systems, sous presse
-V. Penné, B. Saussol, S. Vaienti Fractal properties of return times, preprint 1997
-Th. Dudok de Wit, E. Floriani Maximum likelihood estimation of density functions, preprint 1997

Adresses :
fax : (0033) 0491269553
E-mail: user@cpt.univ-mrs.fr
où user= benzekri, jeanrene (chazottes), ddwit, galina (erochenkova), floriani, lambert, lima, penne, saussol, vaienti.


Instabilités d'écoulements périodiques en temps avec effets de courbure et de rotation
Laboratoire de Physique et Mécanique des Milieux Hétérogènes
Ecole Supérieure de Physique et Chimie industrielles
10, rue Vauquelin
75231 Paris cedex 05
Nous nous sommes intéressés à un écoulement périodique en temps et déstabilisé par des effets centrifuges et de rotation d'ensemble. Nous utilisons pour cela une configuration expérimentale comprenant une cellule de Taylor-Couette où la rotation solidaire des cylindres est $\Omega (t)= \Omega_m + \Omega_0\cos{(\omega t)}$. Une première contribution de notre travail concerne les effets compétitifs entre la force centrifuge et la force de Coriolis dans la génération d'instabilité. Sur une large gamme de paramètres, nous avons montré que l'augmentation du taux de rotation moyenne se traduit d'abord par un effet déstabilisant qui diminue le seuil d'instabilité centrifuge puis par une restabilisation progressive et enfin totale de l'écoulement. Dans un deuxième temps, nous avons procédé à des mesures de vitesse par vélocimétrie Doppler ultrasonore. Nous nous sommes intéressés à la dépendance temporelle de l'instabilité sur une période pour différentes valeurs des paramètres. Par ailleurs, nous avons réalisé l'analyse de stabilité linéaire en gap fini avec une approche quasi-statique et retrouvé ainsi plusieurs de nos résultats expérimentaux, notamment l'effet du taux de rotation moyenne sur le seuil de l'instabilité ainsi que les valeurs critiques du seuil et des temps d'apparition et de disparition des rouleaux d'instabilité sur une période.

Chercheurs et thèmes :
Patricia Ern et José Eduardo Wesfreid

Publications :
P. Ern, Instabilités d'écoulements périodiques en temps avec effets centrifuges et de rotation, Thèse de Doctorat de l'Université Paris VI, (1997).

P. Ern and J.E. Wesfreid , Time behavior of a periodic flow developing Coriolis and centrifugal instabilities, Bull. Am. Phys. Soc., 42, (11), 2139, (1997).

Adresses :
P. Ern, tel: 01 40 79 45 21; ern@pmmh.espci.fr
J. E. Wesfreid, tel: 01 40 79 44 45; wesfreid@pmmh.espci.fr
fax: 01 40 79 45 23


Frustration Géométrique et Dynamique Lente dans les Milieux Granulaires
P.M.M.H. - Ecole Supérieure de Physique et Chimie Industrielles
10, rue Vauquelin, 75231 Paris
Nous traitons le problème de la compaction dans les milieux granulaires secs qui a suscité beaucoup d'intérêt pendant ces dernières années. Pour une densité macroscopique donnée, un système granulaire peut se trouver dans plusieurs états microscopiques, et plusieurs propriétés atypiques sont liées à cet empilement non-trivial.

Nous présentons d'abord un modèle géométrique à deux dimensions basé sur le concept de frustration, dont la dynamique reproduit beaucoup de propriétes que l'on trouve dans les données experimentales: la loi logarithmique inverse pour la compaction, la segrégation etc.

Nous soulignerons les relations existantes avec les systèmes vitreux et les théories phénomenologiques elaborées à partir de la notion de volume libre et on montrera comment le concept d'entropie puisse jouer un rôle important pour la characterisation des phenomènes de relaxation dans les milieux granulaires.

Chercheurs et thèmes principaux:
E. Caglioti, A. Coniglio, H.J. Herrmann, V. Loreto and M. Nicodemi

Publications:
E. Caglioti, V. Loreto, H.J. Herrmann, and M. Nicodemi, A ''Tetris-like'' Model for the Compaction of Dry Granular Media, Phys. Rev. Lett. 79, 1575 (1997).
E. Caglioti, A. Coniglio, H.J. Herrmann, V. Loreto, and M. Nicodemi, Cooperative Length Approach for Granular Media, subm. to Phys. Rev. Lett. (1997).
E. Caglioti, A. Coniglio, H.J. Herrmann, V. Loreto, and M. Nicodemi, Segregation of granular mixtures in presence of compaction, subm. to Europhys. Lett. (1997).
Erwan Hascoët, Hans J. Herrmann and V. Loreto, Sound propagation in a granular chain, subm. to Phys. Rev. E (1997).
A. Puglisi, V. Loreto, U. Marini Bettolo, A. Petri and A. Vulpiani, Clustering and non-gaussian behavior in granular matter, subm to Phys. Rev. Lett. (1997).

Adresse:
V. Loreto tel 01 40 79 47 16; loreto@pmmh.epsci.fr


Turbulence plasma
 
Turbulence plasma
Equipe de l'UMR 6633 CNRS - université de Provence (Aix-Marseille 1),
Centre de Saint-Jérôme, case postale 321,
avenue escadrille Normandie-Niemen, F-13397 Marseille cedex 13
 
Thèmes et résultats marquants:
1. Transport dans les systèmes hamiltoniens à petit nombre de degrés de liberté, géométrie de l'espace de phase, bifurcations. Transport non-diffusif, vols de Lévy. Structures autosimilaires, temps de transit et dynamique symbolique.
2. Fondements de la physique statistique : dynamique des systèmes à N corps, exposants de Lyapunov dans un système de rotateurs couplés, effets de N fini.
3. Application aux systèmes ondes-particules.
4. Auto-organisation de la turbulence électrostatique dans les plasmas magnétisés : structures cohérentes dans la turbulence, outils d'analyse statistique, caractérisation du transport non-diffusif, lien entre chaos et turbulence, criticalité auto-organisée, modélisation des plasmas de bord de tokamak et de l'environnement terrestre.
5. Contrôle du chaos.
6. Diagnostics non-perturbatifs pour les plasmas non-collisionnels : mesure de la fonction de distribution f(x,v,t) par fluorescence induite par laser, mesure du champ électrique par effet Lamb.
7. Dynamique de plasmas de laboratoire hors équilibre : influence des gaines émissives sur l'hysteresis observé dans la caractéristique courant-tension. Mise en évidence d'auto-oscillations et transition vers le chaos. Propagation de chocs.
8. Dynamique des plasmas poudreux : formation de cristal coulombien, dynamique des particules, modes collectifs, ondes et instabilités.
Chercheurs et thèmes principaux :
Cécile Arnas (5, 7, 8), Gérard Bachet (6, 7), Sadruddin Benkadda (1, 4, 8), Laurence Chérigier (6, 7), Fabrice Doveil (3, 5, 6, 7, 8), Yves Elskens (1, 2, 3, 8), Thiéry Pierre (5, 7).
Post-docs : Peter Beyer, Philippe Gabbai, Heidi Klostermann
Doctorands : Marta Dindelegan, Marie-Christine Firpo, Serge Kassibrakis, Maxime Mikikian, Abdul Queka
Publications récentes :
- S. Benkadda, Ph. Gabbai, V.N. Tsytovich and A. Verga, Nonlinearities and instabilities of dissipative drift waves in dusty plasma, Phys. Rev. E 53 (1996) 2717-2725
- G. Bachet, L. Chérigier, C. Arnas-Capeau, F. Doveil and R.A. Stern, Laser induced fluorescence observation of the ion velocity distribution function modifications induced by electrostatic ion shock waves, Journal de physique III 6 (1996) 1157-1165
- C. Arnas-Capeau, G. Prasad, G. Bachet and F. Doveil, Analysis of the self-oscillations instability due to the plasma coupling with an emissive hot cathode sheath, Phys. Plasmas 3 (1996) 3331-3335
- S. Benkadda, S. Kassibrakis and R.B. White, Self-similarity and transport in the standard map, Phys. Rev. E (in press)
- J.H. Misguich, J.D. Reuss, Y. Elskens and R. Balescu Motion in a stochastic layer described by symbolic dynamics, Chaos (in press)
- C.Arnas-Capeau and Th. Pierre, Control of the chaotic regimes of a driven thermionic discharge, preprint 1997
- M.C. Firpo, Analytic estimation of Lyapunov exponent in a mean-field model undergoing a phase transition, preprint 1997
almost
Adresses :
fax : + 33 - 4 91 28 82 25 Tel : + 33 - 4 91 28 83 19
E-mail: nom@newsup.univ-mrs.fr
avec nom = arnas, bachet, benkadda, cherigie, doveil, elskens, tpierre. 
Dynamique de vorticité superfluide et analyse statistique multifractale en turbulence pleinement développée.
Laboratoire de Physique Statistique
École Normale Supérieure
75231 Paris CEDEX 05
Résultats essentiels

Dynamique de vorticité superfluide : Les écoulements superfluides autour d'un obstacle présentent une transition vers un régime dissipatif au delà d'une vitesse critique. L'équation de Schrödinger non linéaire (ESNL) décrit la dynamique des superfluides à des températures assez basses pour négliger le fluide normal. Nous avons étudié numériquement les solutions stationnaires stables et instables (de nucléation) dans l'écoulement autour d'un cylindre décrit par l'ESNL. Nous avons développé des nouveaux codes qui nous ont permit de trouver les solutions stationnaires, même instables, de l'écoulement. Avec ces oultils la barrière de nucléation a été caractérisée en fonction des longueurs caractéristiques du système.
Analyse multifractale en turbulence :Notre travail a porté sur l'étude statistique (densité de probabilité et moments) des accroissements des variables d'état pour des systèmes présentant des lois d'échelle multifractales. A l'aide de la méthode du col, nous montrons qu'il existe dans ce cas une double relation asymptotique explicite et locale qui permet d'exprimer les densités de probabilité en fonction des moments et réciproquement. Cette asymptotique permet de reconstruire toute la famille de densités à partir du spectre des exposants multifractals et de la statistique des moments à grande échelle considerée quasi gaussienne. Nous avons également pu mettre à l'épreuve certaines expressions analytiques et théoriques de l'exposant multifractal.

Chercheurs et thèmes principaux :
Cristián Huepe : dynamique de vorticité superfluide.
Jean-Marcel Tchéou : analyse multifractale en turbulence.
Marc-Etienne Brachet : dynamique de vorticité superfluide et analyse multifractale en turbulence.
Publications :
Cristián Huepe et Marc-Étienne Brachet : Solutions de nucléation tourbillonnaires dans un modèle d'écoulement superfluide, C.R.Acad.Sci. Paris, 325 IIb, p. 195-202, 1997.
Jean-Marcel Tchéou et Marc E. Brachet : Multifractal scaling of probability density function: a tool for turbulent data analysis, J. Phys. II France 6, p. 937-943, 1996.
Adresses :
Cristian Huepe, tel 01 44 32 37 63 ; cristian@lps.ens.fr
Jean-Marcel Tcheou, tel 01 44 32 37 63 ;tcheou@lps.ens.fr
Marc-Etienne Brachet, tel 01 44 32 38 07 ; brachet@lps.ens.fr



 
Le problème du polaron dans les systémes modèles de protéines :
un point de vue expérimental
Groupe de Dynamique des Phases Condensées. cc 26
Université Montpellier-2
Place E. Bataillon
34095 Montpellier cedex 5
 
Thèmes et résultats marquants: Nous avons étudié la spectroscopie "anormale" observée dans plusieurs composés organiques contenant des réseaux de liaisons-hydrogène >N-H....0=C< intermoléculaires , ainsi que leur structure par diffraction de neutrons et les spectres RMN du 13C . Différents modèles théoriques sont proposés pour expliquer les modes anormaux,observés en infrarouge et Raman . Le modèle du "polaron" fait intervenir un couplage non-linéaire entre des vibrations internes et des phonons de basse énergie,créant un mode localisé qui donne expérimentalement des bandes d'absorption supplémentaires . Cette théorie est controversée et d'autres auteurs affirment que le proton subit un échange dynamique dans un double puits de potentiel. Nous avons observé ces modes anormaux dans plusieurs familles de composés.Ce phénomène est donc moins marginal qu'on ne le pensait. Nos mesures de diffraction de neutrons écartent l'hypothèse du transfert de proton dans un double puits. Bien que les variations d'intensités mesurées des modes anormaux soient en accord raisonable avec les prédictions du modèle des "polarons", on n'a toujours pas de preuve directe de leur existence. Nous ferons le point des expériences récentes et des projets.

Chercheurs et thèmes principaux
Barthes Mariette - mariette@gdpc.univ-montp2.fr tél. 04 67 14 34 19 - Fax 04 67 14 46 37
Morus Olivier
Rarivomanantsoa Michael
Publications : M.Barthes, M. Ribet "Compared 13C NMR spectra of Acetanilide and N-methylacetamide", Berichte der Bunsengesellschaft, sous presse (1997) M.Barthes, M. Ribet "Dynamics of crystallized peptide chains" in "Biological Macromolecular Dynamics", Proc. Workshop on Inelastic and Quasielastic Neutron Scattering in Biology, ILL Grenoble 1996, Eds S.Cusack et al. Adenine Press (1997)
M.Barthes, G.De Nunzio, M. Ribet,"Polarons or proton transfer in chains of peptide groups", Synthetic Metals v.76,337, (1996)
M.Barthes, "Nonlinear Excitations in Molecular Crystals with chains of peptide groups" Cours de l'Ecole des Houches, in "Nonlinear Excitations in Biomolecules" Ed. M. Peyrard, Springer and Ed. de Physique (1995)
S.Johnson,J.Eckert,M.Barthes,R.Mc Mullan "Crystal Structure of Acetanilide at 15K and 295K by neutron diffraction", J.Phys.Chem.99,16253,(1995)
Adresses
Barthes Mariette - mariette@gdpc.univ-montp2.fr
tel. 04 67 14 34 19 - Fax 04 67 14 46 37 


Systèmes Dynamiques
Centre de Physique Théorique
École Polytechnique
f-91128 Palaiseau Cedex
 
A.Porzio: Analyse multifractale.
Le spectre multifractal d' une mesure décrit de manière globale et statistique les caractéristiques de la mesure aux diverses échelles. Du point de vue mathématique, il a pu être analyse dans le cas hyperbolique conforme; dans le cas g'n'eral, la situation est beaucoup plus complexe: nous avons pu étudier en partie un modèle a deux dimensions pour lequel on est ramené a un problème des grandes déviations pour un produit de matrices.

P.Collet: mesures quasi stationnaires, perturbations stochastiques, et systèmes étendus.
Les mesures quasi stationnaires décrivent la r'epartition asymptotique des trajectoires d'un système dynamique qui survivent en présence d'un trou dans l'espace de phase. On a démontrél'existence de ces mesures dans un certain nombre de situations. Dans le cas où l'échappement des trajectoires est du à une perturbation stochastique, on obtient une version rigoureuse de l'amplification de la diffusion par le chaos. D'autres résultats ont été obtenus à propos du théorème d'Ivanov sur les oscillations dans le théorème ergodique de Birkhoff.
Pour les systèmes étendus, on montré comment l'équation d'amplitude pour les systèmes spatialement discret suit du groupe de renormalisation dynamique. L'équation de Ginzburg-Landau est une paramétrisation de la variété instable (relevante) de la renormalisation. Cette méthode permet en particulier de contrôler rigoureusement l'approximation d'amplitude. D'autres résultats ont été obtenus sur les modes déterminants, l'échantillonnage aléatoire des fonctions presques périodiques et l'(\epsilon)-entropie de Kolmogoroff de l'attracteur.

Publications :
A.Porzio On the multifractal analysis of Bernoulli convolutions I - large deviation results, J.Stat.Phys. 82 (1996).
A.Porzio On the multifractal analysis of Bernoulli convolutions II - Dimensions, J.Stat.Phys. 82 (1996).
P.Collet, S.Martínez and B.Schmitt. The Pianigiani-Yorke Measure for Topological Markov Chains. Isr. Journal of Math. 97, 61-71 (1997).
P.Collet,S.Martínez and B.Schmitt. On the Enhancement of Diffusion by Chaos, Escape Rates and Stochastic Instability.Trans. Amer. Math. Soc. (to appear).
P.Collet, J.-P. Eckmann. Oscillations of Observables in 1-Dimensional Lattice Systems. MPEJ (Math. Phys. Elec. Journ.) 3, 1-19 (1997).
P.Collet. Sampling almost periodic functions with random probes of finite density. Proc. R. Soc. Lond. A 452, 2263-2277 (1996).
P.Collet. Amplitude equation for lattice maps. A renormalization group approach. Preprint (1997).
P.Collet, E.Titi. Determining nodes for extended dissipative systems. Nonlinearity 9, 1089-1097 (1996).
Adresses :
A.Porzio tel 01 69334721 ;fax 01 69333008; porzio@pth.polytechnique.fr
P.Collet tel 01 69333795; fax 01 69333008; collet@pth.polytechnique.fr 


Simulation d'un gaz granulaire inélastique
LRRS-UMR 5613 (CNRS), Universite de Bourgogne
UFR Sciences et Techniques. 9. Av Alain Savary
B.P. 400 21011 Dijon cedex France
 
Thèmes
A) Nous développons actuellement des simulations du type Monte-Carlo direct pour un gaz granulaire inélastique. Les résultats obtenus montrent que la loi de décroissance proposée récemment est uniquement valable pour un laps de temps extrêmement court. D'autre part, les simulations montrent la formation de clusters où les particules ont des corrélations de vitesses impliquant une violation de l' hypothèse du chaos moléculaire qui est utilisée dans les approches cinètiques pour les gaz granulaires. Afin d'apporter une solution a cette contradiction nous avons proposé une équation de Liouville pour un gaz granulaire inélastique. Nous en avons obtenu la distribution homogène des vitesses, du système réduit à deux particules, pour l' état de cooling contenant des corrélations de vitesses entre les particules.
B)Les structures dislocatives ont essentiellement été étudiées expérimentallement par TEM. Des approches théoriques sont également développées à partir de méthodes de type réaction-diffusion et à partir de simulations numériques. Ces approches théoriques doivent nous permettre de mieux comprendre la formation de structures simples comme les bandes de glissement persistantes (PSB) et de structures cellulaires. Nous développons, a une échelle mésoscopique, des simulations à 2D et 3D pour étudier la formation des microstructures et leur impact sur la plasticité. Les simulations à 2D ont montrées la formation de murs dipolaires dans les PSB ainsi que la formation de structures en cellules. Nous poursuivons actuellement les études à 2D par une approche à 3D qui devrait nous permettre une meilleure compréhension des structures dislocatives ainsi que leurs relations avec les propriétés macroscopiques des cristaux. En effet, les simulations à 3D permettent d'incorporer des données cristallographiques, de nombreux plans de glissement et abordent les problèmes liés à la tension de ligne et à la multiplication des dislocations. Ces derniers phénomènes étant certainement responsables des propriétés non-linéaires observées expérimentallement.
Perspectives :
a) Etude des instabilités d'un gaz granulaire inélastique à partir de la function de distribution obtenue par l'équation de Liouville.
b) Simulations atomiques des fractures dans les métaux CFC.

Membres :
J. Marcos Salazar : Milieux granulaires et dislocations.
L. Conrath , L. Brenig : Milieux granulaires.
O. Politano : Dislocations.
Publications récentes :
1) Formation of dislocation patterns: Computer simulations. PRB,53, 6283, 1996.
2) Exact Results for the Homogeneous Cooling State of an inelastic granular gas.Accepte pour publication Journal of Plasma Physics. 1997.
Adresses :
tel: (33) 3 8039 6135, fax: (33) 3 8039 6132
J. Marcos Salazar: jmarcos@satie.u-bourgogne.fr
L. Conrath: lconrath@satie.u-bourgogne.fr
O. Politano: politano@satie.u-bourgogne.fr
L. Brenig: lbrenig@ulb.ac.be 


Rugosité d'une ligne de contact sur un substrat désordonné
Laboratoire de Physique Statistique
Ecole Normale Supérieure
24 rue Lhomond 75231 Paris Cédex 05
 
Thèmes et résultats marquants:
Nous étudions expérimentalement le mouillage du césium par l'hélium superfluide.
Récemment, nous avons mesuré la rugosité de la ligne de contact sur un substrat désordonné. Il s'avère que les exposants de rugosité- en dessous et au dessus de la longueur de Larkin - sont correctement prédits par un argument à laImry-Ma. Notre sytème permet de faire varier la température dans une large gamme et de contrôlerainsi l'élasticité de la ligne ainsi que la force des défauts. Au voisinage de la température de mouillage, nous observons une augmentation des fluctuations de la ligne qui est en accord avec les prédictions de Robbins et Joanny.
Parmi nos projets :
- Reprendre les mesures de rugosité en modifiant le désordre.
- Etudier la dynamique de la ligne.

Chercheurs et thèmes:
E. Rolley et C. Guthmann
Publications :
E. Rolley, C. Guthmann , Optical measurement of contact angle of liquid helium on cesium,J. Low Temp. Phys. , 108, 1 (1997)
E. Rolley, C. Guthmann, R. Gombrowicz, V. Repain, The roughness of the contact line on a disorderedsubstrate, submitted to Phys. Rev. Lett. (1997)
Adresses: E. Rolley tel 01 44 32 32 98, fax 01 44 32 34 33 ; rolley@physique.ens.fr 


Morphologie non-linéaire des signaux et structures
Centre de Recherche Paul Pascal, CNRS
Av. A Schweitzer, 33600 PESSAC
 
Thèmes et résultats marquants:
A la suite de travaux antérieurs, une généralisation récente nous a permis de dériver la formulation de certaines propriétés globales des systèmes dynamiques oscillants et excitables, à distance finie d'une bifurcation de Hopf. Cette approche, basée sur le déploiement de symétrie, s'avère spécialement pertinante pour décrire des oscillateurs "trés non-linéaires". Dans le cas de systèmes distribués elle conduit à une équation de Ginzburg-Landau étendue aux propriétés particulièrement intéressantes qui décrit nombre d'aspects expérimentaux typiques des systèmes chimiques par exemple.
Les perspectives de cette approche semblent devoir être nombreuses, puisqu'elle conduit à une nouvelle vision des signaux ou structures périodiques, dans le temps ou l'espace, dont les aspects morphologiques non sinusoidaux peuvent être décrits, de manière systématique, par un trés petit nombre de "modes". Elle devrait donc concerner de nombreux domaines d'application.

Chercheurs et thèmes principaux :
Patrick Hanusse
Publications : Hanusse P., Perez-Muquzuri V. & Gomez-Gesteira M. [1994] Relaxation behavior and pattern formation in Reaction-Diffusion systems, Int. J. Bifurcation and Chaos, 4,5, pp 1183-1191
Hanusse P. & Gomez-Gesteira M. [1996] Towards a normal form for spiral waves, Physica Scripta, T67, 117-120
Adresses
P. Hanusse tel 05 56 84 56 20 ; hanusse@crpp.u-bordeaux.fr



 
Groupe Instabilités et Turbulence
SPEC, CEA Saclay
91191 Gif sur Yvette cedex
 
Notre groupe s'intéresse aux phénomènes nonlinéaires dans des systèmes complexes: chaos spatio temporel, instabilités, transition vers la turbulence, hydrodynamique, milieux granulaires
a) Résultats marquants: b) Perspectives: Chercheurs et thèmes A. Chiffaudel, F. Daviaud, N. Garnier, N. Mukolobwiez: ondes non linéaires
L. Laurent: oscillateurs couplés, matière granulaire
S. Bottin, O. Dauchot, F. Daviaud: transitions sous-critiques
F. Daviaud: effet dynamo
Publications : - F. Daviaud and J.M. Vince Traveling waves in a fluid layer subjected to a horizontal temperature gradient, Phys. Rev. E 48, 4432 (1993)
- S. Houard, F. Daviaud and P. Bergé Phase locking modes in a 2D network of coupled water jets, Physica D 99, 318 (1996)
- O. Dauchot and F. Daviaud Finite amplitude perturbation and spots growth mechanism in Plane Couette Flow, Phys.Fluids 7, 335 (1995)
-S. Bottin, O. Dauchot and F. Daviaud Intermittency in a locally forced plane Couette flow, Phys. Rev. Lett. 79, 4377 (1997)
Adresses :
S. Bottin, tel: 01 69 08 72 47; bottin@spec.sacaly.cea.fr
A. Chiffaudel, tel: 01 69 08 72 14; arnaud@spec.saclay.cea.fr
O. Dauchot, tel: 01 69 08 72 47; dauchot@spec.saclay.cea.fr
F. Daviaud, tel: 01 69 08 72 40; daviaud@spec.saclay.cea.fr
N. Garnier, tel: 01 69 08 72 14; garnier@spec.saclay.cea.fr
L. Laurent, tel 01 69 08 97 10; llaurent@drecam.cea.fr
N. Mukolobwiez, tel 01 69 08 90 89; mukolob@spec.saclay.cea.fr 
Influence de structures cohérentes sur les propriétés statistiques de la turbulence
Laboratoire de Physique et Mécanique des Milieux Hétérogènes
10, rue Vauquelin
75231 Paris Cedex 05
Thèmes et résultats marquants: Nous nous intéressons à l'influence de tourbillons cohérents sur les propriétés statistiques d'un écoulement. Dans ces deux cas, nous étudions la relation entre ces structures cohérentes et les déviations de la loi linéaire K41 dues à l'intermittence.
Chercheurs et thèmes principaux :
Eric Gaudin
Jean Luc Aider
José Edouardo Wesfreid
Publications :
-J.L. Aider, Thèse de doctorat, ESPCI
-G. Stolovitsky, J.L. Aider, J.E. Wesfreid, Coherent structures and conditional statistics in inhomogeous turbulent mixing, Phys. Rev. Lett., 78, 4398 (1997)
-E. Gaudin, B. Protas, S. Goujon-Durand, J. Wojciechowski, J.E. Wesfreid, Spatial properties of velocity structures functions in turbulent wake flows, Phys. Rev. E, 57 (1998)
Adresses : J.L. Aider, aider@pmmh.espci
E. Gaudin, gaudin@pmmh.espci.fr
J.E. Wesfreid, wesfreid@pmmh.espci.fr
Tel: 01 40 79 45 21 ; Fax: 01 40 79 45 23 
Instabilités et Turbulence dans les Fluides
Institut de Recherche sur Les Phénomènes Hors
Equilibre
12, Avenue G\'en\'eral Leclerc, 13003 Marseille
Sillages et Oscillateurs couplés:
   Dans une première étape, les sillages de différents objets ont été étudiés. Il a été montré que ces sillages apparaissent par des bifurcations de Hopf de l'écoulement. Par la suite nous avons couplé ces sillages entre eux et observé les dynamiques ordonnées ou chaotiques des familles d'oscillateurs ainsi créées.
Stabilité, Dynamique et Interaction de Vortex:
   Des expériences ont montré les détails des instabilités de petites et de grandes longueurs d'ondes de paires de filaments devorticité. Une étude théorique a de plus permis de comprendre le mécanisme et le rôle de l'instabilité elliptique des coeurs de vortex. Dans le cas particulier bi-dimensionnel, nous avons aussi introduit une nouvelle méthode pour décrire l'influence de la viscosité lors de l'appariement de vortex co-rotatifs. Par ailleurs, une approche statistique des système de vortex permet de discuter le processus d'évolution vers un éventuel état d'équilibre thermodynamique.
Turbulence:
   Une approche théorique a permis de caractériser le mélange d'un scalaire passif par un écoulement turbulent. En particulier, une équation pour la densité de probabilité des incréments de température a été obtenue. Les prédictions de cette équation sont comparées aux résultats d'expériences ou de simulations numériques directes. En parallèle, une étude théorique s'intéresse aux relations ``à la Kolmogorov" dans le cas d'une turbulence axisymmétrique.

Chercheurs et thèmes principaux :
L. Boyer, M.P. Chauve, P. Le Gal, Th. Leweke et M. Provansal  pour les expériences sur les sillages.
M. Abid, S. Ledizès, Th. Leweke et A. Verga pour la dynamique des vortex.
F. Anselmet, R. Antonia et P. Le Gal pour les calculs et les expériences en turbulence.
Publications:
- Peschard I., Le Gal P.,  Coupled wakes of cylinders Phys. Rev. Lett., 77, 3122 (1996)
- Le Gal P., Peshard I., Chauve M.P., Takeda Y., Collective behaviour of the wakes downstream a row of cylinders, Phys. Fluids, 8, 2097 (1996)
- Leweke T., Provansal M., Miller G., Williamson C., Cell formation in cylinder wakes at low Reynolds number, Phys. Rev. Lett., sous presse.
- O. Agullo, A. Verga, Exact two vortices solution of Navier--Stokes equations, Phys. Rev. Lett., 78, 2361 (1997)
- Le Dizès S., Rossi M., Moffatt H.K.,  On the three-dimensional instability of elliptical vortex subjected to stretching, Phys. Fluids, 8, 2084 (1996)
- L. Danaila, F.Anselmet, P.Le Gal, J. Dusek, C. Brun and A. Pumir,
Predictions of small-scale statistics for a passive scalar in turbulent mixing, Phys. Rev. Lett., 79, 4577 (1997)
- R.A. Antonia, M.Ould-Rouis, F. Anselmet and Y.Zhu, Analogy between predictions of Kolmogorov and Yaglom,
J. Fluid Mech., 332, 395 (1997)
Adresses :
Anselmet, Chauve, Le Dizès, Le Gal, Leweke, Verga, Tél: 04 91 50 54 39, nom@marius.univ-mrs.fr;
Abid, Boyer, Provansal, Tél: 04 91 28 84 13, nom@lrc.univ-mrs.fr.(sauf provansal :prova@.... )


Turbulence
Laboratoire de Physique
ENS-LYON, 46, allée d'Italie, F-69364 Lyon

Thèmes et résultats :
 --Lois d'échelle en turbulence :
-Etude de la dépendance en échelle de la statistique; déformation des pdfs avec l'échelle, caractérisation de l'application permettant de relier des statistiques à différentes échelles. Modélisation de la cascade d'énergie  par un processus multiplicatif aléatoire markovien à travers les échelles.  Dépendance en échelle des moments statistiques des fluctuations turbulentes;  les lois d'échelle de la turbulence.  Un modèle théorique de fermeture sur la hiérarchie des moments statistiques du taux de dissipation conduit à une  prédiction, sans paramètre ajustable, des exposants d'échelle relatifs des fonctions de structure de la vitesse en  accord avec l'expérience.  Les propriétés d'échelle du transport turbulent d'un scalaire, tel la temp\érature, sont également étudiées. Différents régimes sont observés suivant que le scalaire est passif ou actif.
 --Mesures globales :
On définit ainsi l'étude de grandeurs qui sont spatialement moyennées sur une taille macroscopique de l'écoulement.
- Mesure de la puissance injectée pour maintenir une turbulence stationnaire à nombre de Raynolds constant : si la valeur moyenne est donnée par l'équilibre injection-dissipation, les fluctuations sont non triviales. On observe des histogrammes fortement non-gaussien et aucune réduction notable du taux de fluctuation lorsque le nombre de Reynolds augmente.
- Mesure des composantes de Fourier des champ de vorticité et de température par diffusion d'ondes ultrasonores : cette technique, mise au point au laboratoire, a été validée sur des écoulements simples. Son application à la turbulence a permis de caractériser les filaments de vorticité produits dans l'écoulement entre disques coaxiaux par une mesure en volume, directe et non-intrusive. Par ailleurs, des mesures au laboratoire et dans la soufflerie S1 de Modane montrent que les histogrammes de fluctuations de composantes de Fourier des champ de vorticité et de température (scalaire passif) sont quasi-gaussiens et superposables à toutes les échelles. Leur dynamique temporelle est également décrite.
-- Structures cohérentes :
- Etude de la structure des filaments de vorticité dans l'écoulement entre disques coxiaux contra-rotatifs, par des mesures simultannées de pression (à la paroi) et vitesse, et par diffusion ultrasonore.
-Etude expérimentale de l' écoulement tourbillonnaire entre disques coaxiaux corotatifs, dans l'eau et dans l'air : une structure cohérente tourbillonnaire à grande échelle se forme. Aux nombres de Reynold considérés (Re \sim 10^{5}) cela donne lieu aussi à une turbulence fortement anisotrope et inhomogène. A grande échelle, une telle structure  est stable ou instable suivant le rapport des fréquences de rotation des disques. Aux petites échelles, on observe que les spectres de puissance et les exposants des fonctions de structure de la vitesse  changent en fonction de la distance au tourbillon.  Nous poursuivons cette étude de l'interaction structure cohérente / turbulence ainsi que l'étude de l'éclatement tourbillonnaire produit par ce régime corotatif.
-Etude du rôle joué par  l'écoulement de grande échelle sur le transport de la chaleur en convection. L'analyse des fluctuations sur les couches limites et de leur couplage  montre  que la circulation à grande échelle ne transporte pas de la chaleur et que toute la dynamique du transport est contrôlée par les plumes qui se forment dans les couches limites. Des expériences sont actuellement en cours pour détruire la cohérence spatiale des plumes et étudier l'impact sur le transport de la chaleur.
 -- Acoustique:
- Diffusion du son par des vortex quantiques : nous avons étudié analytiquement la diffusion d'ondes de premier et second son par un vortex quantique dans l'Helium superfluide. Lorsqu'il est illuminé par une seule de ces deux ondes,  le vortex diffuse à la fois une onde de premier et de second son, à cause de l'interaction nonlinéaire son-vorticité. Dans chaque cas,  l'énergie de l'onde diffusée est contenue majoritairement dans le mode de second son.
-Diffusion du son à proximit\é du coeur d'un vortex : nous développons actuellement une simulation numérique d'écoulements compressibles. La finalité de cette simulation est de mieux comprendre la diffusion du son par la  vorticité en champ proche, et de faire le lien avec les travaux théoriques et expérimentaux déjà effectués dans  l'approximation de la diffusion du son en champ lointain. Des mesures sur la la topologie des fronts d'onde à la traversée d'un vortex ont ét\é réalis\ées.
 -- Magnétohydrodynamique :
- Etude de l'effet de l'application d'un champ magnétique transverse intense sur la convection turbulente dans le mercure.
- Ecoulement tourbillonnaire entre disques coaxiaux, dans le Gallium. L'expérience atteint $Re \sim 10^{7}, Rm = \sim 10$. Les mesures en champ extérieur appliqué ($\vec{B}$ passif) montrent les effets non-linéaires sur la dynamique du champ magnétique; les histogrammes et spectres des fluctuations sont interprétés à partir des connaissances sur la turbulence dans ce type d'écoulemement. Ces résultats servent au dimensionnement d'une dynamo expérimentale.
 Chercheurs
- Remy Berthet : structures cohérentes, acoustique,
- Francesca Chillà : lois d'\échelle en turbulence, structures cohérentes,
- Sergio Ciliberto : lois d'échelle en turbulence,
- Simone Cioni : lois d'échelle en turbulence, structures cohérentes, MHD.
- Rodrigo Hernandez : structures cohérentes, acoustique,
- Emmanuel Lévêque : lois d'échelle en turbulence, structures cohérentes,
- Antoine Naert :lois d'échelle en turbulence,
- Philippe Odier : magnétohydrodynamique,
- Jean-François Pinton : lois d'échelle en turbulence, structures cohérentes, acoustique et MHD,
- Frederic Plaza : lois d'échelle en turbulence, structures cohérentes.
- Joël Sommeria : lois d'échelle en turbulence, structures cohérentes, MHD.
Publications :
Berthet R.,  Lund F., ``The forward scattering of sound by vorticity'',  Phys. Fluids} 7, 2522  (1995)
Coste C., Lund F., ``Scattering of first and second sound waves by quantum vorticity in superfluid helium",  J. Low Temp. Phys., 108 (5/6),  (1997).
Chillà F., Pinton JF., Labbé, ``On the influence of a large scale coherent vortex on the turbulent energy cascade'',  Europhys. Lett., 35 (4), 271, (1996).
Dernoncourt B., Pinton JF., Fauve S., ``Experimental study of vorticity filaments in a turbulent swirling
flow'',  Physica D, à paraître, (1998).
She Z.S.,  Lévêque E., ``Universal Scaling Laws in  fully Developed Turbulence'', Phys. Rev.
Lett.  72, 336 (1994).
Cioni S., Ciliberto S., Sommeria J., ``Strongly turbulment Rayleigh-Bénard convection in mercury'' , J. Fluid Mech.,  335, 111-140, (1997).
Benzi R., Ciliberto S. , Baudet C., Ruiz-Chavarria G., ``On the scaling of three dimensionnal and isotropic turbulence'',  Physica D,  80, 385, (1995).
Adresses :
 Sergio Ciliberto             cilibe@physique.ens-lyon.fr
 Francesca Chillà            fchilla@physique.ens-lyon.fr
Emmanuel Leveque        eleveque@physique.ens-lyon.fr
Jean-Francois Pinton      pinton@physique.ens-lyon.fr
 Frederic Plaza               fplaza@physique.ens-lyon.fr
 Philippe Odier               podier@physique.ens-lyon.fr
 Antoine Naert               anaert@physique.ens-lyon.fr
 Remy Berthet                rberthet@physique.ens-lyon.fr
 Rodrigo Hernandez        rhernan@physique.ens-lyon.fr
 Joel Sommeria               sommeria@physique.ens-lyon.fr
 Simone Cioni                 scioni@physique.ens-lyon.fr


Systèmes non-linéaires et correspondances.
Equipe de topologie et systèmes dynamiques
Mathématiques bât 425,
Université Paris-Sud, 91405 Orsay cedex
Thèmes et résultats marquants :
Systèmes dynamiques non linéaires définis par des correspondances (S-processus); théorie de la stabilité ; approche d équilibres comme limites de processus ( ces équilibres pouvant être  des équilibres de la théorie des jeux ou des points selles). Application à l économie.
  Résultats: théorèmes de stabilité et d instabilité des processus par des correspondances. théorême de convergence de ces mêmes
  Mise au point et utilisation d un modèle économique
 
Chercheurs :
 Rinkel Jean-Marc,Rambour Philippe,Seghier Abdelatif

 Publications : 
-P Rambour,J.M Rinkel, Equilibres et S-processus, Prepublication Orsay 96-81
    Equilibres et attitudes en théorie des jeux.Applications prépublication Orsay 96-29
 
Adresses :
JM Rinkel tel 01 69 15 57 28 ; @topo.math.u-psud.fr
 P Rambour tel 01 69 15 57 28 ; @topo.math.u-psud.fr
 A Seghier tel 01 69 15 57 29 ; @stats.matups.fr 



 
Propriétés dynamiques des fractures et des matériaux granulaires
Laboratoire de Physique
ENS-Lyon, 46 Allée d'Italie, 69364 Lyon Cedex 07
Thèmes et résultats marquants: Publications :
-C. Coste, E. Falcon et S. Fauve, Propagations d'ondes non-linéaires dans une chaîne de billes en contact de Hertz, dans C. Petit, G. Pijaudier-Cabot, et J.-M. Reynouard, éditeurs, Des géomatériaux aux ouvrages : expérimentations et modélisations, pages 33-52. Hermes, Paris, 1995.
-C. Coste, E. Falcon and S. Fauve, Solitary waves in a chain of beads under Hertz contact, Physical Review E 56, 6104 (1997).
-E. Falcon, C. Laroche, S. Fauve, and C. Coste, Behavior of one inelastic ball bouncing repeatedly off the ground, soumis à Journal de Physique I.
-J. F. Boudet, V. Steinberg, S. Ciliberto, Dynamics of crack propagation in brittle materials, Journal de Physique II, 6, 1493 (1996).
-A. Garcimartin, L. Bellon, A. Guarino, S. Ciliberto, Statistical analysis of crack precursors, Phys. Rev. Lett. , 79, 3202 (1997).
-J. F. Boudet, S. Ciliberto, Interaction of sound with fast crack propagation, Phys. Rev.Lett.,29 december 1997.

Adresses :
Jean-François Boudet, Tel: 04 72 72 85 55, jfboudet@physique.ens-lyon.fr
Sergio Ciliberto, Tel: 04 72 72 81 43, cilibe@physique.ens-lyon.fr
Alessio Guarino, Tel: 04 72 72 83 79, aguarino@physique.ens-lyon.fr
Christophe Coste, Tel: 04 72 72 81 41, coste@physique.ens-lyon.fr
Eric Falcon, Tel: 01 44 32 34 40, falcon@peterpan.ens.fr
Bruno Gilles, Tel: 04 72 72 85 32, bgilles@physique.ens-lyon.fr
Claude Laroche, Tel: 04 72 72 81 36, laroche@physique.ens-lyon.fr 



 
Traitement du Signal, Acoustique et Turbulence
Laboratoire de Physique
Ecole Normale Supérieure de Lyon 46 allée d'Italie
69364 Lyon Cedex 07
L'objectif de l'équipe est double : d'une part disposer de méthodes avancées d'extraction de l'information pour mieux analyser des phénomènes physiques complexes, et d'autre part élaborer de nouvelles méthodes adaptées à des situations physiques spécifiques.
Les thèmes de recherches explorés sont relatifs Les méthodologies développées sont mises en \oeuvre dans des domaines très variés, allant de l'étude de systèmes de télécommunications à celle de processus biologiques, avec un effort expérimental et instrumental consacré à la turbulence hydrodynamique (interférométrie acoustique résolue en temps et en espace).

Chercheurs et thèmes principaux :
P. Abry + P. Flandrin : ondelettes et signaux non stationnaires
C. Baudet + O. Michel : turbulence et acoustique
O. Michel : arbres de régression et modélisations non-paramétriques

Publications :
P. Abry, ``Ondelettes et Turbulences - Multirésolutions, algorithmes de décompositions, invariance d'échelle et signaux de pression," 310 p., Diderot, Editeurs des Sciences et des Arts, Paris (1997)
A.-E. Badel, O. Michel, A. Hero, Arbres de régression : modélisation non paramétrique et analyse des séries temporelles, Traitement du Signal, 14 (2), 117-133 (1997)
C. Baudet, R-H. Hernandez, Spatial Enstrophy Spectrum in a Fully Turbulent Jet, in Advances in Turbulence VI, p421-424, Kluwer, (1996).
R. Camussi, S. Ciliberto, C. Baudet, Evolution of a Perturbation in a Turbulent Jet, in Advances in Turbulence VI, p421-424, Kluwer, (1996).
P. Flandrin, ``Temps-fréquence," Hermès, 1993.
Adresses :
Patrice Abry, tél. 04 72 72 84 93, pabry@physique.ens-lyon.fr
Christophe Baudet, tél. 04 72 72 81 39, baudet@physique.ens-lyon.fr
Patrick Flandrin, tél. 04 72 72 81 60, flandrin@physique.ens-lyon.fr
Olivier Michel, tél. 04 72 72 83 78, omichel@physique.ens-lyon.fr


 
Turbulence, croissanc végétale, grains de sable, etc
Laboratoire de Physique Statistique
ENS, 24 rue Lhomond
75231 Paris cedex 05
Thèmes et résultats marquants:
1 -) Ecoulements turbulents (B. Andréotti, S. Douady et Y. Couder)
Initialement, avec O. Cadot, nous avons travaillé sur les zones de basse pression au sein d'un écoulement turbulent et avons mis en évidence leur structure filamentaire. Depuis ce travail s'est diversifié sur la dissipation globale et l'effet des polymères dilués. Nous nous intéressons particulièrement, dans des écoulements simples contrôlés par leur géométrie, à la dynamique propre de ces dépressions filamentaires due à l'interaction entre la vorticité et la déformation. On a mis en évidence un effet de rétro-action négative telle que l'étirement se trouve affaibli par la rotation du tourbillon qu'il avait amplifié. D'autre part nous avons aussi étudié les propriétés statistiques anormales de la turbulence dans des conditions très anisotropes, en particulier dans la proximité du coeur d'un grand tourbillon.
2 -) Croissance végétale (S. Douady et Y. Couder)
En découvrant par hasard la présence quasi universelle de la suite de Fibonacci dans l'arrangement des feuilles, le souvenir des systèmes dynamiques "génériques" nous est revenu. Partant de l'hypothèse que cette robustesse provenait d'un système dynamique simple, nous avons revisité les hypothèses botaniques concernant la formation des "primordia" (les protubérances qui deviendront par exemple des feuilles). Nous avons montré qu'elles pouvaient être simplifiées en un système itératif discret. Celui-ci peut être simulé expérimentalement et numériquement ce qui a conduit à la compréhension de l'apparition de la suite de Fibonacci dans ces "quasi cristaux".
3 -) Ecoulements granulaires (A. Daerr et S. Douady)
La dynamique du sable avait été modélisé comme le stick-slip de la surface supérieure frottant sur le reste du tas. Nous cherchons maintenant à décrire d'une manière plus précise la dynamique de l'écoulement du sable dans différentes expériences. Celles-ci montrent que la dynamique dépend d'une manière directe de détails subtils de l'empilement (densité, orientation des contacts), et donc de particulièrement de la préparation du tas. Il existe aussi un effet des conditions aux bords sur une certaine épaisseur (couche limite), avec des propriétés particulières qui permettent d'expliquer la forme de certaines avalanches de neige. 4 -) Systèmes résonnants auto-accordés (A. Boudaoud, M. Ben Amar et Y. Couder) A la suite de deux expériences antérieures faites respectivement dans des films de savon et dans des films smectiques (cette dernière expérience étant due à P. Pieranski) on a désiré étudier la résonnance d'un fil tendu chargé par une petite masse mobile. La possibilité de mouvement de cette masse ajoute un degré de liberté au système. On observe alors que lorsque le système est excité périodiquement la masse se déplace le long du fil pour prendre une position telle que le système soit à la résonance.

Chercheurs et thèmes principaux
B. Andréotti, M. Ben Amar, A. Boudaoud, A. Daerr, S. Douady et Y. Couder

Publications : S. Douady and Y. Couder, Journal of Theoretical Biology 178, 255-274, 275-294, 295-312, (1996).

Adresses :
nom@lps.ens.fr 



 
Instabilités Géometriques d'une Tige Élastique
Laboratoire de Physique Statistique
Ecole Normale Supérieure
24, rue Lhomond
75231 Paris Cedex 05
Dû aux effets non linéaires provenant de la géometrie, nous montrons qu'un système élastique simple, satisfaisant la loi d'Hooke, peut avoir un riche diagramme de phases, dépendant de ses conditions frontières. En particulier, on y trouve des transitions du premier et du second ordre. Le système en question est celui d'un ruban en forme d'arche, aux bords encastrés soumis à une force suspendue sur son milieu. Son énergie élastique est proportionnelle au carré de la courbure.

Nous projetons d'étendre l'étude aux surfaces élastiques. Dans ce cas, la géometrie jouera un rôle différent dans l' énergie du système, permettant des nouvelles configurations, en particulier la formation de plis.

Chercheurs et thèmes principaux :
M. Adda Bedia : Instabilités Non Linéaires en Élasticité
M. Ben Amar : Instabilités Non Linéaires en Élasticité
P. Patricio da Silva : Instabilités Non Linéaires en Élasticité

Publications :
- M. Ben Amar and Y. Pomeau, Crumpled Paper, Proc. R. Soc. Lond. A, 453, 729 (1997)
- P. Patricio da Silva and W. Krauth, Numerical Solutions of the von Karman Equations for a Thin Plate, Int. Journal of Mod. Physics, 8, 427 (1997)
- M. Ben Amar and P. Patricio da Silva, Can One Hear The Shape of a Smectic Drum?, accepted in Proc. R. Soc. Lond. A, (1997)
- P. Patricio da Silva, M. Adda Bedia and M. Ben Amar, An Elastica Problem, unpublished (1997)

Adresses :
M. Adda Bedia tel 01 44 32 34 46 ; adda@physique.ens.fr
M. Ben Amar tel 01 44 32 37 68 ; benamar@physique.ens.fr
P. Patricio da Silva tel 01 44 32 37 63 ; patricio@physique.ens.fr 



 
Sur les systèmes vibrants auto-accordés
Laboratoire de Physique Statistique de l'Ecole Normale Supé rieure
24, rue Lhomond, 75231 PARIS Cedex 05 - France
 
Thèmes résultats marquants:
On étudie les positions d'équilibre d'une masselotte coulissant sur une corde vibrante en fonction de la fréquence du forçage. Dans de larges domaines de fréquence, la masselotte ajuste sa position pour que le système soit à résonance. Ces domaines sont raccordés par des bifurcations. On montre théoriquement que les non linéarités sont responsables de ce comportement et on obtient un trés bon accord entre la théorie et l'expérience. On étudie enfin la sélection des positions d'équilibre pour un système à deux masselottes : leurs positions d'équilibre sont symétriques.

Chercheurs :
A. Boudaoud, Y. Couder et M. Ben Amar.

Adresses :
A. Boudaoud : boudaoud@lps.ens.fr
Y. Couder : couder@lps.ens.fr
M. Ben Amar : benamar@lps.ens.fr


Dynamique des fronts de solidification
Groupe de Physique des Solides
Universités Denis-Diderot (Paris 7) et Pierre-et-Marie-Curie (Paris 6)
Unité Mixte de Recherche CNRS UMR 75-88
Tours 23-24 (2éme étage) - 2 place Jussieu - 75251 PARIS Cedex 05 FRANCE
 
Thèmes et résultats marquants :
Nous présenterons le bilan, du côté expérimental, de quelques années de recherches sur les fronts de solidification (ou interfaces cristal-liquide) à dynamique diffusive et quasi uni-dimensionnels. En solidification sous gradient imposé (solidification directionnelle), les trois situations les plus typiques sont : (1) les fronts cellulaires peu profonds, (2) les fronts dendritiques et (3) les fronts eutectiques lamellaires. Dans le cas (3), la carte des bifurcations est maintenant expérimentalement et numériquement établie. Dans les cas (1) et (2), nous savons faire varier continuement le degré d'anisotropie interfaciale, et pouvons ainsi démontrer constructivement le rôle crucial de cette anisotropie dans la sélection des cellules et dendrites.

Liste des chercheurs et thèmes principaux :
Silvère Akamatsu, Gabriel Faivre : Dynamique des fronts de solidification

Publications principales :
G. Faivre and J. Mergy, Tilt bifurcation and dynamical selection by tilt domains in thin-film lamellar eutectic growth: Experimental evidence of a tilt bifurcation,Phys. Rev. A 45, 7320-29 (1992).
G. Faivre and J. Mergy, Dynamical wavelength selection by tilt domains in thin-film lamellar eutectic growth Phys. Rev. A 46, 963-72 (1992).
S. Akamatsu, G. Faivre, T. Ihle, Symmetry-broken double fingers and seaweed patterns in thin=1Efilm directional solidification of a non-faceted cubic crystal, Phys. Rev. E 51, 4751-73 (1995). M. Ginibre, S. Akamatsu, and G. Faivre, Experimental determination of the stability diagram of a lamellar eutectic growth front, Phys. Rev. E, 56 780-96 (1997).

Adresse:
Gabriel FAIVRE, Tèl 01 44 27 63 99 ; faivre@gps.jussieu.fr 



 
Excitations non linéaires localisées et physique statistique.
Laboratoire de Physique de l'ENS-Lyon
46 allée d'Italie, 69364 Lyon Cédex 07
Thèmes et résultats marquants:
L'existence d'excitations non linéaires localisées spatialement (de type soliton) est connue depuis longtemps mais le sujet a été fortement réactivé ces dernières années par la découverte des propriétés remarquables des ``breathers discrets''. Nos travaux montrant que les breathers pouvaient être générés thermiquement ont retenu l'attention de R. MacKay et S. Aubry qui ont démontré rigoureusement l'existence des breathers discrets en tant que solutions exactes dans les réseaux non linéaires. Ce résultat a coïncidé avec le début d'une activité théorique assez intense concernant les breathers dans différents laboratoires. L'originalité de notre contribution a été d'étudier le rôle des fluctuations thermiques, en particulier pour la génération des modes localisés de façon à déterminer dans quelle mesure ces breathers peuvent jouer un rôle dans les propriétés physiques d'un système. Nous étudions plus particulièrement:
- La localisation d'énergie dans les réseaux non linéaires (existence et formation thermique des modes localisés dans des réseaux complexes).
- L'influence des breathers sur les propriétés physiques du réseau (conductivité thermique, diffusion de phonons).
- Les modes localisés dans les macromolécules biologiques et leurs conséquences (théorie de la dénaturation thermique de l'ADN et de sa dynamique lente, dynamique de l'eau de surface des protéines).
- La cinétique des réactions biologiques (rôle de l'environnement constitué par le reste de la molécule pour modifier la cinétique au niveau du site actif).
- Le rôle des excitations non linéaires en physique des surfaces (friction à l'échelle microscopique).
Chercheurs et thèmes :
Michel Peyrard, rôle des excitations non linéaires en physique des systèmes biologiques,
Thierry Cretegny, localisation non linéaire, propriétés des breathers discrets,
Jean Farago, cinétique des réactions biologiques.
Publications :
T. Dauxois, M. Peyrard, A.R. Bishop, Entropy driven DNA denaturation Phy. Rev. E 47, R44 (1993)
T. Dauxois, M. Peyrard Energy localization in nonlinear lattices Phys. Rev. Lett. 70 3935 (1993)
K. Forinash, T. Cretegny, M. Peyrard, Local modes and localization in a multi-component nonlinear lattice Phys. Rev. E 55, 4740 (1997).
T. Cretegny, S. Aubry, S. Flach, 1D Phonon Scattering by Discrete Breathers, à paraître dans Physica D (ftp://ftp.ens-lyon.fr/pub/users/PHYS/tcretegn)
J. Farago and M. Peyrard, A first approach to reaction kinetics in large molecules. à paraître dans Physica D
Adresses
Michel Peyrard, tel: 04 72 72 83 74; mpeyrard@physique.ens-lyon.fr
Thierry Cretegny, tel: 04 72 72 81 38; tcretegn@physique.ens-lyon.fr
Jean Farago, tel: 04 72 72 81 48; jfarago@physique.ens-lyon.fr



 
Instabilites dans les cristaux liquides nematiques et cholesteriques
Institut Non Lineaire de Nice
1361 Rte des Lucioles 06790 Valbonne/Sophia-Antipolis
 
 
Thèmes et résultats marquants:
Spirales dynamiques dans les cristaux liquides cholesteriques sous champ electrique alternatif et sous l'effet d'un bruit.
Instabilites Zig-Zag de parois de domaines
Parois d'inversion paralleles aux lames de verre: cas des gouttelettes nematiques

Chercheurs et thèmes principaux :
Publications :
T. Frisch, J.-M. Gilli, Excitability and defect-mediated turbulence in nematic liquid crystal, J. Phys. II France,5, 561-572, 1995.
A. Vierheilig, C. Chevallard , J.-M. Gilli, Spiral waves in nematic liquid crystal: experimental analysis of selection rules. Phys. Rev. E, 55, 7128-7136, 1997
C. Chevallard, T. Frisch, J.-M. Gilli, Flow alignment in smectic liquid crystal, J. Phys. II France, 7, 1261-1272, 1997
J.-M. Gilli, S. Thiberge, A. Vierheilig, F. Fried, Inversion walls in homeotropic nematic and cholesteric layers, Liq. Cryst., 23, 619, 1997.
L. Gil, J.M. Gilli, Surprising Dynamics of some Cholesteric Liquid Crystals patterns, Phys. Rev. lett., sous presse.

Adresses :
Gilli Jean-Marc, tel 0492967328, gilli@inln.cnrs.fr


 
Transition doigt-fracture dans une cellule de Hele-Shaw
LPS, ENS, 24 Rue Lhomond,
75231 Paris CEDEX 05
 
Thèmes et résultats marquants:
Des expériences (groupe de J. Maher à Pittsburgh et H. Van Damme á Orleans) utilisant des fluides complexes comme des polymères ou des argiles en cellule de Hele-Shaw ont révélé une transition doigt-fracture lorsqu'on augmente le débit. Nous proposons un traitement théorique de cette transition pour étudier l'instabilité de Saffman-Taylor lorsque le fluide est non-newtonien. Nos résultats prédisent un rétrécissement abrupt de la largeur des doigts lorsque la vitesse augmente.

Chercheurs :
Eugenia Corvera Poiré et Martine Ben Amar 


Etude théorique du mélange par un champ turbulent
Institut Non Linéaire de Nice,
1361, route des Lucioles,
F-06560, Valbonne
Le mélange d'un scalaire passif (polluant, température, ...) par un écoulement turbulent constitue l'un des effets les plus intéressants en turbulence. C'est aussi un bon moyen d'étudier les propriétés de la turbulence d'un point de vue plus théorique. Le problème particulier étudié ici consiste à de demander quel est l'effet d'une anisotropie aux grandes échelles sur les propriétés aux petites échelles. La question sous-jacente est de savoir si le paradigme de la turbulence "homogène et isotrope" s'applique vraiment aux petites échelles.
Expérimentalement et numériquement, la fonction à trois points (la "skewness") du scalaire suggère une anisotropie persistante aux petites échelles. A l'aide de modèles théoriques simplifiés (modèle de Kraichnan, ou de Shraiman et Siggia avec un champ de vitesse Gaussien), une analyse de cet effet est proposée.
En dépit de leur caractère phénoménologiques, les modèles permettent de reproduire (et de prédire) plusieurs caractéristiques des fonctions de corrélation à trois points.

Chercheurs et thèmes principaux:
Alain Pumir et Cédric Brun

Publications :
A. Pumir, Europhysics Letters 34, 25 (1996)
A. Pumir, Europhysics Letters 37, 529 (1997)
A. Pumir, B. Shraiman et E. Siggia, Phys. Rev. E55 , 1263 (1998)
A. Pumir, Phys. Rev. E, (to appear) 1998

Adresses:
A. Pumir tel 04 92 96 74 44 ; pumir@inln.cnrs.fr 


Effet d'un champ électrique sur le tissus cardiaque
Institut Non Linéaire de Nice,
1361, route des Lucioles,
F-06560, Valbonne

On s'intéresse à l'effet d'un champ électrique sur le tissus cardi aque. Ce problème est inspiré en grande partie par les méthodes utilisé es cliniquement pour contrôler les régimes cardiaques anormaux mortels (fibrillation).
L'effet est un peu paradoxal dans la mesure où la théorie "classique ", qui suppose que le muscle est homogène, prédit que le champ ne pén `etre que sur une taille de l'ordre de 1 mm, ce qui ne permet pas de comprend re comment un régime de propagation anormal (spirale,...) peut être arrêté. Les inhomogénéités du tissus, par exemple, celles résultant de la structure cellulaire du muscle (dimension des cellules :100 microns x10 microns x10 microns ) permettent de proposer au moins une solution à ce problème. Théoriquement, il est possible, à l'aide de modè les simplifiés, de comprendre l'effet du champ électrique, et de proposer plusieurs scénarios de défibrillation, selon la nature des courants ioniques.
Une étude expérimentale sur des cellules cardiaques, couplée avec l'analyse de modèles plus réalistes (Beeler-Reuter) permet de montrer qu'un champ extérieur peut bien plus facilement exciter un tissus au repos, mais ne peut que difficilement terminer un potentiel d'action.
Les hétérogénéités liées aux cellules constituent une possibilité parmi d'autres. Un des axes d'études poursuivi consiste à déterminer l'origine, et aussi l'échelle spatiale, des hétérogénéité conduisant à l'interaction avec le champ électrique.

Chercheurs et thèmes principaux :
Valentin Krinsky et Alain Pumir

Publications :
A. Pumir et V. Krinsky, Physica D 91, 205 (1996)
A. Pumir et V. Krinsky, J. Theor. Biology, 185, 189 (1997)
A. Pumir, G. Romey et V. Krinsky, Biophysical Journal, (submitted) (1997)
V. Krinsky et A. Pumir, Chaos (topical issue on ventricular fibrillation) ,à paraître (1998).

Adresses:
A. Pumir tel 04 92 96 74 44 ; pumir@inln.cnrs.fr


Physique non linéaire
Laboratoire de Spectroscopie Hertzienne
Université de Lille 1
59655 Villeneuve d'Ascq cedex

Thèmes :
L'optique non linéaire est non seulement un champ particuliet de la physique non linéaire. C'est aussi un domaine ou les enjeux industriels (traitement des images, applications des lasers, télécom.,... sont importants et proches des préoccupations des physiciens de base. Notre groupe a une approche expérimentale de la physique non linéaire dans des lasers d'intérêt industriel (lasers CO2, à fibre, microlasers). Dans un premier temps, les outils de la dynamique non linéaire se sont avérés performants pour expliquer les effets chaotiques observés dans ces dispositifs. Depuis plusieurs années nous nous intéressons à l'émergence des structures spatiales et spatio-temporelles dans ces systèmes.
L'optique apporte (au moins) trois spécificités:
- le paramètre d'ordre , ici le champ électrique, peut être une grandeur vectorielle.
- les fréquences optiques du champ constituent une "coordonnée spatiale" additionnelle.
- enfin les échelles de temps sont sensiblement plus courtes (~10-3 à 10-9 s)
que celles rencontrées dans d'autres domaines.

Actuellement notre activité est essentiellement orientée vers la compréhension de l'établissement de la dynamique spatio-temporelle  dans les systèmes optiques spatialement ou spectralement étendus. Plus spécifiquement, on présentera quelques résultats récents obtenus sur :
- les structures spatiales observées expérimentalement dans les lasers CO2 ou les oscilateurs à gain photoréfractif à grand nombre de Fresnel (1).
- l'état d'avancement des travaux sur les structures dans les microlasers
- les instabilités spectrotemporelles dans les lasers à spectre large (2).

Publications :
(1) E. Louvergneaux, D. Hennequin, D. Dangoisse and P. Glorieux,Transverse mode competition in a CO2 laser  Phys. Rev A53 (1996), 4435
J. Farjas, D. Hennequin, D. Dangoisse and P. Glorieux, On symmetries in the transition to turbulence in optics, Phys. Rev. A, jan 1997
(2) C. Szwaj, S. Bielawski and D. Derozier, Propagation of waves in the spectrum of a multimode laser Phys. Rev. Lett. 77 ,(1996), 4540
G. Boulant, S. Bielawski, D. Derozier and M. Lefranc, Experimental observation of a chaotic attractor with a reverse horseshoe topological structure Phys. Rev. E55 (1997), R3801

Adresses :
Pierre Glorieux          ;  Pierre.Glorieux@univ-lille1.fr 



 
Centre de Dynamique des Systèmes Complexes
Université de Bourgogne
B.P. 400 - 9, av. A. Savary
F-21011 Dijon - France
Thèmes et résultats marquants:

Le Centre de Dynamique des Systèmes Complexes est une structure interdisciplinaire. Il regroupe de manière transverse des chercheurs de plusieurs laboratoires de l'Université de Bourgogne: Laboratoires de Topologie, de Physique Mathématique, de Physique, et de Recherches sur la Réactivité des Solides. Son but est d'établir un cadre qui facilite les rencontres régulières entre différentes disciplines pour établir des collaborations et des échanges de techniques. Le Centre met en place des actions régulières: groupes de travail, séminaires, conférences et workshops, actions de formation interdisciplinaire. Les activités du Centre sont coordonnées par un Conseil Scientifique comprennant des représentants des différentes disciplines:
H.R. Jauslin (Physique), M. Lallemant, (Chimie), R. Roussarie (Mathématiques).

Depuis 1992 le Centre a organisé une série d'écoles d'été:
1992: Dynamique des systèmes complexes.
1993: Groupe de renormalisation; applications en Physique, Mathématiques et Chimie.
1994: Instabilités et formation spontanée de structures.
1995: Simulation des systèmes complexes
1996: Optique nonlinéaire - théorie et expérience, outils mathématiques
1997: Les solitons: concepts et développements récents.
1977: Workshop "KAM techniques in Quantum Mechanics".

Domaines d'activité actuels:
- Dynamique des systèmes grannulaires.
- Phénomènes nonlinéaires en mécanique quantique.
- Théorie KAM et groupe de renormalisation pour systèmes classiques et quantiques.
- Théorie du contrôle; applications à la chimie et à la dynamique quantique.
- Applications de la théorie des systèmes dynamiques et des équations différentielles.
- Théorie ergodique. Géométrie et topologie des systèmes chaotiques.
- Phénomènes nonlinéaires dans le chauffage par micro-ondes.
- Solitons et transmission de signaux par fibre optique.

Adresses:
H.R. Jauslin, tel: 03 80 39 59 70; jauslin@satie.u-bourgogne.fr;
M. Lallemant, tel: 03 80 39 61 75; lallemic@u-bourgogne.fr
R. Roussarie, tel: 03 80 39 58 22. Robert.Roussarie@u-bourgogne.fr



 
Dynamique Nonlinéaire en Optique
Laboratoire de Spectroscopie Hertzienne Université des Sciences et Technologies de Lille
Bat P5 - 59655 Villeneuve d'Ascq Cedex
Thèmes et résultats marquants:
a) résultats essentiels :
Dynamique des lasers á fibre (dynamique temporelle) : mise en évidence de nouvelles échelles de temps- dynamique d'antiphase
Dynamique spectrale (dynamique spatio-temporelle) : mise en évidence d'un nouveau système spatio-temporelle á une dimension spatiale, instabilité analogue á celle de Faraday
Dynamique des Lasers Brillouin á fibre:étude global de la dynamique et détermination des zones de stabilité et d'instabilité, effet de la polarisation
Contrôle du chaos
Analyse du chaos-Analyse Topologique: caractérisation du chaos de basse dimensionnalité grace á la théorie des noeuds. mise en évidence de nouvelles structures chaotiques
b) projets :
Dynamique Spatio-temporelle dans les OPO
Caractérisation du chaos de grande dimension
Chercheurs et thèmes principaux :
Serge Bielawski
Dominique Derozier
Marc Lefranc
Stephane Randoux
Majid Taki
Hassina Zegglache
Jaouad Zemmouri
Publications :
G. Boulant, S. Bielawski, D. Derozier, M. Lefranc, Experimental observation of a chaotic attractor with a reverse horseshoe topological structure, Phys. Rev. E 55 R3801-3804 (1997)
S. Randoux, V. Lecoeuche and J. Zemmouri, Polarization instabilities and antiphase dynamics in a Brillouin fiber ring laser, Phys. Rev. A 56 1717-1720 (1997)
C. Szwaj, S. Bielawski and D. Derozier, Propagation of waves in the spectrum of a multimode laser, Phys. Rev. Lett. 77, 4540-4543 (1996)
S. Bielawski, D. Derozier, Dynamics of a Nd-Doped Fiber laser : C.W. and Self-Pulsing Regimes, Stabilization, J. Phys.III (FRANCE)5 251-268 (1995)
-V. Lecoeuche, B. Segard and J. Zemmouri, Modes of destabilization of Brillouin fiber ring lasers, Opt. Comm. 134 547-558 (1997)
Adresses :
S. Bielawski tel 03 20 43 68 25 ; Serge.Bielawski@univ-lille1.fr
D. Derozier tel 03 20 43 68 25 ; Dominique.Derozier@univ-lille1.fr
M. Lefranc tel 03 20 43 48 06 ; Marc.Lefranc@univ-lille1.fr
M. Taki tel 03 20 43 48 06 ; Majid.Taki@univ-lille1.fr
H. Zegglache tel 03 20 43 47 81 ; Hassina.Zegglache@univ-lille1.fr
J. Zemmouri tel 03 20 43 46 32 ; Jaouad.Zemmouri@univ-lille1.fr 
Dynamique Non  Linéaire
Laboratoire de Mécanique, Université du Havre
25, rue Philippe Lebon, B.P. 540
76058 Le Havre Cedex

Thèmes de recherche :
1. Transition vers le chaos spatio-temporel dans le système de Taylor-Dean
2. Contrôle des instabilités centrifuges par le gradient radial de température
3. Controle des instabilités hydrodynamiques par l'addition des polymères

Principaux résultats :
-Caractérisation du scénario de transition vers le chaos spatio-temporel dans le système de Taylor-Dean (mise en évidence du couplage du mode fondamental avec la 2nde harmonique, modulation spatio-temporelle et formation des triplets, défauts et oscillations des triplets)
- Stabilité linéaire de l'écoulement entre deux parois cylindriques soumises à un gradient radial de température : diagramme de stabilité  en fonction du nombre de Prandtl et du rapport des rayons des cylindres, généralisation du critère de circulation de Rayleigh, étude deu voisinage des points de codimension 2.
- Etude de la stabilité du sillage derrière un cylindre faiblement chauffé. Le chauffage induit les effets suivants : disymétrisation de la zone de recirculation, diminution du seuil de l'instabilité et augmentation de la fréquence  d'émission torubillonnaire, faible modification de la forme du mode global.

Publications :
 M. Degen, I. Mutabazi & C.D. Andereck,  Transition to weak turbulence via spatio-temporal intermittency in the Taylor-Dean system, Phys. Rev. E 53, 3495-3504 (1996)
L. Socolescu, I. Mutabazi, O. Daube & S. Huberson , Etude de l'instabilité du sillage bidimensionnel derrière un cylindre faiblement chauffé, C.R. Acad. Sci., t.322, Série IIb,203-208  (1996)
I. Mutabazi & C.D. Andereck, Mode resonnance and wavelength halving instability in the Taylor-Dean system, Phys. Rev. E  51, 4380-4390 (1995)

Chercheurs
Ali Bahloul, Patrick Bot, Olivier Cadot, Innocent Mutabazi

Adresse  : nom @cher.univ-lehavre.fr
TEL: 02 35 53 69 38 (Recherche) ; 02 35 19 57 13 (Enseignement)
Fax : 02 35 19 57 15        E-MAIL :mutabazi@cher.univ-lehavre.fr 


Dynamique non linéaire, chaos et turbulence dans les plasmas
Laboratoire de Physique des Milieux Ionisés et Applications, CNRS UPRES-A 7040
Université Henri Poincaré, Nancy I,
BP 239 F-54506 Vandoeuvre-lès-Nancy Cedex, France

Les travaux de l'équipe sont à la fois de nature expérimentale et numérique. Ils ont essentiellement pour objet l'étude de la dynamique non linéaire dans les systèmes spatialement étendus que constituent les plasmas de laboratoire, ainsi que la mise au point de méthodes de contrôle du chaos.
Nous disposons pour ces études de plusieurs générateurs à plasma. Grâce en particulier au générateur "mirabelle" de type triple plasma magnétisé, équipé d'un ensemble de sondes, dont notamment une sonde à mouvement 3D, reliées à un système d'acquisition au standard vxi, une grande variété d'expériences sur les ondes et la turbulence dans les plasmas magnétisés peuvent être réalisées.
Dans le domaine numérique l'équipe a une expertise particulière dans l'utilisation de codes de simulation (fluides, PIC et Vlasov) et également dans celle des méthodes avancées de traitement du signal (séries temporelles, mais aussi signaux spatio-temporels) et de caractérisation des régimes chaotiques.
Principaux thèmes et résultats marquants :
- Etude expérimentale et contrôle des régimes chaotiques des ondes d'ionisation
Les décharges luminescentes permettent aisément l'observation d'une grande variété de régimes dynamiques depuis le chaos purement temporel jusqu'au chaos spatio-temporel et la turbulence. Ceci est dû à l'interaction non linéaire entre des ondes d'ionisation facilement déstabilisées dans ces décharges.
Nous avons pu montrer l'efficacité des méthodes de contrôle à rétro-action, basées sur la méthode d'autosynchronisation temporelle retardée proposée par Pyragas, pour contrôler les régimes chaotiques de ce système.
Nous poursuivons ce travail en étudiant le mode d'action du contrôle dans un système spatialement étendu. D'autres méthodes de contrôle sont également testées.
Une autre direction du travail concerne la compréhension des mécanismes en jeu dans les bifurcations successives conduisant des régimes réguliers au chaos spatio-temporel et à la turbulence dans ces systèmes de type réaction-diffusion.
- Etude expérimentale des ondes de dérive : du chaos spatio-temporel à la turbulence
Les ondes de dérive sont déstabilisées dans une colonne cylindrique de plasma magnétisé par un courant électronique axial ajustable. L'interaction non linéaire entre des modes à propagation essentiellement azimuthale conduit après bifurcations successives au chaos et à la turbulence. Nous avons pu établir grâce en particulier à des investigations spatio-temporelles et en collaboration avec nos collègues de l'Université de Kiel l'existence d'un scénario de type Ruelle-Takens-Newhouse dans cette route vers le chaos.
Un objectif essentiel pour ce système, compte tenu du lien entre les ondes de dérive et les phénomènes de transport radial, est la mise en œuvre de méthodes de contrôle efficace des régimes de chaos spatio-temporel. Nous venons d'obtenir des résultats préliminaires encourageants.
Publications récentes:
- T. Pierre, G. Bonhomme, A. Atipo, "Controlling the Chaotic Regime of nonlinear Ionization Waves using the Time-delay Autosynchronization Method", Phys. Rev. Lett. 7613 (1996) 2290
- T. Mausbach, T. Klinger, A. Piel, A. Atipo, T. Pierre, G. Bonhomme , "Continuous control of ionization wave chaos by spatially derived feeback signals", Phys. Lett. A 228 (1997) 373-377
- T. Klinger, A. Latten, A. Piel, G. Bonhomme, T. Pierre, T. Dudok de Wit, " The route to drift wave chaos and turbulence in a bounded low-b plasma experiment", Phys. Rev. Lett. 7920 (1997) 3913
-T. Klinger, A. Latten, A. Piel, G. Bonhomme, T. Pierre, "Chaos and Turbulence Studies in Low-b Plasmas", Plasma Physics and Controlled Fusion 39 (1997) B145-B156

Principales collaborations :
- Equipe Turbulence Plasma, Lab. P2IM, UMR 6633, Université de Provence, Marseille
- Institut de Physique expérimentale de l'université Christian-Albrechts de Kiel
- Institut de Physique de l'Université Ernst-Moritz-Arndt de Greifswald

Chercheurs et adresses :
Gérard Bonhomme (Pr.), tél. 0383912552 , fax 0383273498, e-mail: bonhomme@lpmi.u-nancy.fr
Xavier Caron (MCF), e-mail: caron@lpmi.u-nancy.fr
Anatole Atipo (doctorant), e-mail: atipo@lpmi.u-nancy.fr
Etienne Gravier (doctorant), e-mail: gravier@lpmi.u-nancy.fr 


Systèmes Dynamiques Complexes
Laboratoire d'Energétique des Systèmes et Procédés
UMR 6614 - CORIA / Université et INSA de Rouen
Place Emile Blondel, 76131 Mont Saint-Aignan Cedex

Thèmes de recherche :
[1.] Caractérisation topologique d'attracteurs chaotiques
[2.] Reconstruction globale de champ de vecteurs

 Principaux résultats :
  Une decription de la topologie des attracteurs chaotiques générés par des systèmes pourvus de propriétés de symétrie a été
développée et appliquée au système de Lorenz, Burke'n Shaw et à des attracteurs reconstruits à partir de séries temporelles générées par un circuit de Chua.
  Une technique de reconstruction de systèmes d'équations différentielles ordinaires à partir d'une série scalaire temporelle a
été développée. Le système reconstruit modélise le comportement dynamique du système étudié. Les modèles sont validés par une caractérisation topologique. Une telle analyse a été effectuée sur des séries temporelles expérimentales générées par une electrolyse de cuivre dans de l'acide phosophorique, une réaction de Belousov-Zhabotinskii en situation homocline, une cuve de mélange, ...
  L'étude des instabilités d'un jet excité est entreprise à l'aide des outils de la dynamique des systèmes. L'objectif est de comprendre la croissance des modes de Rayleigh le long du jet.

Publications
C. Letellier, L. Le Sceller, G. Gouesbet, F. Lusseyran, A. Kemoun & B. Izrar
Recovering deterministic behavior from experimental time series in a standard mixing reactor, AIChE Journal43 (9), 2194-2202, 1997.
C. Letellier, G. Gouesbet & N. Rulkov.
Topological analysis of chaos in equivariant electronic circuits, International Journal of Bifurcation & Chaos, 6 (12B), 2531-2555, 1996.
C. Letellier & G. Gouesbet.
Topological characterization of reconstructed attractors modding outsymmetries, Journal de Physique II, 6, 1615-1638, 1996.
C. Letellier, G. Gouesbet, F. Soufi, J. R. Buchler & Z. Kollàth.
Chaos in variable stars~: topological analysis of W Vir model pulsations, Chaos6 (3), 466-476, 1996.
C. Letellier, P. Dutertre, J. Reizner & G. Gouesbet.
Evolution of multimodal map induced by an equivariant vector field, Journal of Physics A29, 5359-5373, 1996.
L. Le Sceller, C. Letellier & G. Gouesbet.
Global vector field reconstruction taking into account a control parameter evolution, Physics Letters A211, 211-216, 1996.
C. Letellier & G. Gouesbet.
Topological characterization of a system with high-order symmetries: the proto-Lorenz system, Physical Review E52 (5), 4754-4761, 1995.
C. Letellier, L. Le Sceller, P. Dutertre, G. Gouesbet, Z. Fei & J. L. Hudson
Topological Characterization and Global Vector Field Reconstruction from experimental electrochemical system, Journal of Physical Chemistry, 99, 7016-7027, 1995.
G. Gouesbet & C. Letellier.
Global vector field reconstruction by using a multivariate polynomial \(L_{2}\)-approximation on nets,
 Physical Review E49 (6), 4955-4972, 1994.

 Chercheurs
Jérôme Godelle, Gérard Gouesbet, Henri Labro, Lois Le Sceller, Christophe Letellier, Jean Maquet, Bruno Maheu, Olivier Ménard, Siegried Meunier-Guttin-Cluzel, Nicolas Michoux
 
Adresse : nom@coria.fr
Tel : 02 35 52 83 83 (C. Letellier)
Fax : 02 25 52 83 90            E-mail : letellie@coria.fr


Liste des participants (incomplète- mise à jour 10/12/97)
 

Abid Malek
ABOU  Bérengère
Abry Patrice
Adda Bedia M
Aider J.L.
ALLAIN CAtherine
Andréotti B

Barthes Mariette
Baudet Christophe
BELAIDI Ahmed
Ben Amar M
Bielawski S.
Bilbault Jean Marie
Binczak Stéphane
Bottin S.
Boudaoud A
Brachet Marc
Brun Cédric

CHABANOL  M.L.
Chiffaudel A.
Chillà Francesca
Ciliberto Sergio
Cioni Simone
CLAVIN Paul
COLLET Pierre
Corvera Poiré Eugenia
Coste Christophe
COUDER Yves
COULLET Pierre
Cretegny Thierry

Daerr A
Dauchot O.
Daviaud F.
Derozier D.
DOUADY Stéphane
Doveil Fabrice
Dudok de Wit Th.

ERN Patricia
 
Faivre Gabriel
Farago Jean
FATEEV Vladimir
Flandrin Patrick
Flesselles Jean Marc

Garnier N.
Gaudin E.
Gilli J. M.
Glorieux Pierre

Hanusse P.
HAKIM  V.
HENRIOT Michel
Hernandez Rodrigo
HUEPE Cristian
HUGOT Francois-Xavier
HULIN Jean-Pierre

Jauslin H.R.
JOETS Alain

Krasnosel'skikh Vladimir
Krinsky Valentin
Kubin Ladislas

Laurent L.
Lévêque Emmanuel
Leberre Martine
Lefebvre Bertrand
Lefeuvre Francois
Lefranc M.
Le Gal Patrice
LEON Jerome
LIMA Ricardo
Limat Laurent
LORETO Vittorio
 
MANNA Miguel
Masson Arnaud
MAURER Jean
Mazel Vincent
MERLE Valérie
Michel Olivier
MILLOT Guy
MOISY Frédéric
Mukolobwiez N.
Mutabazi Innocent

Naert Antoine
Nore Caroline
 
Odier Philippe

PASTUR Luc
Patricio da Silva P
Peyrard Michel
Pincon Jean-Louis
Pinton Jean-Francois
Plaza  Frederic
Podgorski Thomas
POMEAU Yves
Pumir Alain
 

REMOISSENET Michel
RIBOTTA Roland
Rinkel J.-M.

SALIN Dominique
Seghier A
Sommeria Joel

Tabeling Patrick
Taki M.
TCHEOU Jean-Marcel

VAIENTI S

WESFREID José-Eduardo

Zegglache H.
Zemmouri J.