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• W1640476437 abstract "Le but de cette these est d'etudier d'une facon experimentale et theorique le comportement synchrone d'un groupe d'oscillateurs controles par la lumiere (LCOs). Ces LCOs sont tres simples du point de vue electronique et ont la propriete d'imiter le comportement des lucioles puisqu'ils interagissent par des impulsions de lumiere. En meme temps, les LCOs sont une bonne approche pour etudier d'autres systemes qui agissent comme des oscillateurs d'integration et de tir car un LCO est un oscillateur de relaxation a deux echelles de temps : un long processus de charge alterne avec un tres court processus de decharge. Une serie d'experiences a ete menee pour pouvoir comprendre le processus de synchronisation des LCOs. Nous avons trouve que l'acquisition de la synchronisation est due aux effets de la perturbation a savoir: le raccourcissement de la charge et l'allongement de la decharge. Les mesures experimentales ainsi que la physique liee aux LCOs nous ont permis de formuler un modele qui a ete utilise pour trouver d'une facon analytique la courbe de reponse de phase (PRC) qui caracterise un LCO.Le modele a ensuite ete valide en comparant les resultats experimentaux et theoriques. Le modele reproduit meme, le phenomene de bifurcation qui apparait lorsque trois LCOs sont couples et disposes en ligne : deux etats stables differents apparaissent selon les conditions initiales. L'accord trouve entre theorie et experience nous permet d'utiliser le modele pour etudier d'autres situations qui ne sont pas facilement abordables du point de vue experimental.Nous avons etudie analytiquement deux LCOs identiques couples. Meme pour ce cas ideal, nous etions obliges de faire des simplifications pour pouvoir trouver des solutions exactes. On a trouve pour ce systeme deux etats possibles qui dependent des conditions initiales, la synchronisation (stable) et l'anti-synchronisation (instable). Nous avons egalement montre que le temps de synchronisation augmente avec la distance entre LCOs. La construction des langues d'Arnold (regions de synchronisation) nous a permis de distinguer des regions de synchronisation pure d'ordre n:m et des regions de superposition synchronisation--modulation.Nous avons travaille numeriquement avec des systemes de LCOs affectes de bruits uniforme et Gaussien. Le comportement synchrone de ce systeme a ete caracterise en utilisant des parametres statistiques simples tels que la moyenne de la difference de phase lineaire et la variance de la difference de phase cyclique. Nous avons demontre que le bruit, bien qu'il puisse perturber la synchronisation, peut aussi la favoriser entre deux LCOs qui ne se synchroniseraient pas en conditions normales, surtout quand le bruit est Gaussien et que les variances du bruit ne sont pas egales.Nous avons etudie en termes statistiques la synchronisation de LCOs couples localement et arranges en ligne, en anneau et en reseau. Nous avons montre que la synchronisation totale se produit plus facilement pour des LCOs disposes en anneau. Concernant le temps de synchronisation, il est impredictible. Les resultats analytiques et numeriques suggerent que la synchronisation totale est le phenomene le plus probable quand le nombre d'oscillateurs n'est pas tres grand.Finalement, nous avons etudie des LCOs statiques et mobiles couples globalement. Dans les deux cas, nous avons trouve que la synchronisation est moins probable quand le nombre d'oscillateurs augmente. Pour la condition statique, en considerant un couplage du type champ moyen, nous avons observe que le temps de synchronisation diminue avec le nombre de LCOs. Cependant, pour la situation plus realiste dans laquelle l'interaction entre LCOs depend de la distance les separant, le temps de synchronisation devient a nouveau impredictible. Enfin, nous avons etudie l'influence de la mobilite sur la synchronisation, probleme qui est important en biologie et en robotique.Notre systeme, de par ses caracteristiques et sa base experimentale, est beaucoup plus proche de la realite que ceux consideres d'habitude dans la litterature. Les resultats obtenus peuvent s'appliquer a des systemes biologiques (lucioles, cellules cardiaques, neurones, …), mais egalement a la robotique, ou la communication a longue portee par la lumiere et l'emergence de patterns de synchronisation pourraient etre tres utiles dans le but d'effectuer des tâches specifiques." @default.
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