COLLOQUIUM Centre Blaise Pascal-Centre de Recherche Astrophysique de Lyon
11 décembre 2015 de 14h à 15h - Salle de Conférence, 1 place Ecole - Monod, ENS Lyon, France
Antoine BRET, Universidad Castilla La Mancha, ETSI Industriales, Espagne
Organisateurs :
(19 participants)
In 1808, Poisson realized that the conservation equations of a fluid through an interface offer 2 solutions: one continuous, when nothing changes, and another one, discontinuous, where there is a jump in density, velocity and pressure. Nearly 70 years later, Mach proved the second option was more than a mathematical curiosity, by providing the first picture of a shock wave moving through a fluid.
Of course, the real world does not display any mathematical discontinuity. Since binary collisions are the only microscopic mechanisms capable of altering the fluid properties, the shock transition region in a fluid is a few mean-free-path thick.
How is it then that the Earth bow shock in the solar wind has its front about 100 km thick, while the mean-free-path at the same location is about the Sun-Earth distance? It just happens that plasmas, that is, charged fluids, can sustain shock waves through purely collective electromagnetic means, even in the absence of binary collisions. The talk will review our current knowledge of these entities, focusing in particular on the way they can be formed, and their fulfillment of the Rankine-Hugoniot conditions.
COLLOQUIUM Centre Blaise Pascal-Laboratoires de Chimie
30 octobre 2015 de 14h à 15h - Grande salle du CBP (LR6 C 023), ENS Lyon, France
Serge ANTONCZAK, Institut de Chimie de Nice- UMR CNRS, Université de Nice-Sophia Antipolis, Nice, France
Organisateurs :
(28 participants)
In each living system, the concentration of functional biological entities (e.g. proteins,
enzymes, peptides…) is incredibly high. Some transient complex-structures may appear and,
depending on the affinity the protagonists exhibit for each other, may subsist during
sufficiently long timescales that may lead to new functional systems called metabolons.
Experiments have demonstrated that some metabolons, lie at the vicinity of the membrane.
The product of an enzymatic reaction becoming the substrate for the neighbour
enzyme, it only has to “jump” from an active site to the next one, diminishing unnecessary
diffusion processes and loss of energy during solvation and desolvation processes, yielding to
an enhanced catalytic efficiency. Being able to precisely describe the overall architecture of
these macromolecular assemblies has then become a key to understand the underlying
biological mechanisms and for developing new therapeutic strategies.
So far, our investigations focused on an assembly composed by three enzymes
considered as key steps in the biosynthesis of anthocyanins and condensed tannins, namely
F3’H, DFR and LAR, in interaction with a model of membrane. In this presentation, will be
discussed the theoretical strategies carried out i) to characterise the enzymatic reaction
(QM/MM-MD simulations) ii) to define the way the substrates and the products enter in or are
released from the active site (brut force MD, Umbrella Sampling protocols…) iii) to design an
enzyme complex in interaction (ATTRACT docking protein/protein protocol) and to decipher
the interaction of this assembly with a model of membrane (OPM protocol).
COLLOQUIUM Centre Blaise Pascal-Laboratoires de Physique
12 octobre 2015 de 11h à 12h - Grande salle du CBP (LR6 C 023), ENS Lyon, France
Ulrich ACHATZ, Goethe-Universität Frankfurt am Main, Institute of Atmosphere and Environment Frankfurt am Main, Germany
Organisateurs :
(52 participants)
Climate system models use a multitude of parameterization schemes for small-scale processes. These should respond to externally forced climate variability in an appropriate manner so as to reflect the response of the parameterized process to a changing climate. Indications are that they might not satisfy this condition to full satisfaction. The most attractive route to master the challenge of achieving such a behavior would be provided by theoretical understanding sufficiently deep to enable the à-priori design of climate-sensitive parameterization schemes. An alternative path might be helpful when the parameter tuning involved in the development of a scheme is objective enough so that these parameters can be described as functions of the statistics of the climate system. Provided that the dynamics of the process yields a sufficiently smooth probability distribution, and that the external forcing is not too strong, the quasi-Gaussian fluctuation-dissipation theorem (qg-FDT, Risken 1984) might be a tool to predict from the statistics of a system (e.g. the atmosphere) how an objectively tuned parameterization should respond to external forcing (e.g. by anomalous sea-surface temperatures). First promising steps in following these strategies will be described in two parts of the talk. (1) The qg-FDT approach has been examined within the framework of a toy atmosphere, to be simulated by a low-order model (i.e. a toy atmosphere model) with realistic internal variability. At sufficiently weak (but yet realistic) forcing strength use of the qg-FDT is found to systematically improve the agreement between the responses of model and atmosphere, respectively (Achatz et al 2013). Encouraging results on the application of this technique to an increasingly complex atmospheric setting will be reported as well. (2) The application of stochastic-mode reduction (Majda et al 2003) to obtain local stochastic SGS schemes could be another interesting route. Starting from a high-resolution finite-difference discretization of the equations of a dynamical system, this approach is based on splitting the model variables into fast, small-scale and slow, large-scale modes by averaging over neighboring grid cells. After that, the fast modes are eliminated by applying a stochastic mode reduction procedure. The new parameterization has so far been applied to a one-dimensional turbulent-flow system (Burgers equation). It is shown to compare favorably to traditional approaches on SGS turbulence parameterizations (Dolaptchiev et al 2013a,b).
COLLOQUIUM Centre Blaise Pascal-Laboratoire de Chimie
19 juin 2015 de 14h à 15h00 - AMPHI C, ENS Lyon, France
Jacky EVEN (Fonctions Optiques pour les Technologies de l’information & INSA de Rennes)
Mikaël KEPENEKIAN (Institut des Sciences Chimiques de Rennes & CNRS)
(27 participants)
Organisateurs :
Les pérovskites hybrides en couches ont longtemps occupé le devant de la scène en partie pour leurs propriétés optiques exceptionnelles, mais aussi pour la grande flexibilité offerte en termes d'élaboration, d'auto-assemblage et de synthèse chimique. L'histoire des pérovskites hybrides 3D pour le photovoltaïque s'accélère brutalement, après quelques résultats initiaux Japonais et Coréens, au milieu de l'année 2012 sous l'impulsion conjointe de deux équipes: l'équipe de l'EPFL et l'équipe d'Oxford. Les rendements photovoltaïques record obtenus atteignent très rapidement 10% (2012), 15% (2013) puis 20% (2014). Ces progrès reposent à la fois sur de nouveaux procédés d'élaboration et de dépôt des pérovskites hybrides, une meilleure compréhension des phénomènes fondamentaux, une meilleure maîtrise de la physico-chimie des matériaux, mais aussi sur de nouvelles architectures de cellules solaires ou de composants optoélectroniques. Le séminaire introduira le sujet des pérovskites hybrides et donnera quelques éléments sur les travaux théoriques développés par le groupe de physico-chimistes Rennais (FOTON,UMR6082/ISCR,UMR6226) qui travaille sur le sujet depuis 2010.
COLLOQUIUM Centre Blaise Pascal-Unité de Mathématiques Pures et Appliquées
26 mai 2015 de 14h à 15h00 - Grande salle du CBP (LR6 C 023), ENS Lyon, France
Belhassen DEHMAN, Université de Tunis El Manar, (Tunisie)
Organisateurs :
(31 participants)
On s’intéresse dans ce travail à l'équation des ondes avec potentiel q(x)u, sur un ouvert de R^d. Plus précisément, on fait une étude en hautes fréquences de cette équation, axée autour de deux questions : la contrôlabilité exacte et l’assimilation des données. On montre qu’en hautes fréquences et avec un peu de régularité sur le potentiel q, le contrôle et la solution contrôlée ainsi que les données reconstruites dépendent de façon peu significative de q. La preuve repose essentiellement sur une analyse fine du crochet du potentiel q avec les opérateurs de troncature spectrale. On utiliseé également des techniques mi- crolocales, notamment des résultats de propagation des mesures de défaut et du front d’onde H 1 pour les ondes avec potentiel peu régulier. Ce travail a été r ́ealisé en collaboration avec S. Ervedoza ( Cnrs, Toulouse ).
COLLOQUIUM Centre Blaise Pascal-Unité de Mathématiques Pures et Appliquées
26 mai 2015 de 15h15 à 16h30 - Grande salle du CBP (LR6 C 023), ENS Lyon, France
Jérôme MONNIER, Prof, INSA Toulouse, (France)
http://www.math.univ-toulouse.fr/~jmonnie/
Organisateurs :
(31 participants)
L'objet de la présentation est l'etude de modeles mathematiques et numeriques pour des ecoulements surfaces libres multi-regimes. Le caractere multi-regime (en terme de nombres adimensionnels tels que Froude et Reynolds) provient de la gamme des conditions aux limites basales considérées : de l'adherence au pure glissement en passant par les niveaux de friction intermediaires. Une derivation formelle de modeles “shallow” est menee de maniere standard (developpements asymptotiques) mais dans ce contexte multi-regimes. Les differentes formulations de modeles obtenus sont unifiees au sens ou elles representent a-priori l'ensemble de la gamme des regimes vises. Dans une seconde partie, nous nous interessons aux potentialites d'inversions des proprietes basales (topographie et parametrisation de la friction) au vu des donnees de surface (hauteur et/ou vitesse de la surface libre). Les investigations numeriques sont menees dans le cas fortement visqueux (Stokes surface libre), avec la methode du modele adjoint (a precision ajustable en fonction du niveau de bruit sur les donneees) et d'eventuelles minimisations de fonction cout mesurant l'ecart du modele aux donnees (assimilation variationnelle). Dans le cas 2D vertical, les echelles de variations minimales percues par le modele sont mises en evidence, ainsi que d'eventuels problemes de separation du couple (topographie, friction). Ces travaux sont issus de plusieurs etudes, menees en collaboration avec N. Martin, M. Boutounet et J.-P. Vila.
COLLOQUIUM Centre Blaise Pascal-Laboratoire de Reproduction et Développement des plantes
30 avril 2015 de 11h à 12h - Grande salle du CBP (LR6 C 023), ENS Lyon, France
Márton KARSAI, ENS Lyon-LIP, INRIA, IXXI (France)
Organisateurs :
(39 participants)
Temporal networks are commonly used to represent systems where connections between elements are active only for restricted periods of time, such as telecommunication, neural signal processing, biochemical reaction and human social interaction networks. In this talk we introduce the framework of temporal motifs to study the mesoscale topological–temporal structure of temporal networks in which the events of nodes do not overlap in time. Temporal motifs are classes of similar event sequences, where the similarity refers not only to topology but also to the temporal order of the events. We provide a mapping from event sequences to coloured directed graphs that enables an efficient algorithm for identifying temporal motifs. We discuss some aspects of temporal motifs, including causality and null models, and present basic statistics of temporal motifs in a large mobile call network.
COLLOQUIUM Centre Blaise Pascal-Laboratoire de Géologie de Lyon - Terre, Planètes, Environnement
16 mars 2015 de 14h à 15h - Grande salle du CBP (LR6 C 023), ENS Lyon, France
Henri SAMUEL, Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie, Toulouse, France
Organisateurs :
(30 participants)
La diversité des compositions chimiques des basaltes à la surface de la Terre suggère que les roches du manteau Terrestre sont hétérogènes. Si une partie de ces hétérogénéités peut être attribuée à des processus constants de différenciation et de recyclage, certaines signatures géochimiques indiquent la préservation de matériel primordial sur plusieurs milliards d'années. La survie de différents types d'hétérogénéités dans un manteau en convection vigoureuse est directement liée à l'efficacité du mélange convectif au cours des temps géologiques. Un tel lien souligne l'importance de la compréhension des processus de mélange pour l'interprétation des données géochimiques.
Il est généralement admis que le mouvement des plaques tectoniques à grande échelle constitue le mécanisme principal d’homogénéisation du manteau, pourtant la composition chimique des laves issues de différentes dorsales médio-océaniques s’avère considérablement variable. Cette variabilité est souvent faible aux endroits où les vitesses des plaques sont élevées (10 à 20 centimètres par an), ce qui est expliqué par un mélange efficace dû aux mouvements des plaques. Cependant, les dorsales océaniques lentes (vitesse d'écartement de l’ordre de quelques millimètres par an), comme la dorsale Sud-Ouest Indienne, sont également associées à une géochimie homogène, ce qui est incompatible avec un mélange issu de l’action des plaques tectoniques.
Je présenterai une suite d’expériences numériques visant à élucider ce paradoxe en étudiant systématiquement l’influence de l'écoulement mantellique en fonction de la taille et de la vitesse des plaques tectoniques sur l’efficacité du mélange géochimique à proximité des dorsales océaniques. Ces expériences ont mis en évidence le rôle central de la convection dite “à petite échelle” qui se développe progressivement sous les plaques tectoniques en mouvement dans le brassage des hétérogénéités mantelliques.
Ces travaux illustreront également la contribution essentielle de l’outil numérique dont l’utilisation est particulièrement adaptée à l’étude des couplages entre les processus géodynamiques et les observations géochimiques.
COLLOQUIUM Centre Blaise Pascal-Laboratoire de l'Informatique du Parallélisme
24 février 2015 de 14h à 15h - Grande salle du CBP (LR6 C 023), ENS Lyon, France
Julien BIGOT, CEA Saclay/Maison de la simulation, France
Organisateurs :
(31 participants)
In order to design and operates the future reactor for nuclear fusion such as ITER (tokamaks), physicists need to better understand the various types of instabilities that develop in the plasma and impact the confinement of heat. Simulation of Ion Temperature Gradient (ITG) instabilities based on the Vlasov equations require huge amounts of computational power with a discretization of both the spacial and velocity space (6D). The gyrokinetic approximation makes this kind of simulation possible by reducing this to “only” 5D.
Up to now, the semi-Lagrangian code Gysela5D has been used to perform large simulations using a few thousands cores (8k to 16k cores typically). These simulations make the hypothesis that electrons are adiabatic but recent advances seem to indicate that some instabilities could only be explained by simulating kinetic electrons. In order to do that, the spacial mesh would have to be refined by a 60³ ratio and time steps by a 60 ratio. Such simulations would require Exascale capable machines.
In this talk, I present some challenges identified in order to provide an Exascale-ready code as well as solutions recently implemented and work in progress to tackle these. I especially focus on three such piece of work:
I will also present recent results that show that the code scales with good performance up to 1,835,008 threads (the complete Juqueen Blue Gene/Q at Jülich).
COLLOQUIUM Centre Blaise Pascal-Laboratoires de Physique
26 janvier 2015 de 11h à 12h - Grande salle du CBP (LR6 C 023), ENS Lyon, France
Allan Sacha BRUN, Laboratoire Dynamique des Etoiles et de leur Environnement, AIM/SAp, Cea Saclay, France
Organisateurs :
(52 participants)
We will discuss our recent progress to model in 3-D the solar global interior dynamics using the anelastic spherical harmonic (ASH) code. We will show
that the nonlinear mechanical and thermal coupling between a turbulent convective envelope and a stable radiative interior yields realistic rotation
profile, with a differentially rotating convective envelope and a tachocline of shear at its base. We will further investigate the excitation and propagation of internal waves in the
deep radiative interior. Thanks to the use of a realistic seismically calibrated stratification (i.e solar-like Brunt-V\“ais\”al\“a frequency),
we observe a large spectrum of internal waves in our simulation. These modes are excited by the continuous pummeling of convective plumes.
When comparing with asymptotic formulations and an adiabatic oscillation code we find a good overall agreement and confirm that
those waves are indeed gravity waves. We then discuss their properties and visibility at the surface and compare with recent observations.