Thèse d'Adrien Kraych

Amphithéâtre Pierre Glorieux - CERLA Soutenance de thèse d' Adrien Kraych - Laboratoire Phlam Directeur de thèse : Stéphane Randoux Co-directeur de thèse : Pierre Suret Instabilités Modulationnelles dans un anneau de recirculation fibré
Résumé:
Ces travaux de thèse portent sur l’instabilité modulationnelle dans un anneau de
recirculation fibré. L’instabilité modulationnelle (appelée instabilité de Benjamin-Feir en
hydrodynamique) est responsable de l’amplification exponentielle de faibles perturbations
d’une onde plane, ce qui conduit à la déstabilisation de celle-ci et à l’apparition d’intenses
structures cohérentes localisées dans l’espace et dans le temps. Les dynamiques spatiotemporelles,
riches et complexes, issues de ce mécanisme sont la source d’un vif intérêt
dans plusieurs champs de la physique où l’équation de Schrödinger non linéaire joue
un rôle important. Afin d’étudier ce phénomène, nous avons construit un anneau de
recirculation fibré permettant l’observation de l’évolution spatio-temporelle d’une onde
lumineuse se propageant dans une fibre optique. Les dynamiques spatio-temporelles
issues de l’instabilité modulationnelle diffèrent selon la nature de la perturbation qui
déstabilise l’onde plane. Nous avons utilisé l’anneau de recirculation afin d’étudier
la dynamique de deux types de perturbations : locale et aléatoire. Dans le cas de la
perturbation locale, nous avons mis en évidence, pour la première fois, l’émergence de
structures non linéaires oscillantes prédite dans le cadre de théories mathématiques.
Dans le cas d’une perturbation aléatoire, nos travaux entrent dans le champ de la
turbulence intégrable. Nous avons pu observer des dynamiques spatio-temporelles jusque
là uniquement révélées par des simulations numériques et confronter les propriétés
statistiques de nos résultats expérimentaux aux simulations numériques de l’équation de
Schrödinger non linéaire.
Mots clés : optiques non linéaires ; solitons ; fibres optiques ; turbulence intégrable ;
optiques non linéaires statistiques ; equation de schrödinger non linéaire