Thèse Manipulation de Solitons Optiques et Hydrodynamique Généralisée H/F

Université de Lille

Établissement : Université de Lille
École doctorale : Sciences de la Matière du Rayonnement et de l'Environnement
Laboratoire de recherche : Physique des Lasers, Atomes et Molécules
Direction de la thèse : François COPIE ORCID 0000000286172326
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-05-11T23:59:59

Les solitons sont des objets fondamentaux omniprésents dans les systèmes d'ondes dispersives non-linéaires. Dans la fibre optique, ilsprennent la forme d'impulsions courtes se propageant sans déformation sur de très grandes distances. Les solitons présentent despropriétés remarquables et peuvent être décrits comme des particules interagissant par collisions élastiques. Depuis quelque années,le concept de gaz de solitons (grand ensemble aléatoire de solitons en interaction) attire une attention grandissante dans de nombreuxdomaines de la physique non-linéaire de par sa faculté à décrire des phénomènes complexes liés à la turbulence intégrable.Cependant, les comportements émergents à grande échelle restent méconnus. « L'Hydrodynamique Généralisée » (GHD) est un cadrethéorique très récemment développé afin de décrire ces comportements dans des systèmes quantiques hors équilibre. Elle donneaccès notamment à la valeur moyenne des observables locales ainsi que leurs corrélations spatio-temporelles.

L'objectif de cette thèse est de réaliser des expériences originales d'optique non-linéaire sur plateforme fibrée visant à générer,manipuler et observer des grands ensembles de solitons afin de confirmer les prédictions de GHD, voir d'en affiner les modèles. Celarepose sur le savoir faire unique de l'équipe d'accueil qui développe des systèmes de boucles de recirculation fibrées permettant lecontrôle spatio-temporelles d'ondes durant leur propagation. En particulier, de nombreuses configurations où les solitons interagissentdans des potentiels externes de formes variées seront étudiées, ainsi que l'impact d'effets brisant l'intégrabilité du système. Lesactivités envisagées incluent aussi la réalisation de simulations numériques de propagation d'ondes et l'utilisation d'outilsd'apprentissage automatique afin de générer expérimentalement des champs optiques complexes.

Le projet de doctorat s'inscrit dans le cadre de la chaire internationale WILL (GHyPhot). Ce projet est une collaboration entre le laboratoire PhLAM (F. Copie) et le département de Mathématiques du King's College London (Pr. B. Doyon).