Domain Wall Networks are defects of the quantum vacuum which can be generated after phase transition taking place in the early universe. Since we do not observe such objects today, if they form then they must annihilate early on. I will discuss recent advances in our understanding of how Primordial Black Hole can be produced during the annihilation stage. Wormholes to parallel universes can also be generated.

L’optimisation des pulvérisations phytosanitaires sur les grandes cultures est un enjeu environnemental et sanitaire majeur. C’est dans ce contexte, qu’en partenariat avec la Compagnie Fruitière, leader européen dans la production de bananes, nous étudions les mécanismes d’interactions physico-chimiques de formulations phytosanitaires modèles avec les feuilles de bananier. Ces formulations sont développées pour lutter contre la Cercosporiose noire du bananier, une des maladies les plus graves pour la production des bananes qui cause des pertes importantes de rendement et de qualité des fruits. Nous comparons après mise en contact avec une feuille de bananier, les propriétés d’impact, d’étalement et d’imprégnation d’une huile minérale seule, d’émulsions directes de cette huile utilisées actuellement par notre partenaire, et d’émulsions inverses originales de cette même huile.
Dans un premier temps, nous caractérisons la stabilité la distribution de taille des gouttelettes de la phase dispersée ainsi que les propriétés rhéologiques des différentes émulsions.
L’impact de gouttes individuelles des différentes formulations sur une feuille de banane est visualisé par une caméra rapide. L’analyse de la dynamique d’impact révèle qu’aux temps courts (<10ms), les gouttes d’émulsion directe exhibent un phénomène d’éclaboussures qui génère l’émission de gouttelettes secondaires issues de la goutte initiale après impact sur la feuille, puis se rétractent ; au contraire, les émulsions inverses s’étalent sans se déstabiliser et sans rétractation, de manière assez similaire aux gouttes d’huile pure. L’absence d’éclaboussures pourrait constituer un avantage des émulsions inverses par rapport aux émulsions directes, tant en termes de réduction de la dispersion de la maladie que du risque phytosanitaire de pollution des sols.
L’évolution de l’étalement d’un volume contrôlé de sprays de ces différentes formulations sur la feuille de banane est quantifiée. On observe, dans tous les cas un étalement anisotrope, privilégié dans la direction des nervures secondaires de la feuille. Aux temps longs (t<35min)) toutes les formulations exhibent une évolution lente du taux de couverture du spray suivant une loi de puissance t$^\alpha$, $\alpha$=0.27±0.05 compatible avec la loi de Tanner pour l’’étalement d’une goutte individuelle. Cependant l’étalement des sprays de gouttes d’émulsion directe est précédé par une période de latence (t<2min) où le taux de couverture n’évolue pas.
L’imprégnation de l'huile et des émulsions est étudiée par micro-spectroscopie infrarouge. À la suite du dépôt d’un film épais d’huile sur la surface, les cartographies infrarouges démontrent que l'huile s'accumule principalement dans les parenchymes palissadiques des feuilles. Les études de dynamique d’imprégnation suggèrent une diffusion de Fick de l’huile précédée avec un coefficient de diffusion effectif D = (1.2±0.8) ×10$^{−12}$ m$^2$/s, précédé d’une d’un temps de latence de l’ordre de 3.6 heures. Dans les mêmes conditions expérimentales, pour les émulsions inverses, l'imprégnation de l'huile est observée, mais absente dans le cas d'une émulsion directe. Ce résultat suggère le rôle majeur de l’interface huile /feuille dans le processus d’imprégnation. L'imprégnation des émulsions sous forme d'un spray est elle aussi quantifiée et confirme un mécanisme d’imprégnation privilégié pour l’émulsion inverse.

The force exerted on an object moving in a viscous fluid, and its modification induced by the presence of a nearby boundary, have been abundantly studied in fluid mechanics for the past century. In the last decades, soft gels and elastomers have been of growing interest, and have been shown to break the symmetry of nearby low-Reynolds-number flows, thus generating a force normal to the substrate. Such a lift force depends in particular on the material properties of the substrate and the intervening fluid. Here, we revisit this problem, by addressing the novel situation where the soft substrate is replaced by a fluid interface. We analyze in details the lubrication flow between a moving object and the interface. Using a combination of analytical and numerical treatments, we derive an expression of the viscocapillary lift force at leading order in compliance.

Thèse dirigée par Mauro ANTEZZA et Brahim GUIZAL.

Dans ce travail de thèse nous avons étudié le transfert radiatif de chaleur, en champ proche, d'une cellule thermophotovoltaïque (TPV - Thermophotovoltaïcs) en InAs et estimé la pression de Casimir-Lifshitz (CLP - Casimir-Lifshitz Pressure), à l'équilibre thermique et hors équilibre thermique, entre deux feuillets de graphène d’une part et deux couches de silice recouvertes de graphène d’autre part. Les fondements théoriques du transfert de chaleur sont étroitement liés à ceux de l'effet Casimir. Ce dernier résulte d'un phénomène fondamental en physique quantique : les fluctuations quantiques du champ électromagnétique dans le vide entre des objets proches. Rytov, Polder et van Hove ont été les premiers à montrer que l'effet tunnel des ondes évanescentes dans le régime du champ proche augmente considérablement l'ordre de grandeur de la force et du transfert radiatif de chaleur. En 1956, Lifshitz a généralisé la théorie de la CLP aux diélectriques et aux températures non nulles. Au fil des années, un large éventail d'utilisations a été proposé pour le transfert radiatif de chaleur, notamment le TPV, les technologies solaires thermiques et les processus de conversion de l'énergie. D'un point de vue expérimental, les prédictions théoriques ont été confirmées dans différentes configurations géométriques, pour des distances allant de quelques nanomètres à plusieurs microns. Concernant la CLP, une large gamme de configurations géométriques et thermiques a été testée. Il a été observé que les structures planes à base de graphène présentent des comportements novateurs dans la modulation de la CLP, grâce aux propriétés optiques uniques de ce matériau 2D.
Concernant le système TPV, les résultats obtenus nous ont permis de caractériser l'influence de l'électrode métallique sur l'efficacité du dispositif. Nous avons d'abord démontré que le modèle simplifié de la technique d'ombrage sous-estime la puissance radiative et la puissance électrique générée d'environ un ordre de grandeur. De plus, la présence d'un réseau augmente la puissance électrique générée par rapport à une cellule sans réseau, uniquement pour des hauteurs de réseau inférieures à 1 micron. Il est préférable de minimiser la hauteur du réseau sur la cellule pour une meilleure efficacité. Un faible facteur de remplissage de 25% pour une hauteur de réseau h < 500 nm augmente le flux absorbé par la cellule. Toujours pour h < 500 nm, la puissance électrique générée est plus élevée avec un facteur de remplissage de 25% par rapport au cas de 50%. Cette étude sur l'influence du facteur de remplissage suggère de favoriser un faible facteur de remplissage, ce qui correspond aux barres collectrices utilisées dans les électrodes. Ensuite, en ce qui concerne la CLP, on a considéré le cas de deux feuilles de graphène placées sur deux couches de silice. Ces deux corps sont portés à deux températures différentes et plongés dans un bain thermique à une troisième température. Contrairement au cas typique, où la pression est toujours attractive sous conditions d'équilibre thermique, cette étude montre qu’elle peut être rendue répulsive si l'environnement est à basse température. Nous démontrons également qu'il est essentiel de maintenir des températures basses pour les feuilles de graphène, que ce soit en conditions d'équilibre ou hors équilibre, afin d'obtenir des variations significatives de la CLP. Enfin, nous observons que la dépendance par rapport au potentiel chimique de la CLP hors équilibre devient non monotone dans une certaine plage de distances. Ce travail nous permettra par la suite d'évaluer le transfert radiatif à travers la cellule TPV sous différentes tensions électriques et de tracer la courbe caractéristique courant-tension afin d'obtenir la puissance électrique maximale générée. Il nous permettra également d'étudier la force de Casimir dans de nouvelles configurations et pour différents matériaux, notamment la CLP hors équilibre thermique entre deux réseaux de graphène alignés ou tournés l’un par rapport à l’autre.

Cordialement,