Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Sources d'émission THz“

Livestock production provides food and raw materials in addition to being means of livelihoods to millions of people. However, their production is associated with pollution among which is greenhouse gas (GHG) emissions. Livestock contributes 80% of the total GHG emission from agricultural sector. These emissions are originated from enteric fermentations and manure management. Emissions from manure management are mostly Nitrous oxide. Five (5) sources of N O emission from livestock were identified and are dung 2 and urine from grazing animals deposited in pastures, indirect sources, animal wastes in stables and storages, application of animal wastes to land and burning of dung with emission proportion of 41, 27, 19, 10 and 3% respectively. IPCC developed methods for estimation N O emission designated as Tier 1, 2 and 3 respectively. Using Tier 1 method a total of 2 453.027 gigagrams of N O were emitted from livestock, considering class of livestock 2 ruminant dominated the emission with cattle alone emitted 47.83% of the total emission. Based on regions, Asia produces the highest emission from N O with 51% in the year 2016. 2 Tier 3 method can be used to get a relative accurate measurement of the emission as well as GLEAM model. Mitigation options should be explored in order to minimise GHG emission and environmental pollution from livestock as well as nutrients losses which translate to increase cost of production. La production animale fournit de la nourriture et des matières premières en plus d'être un moyen de subsistance pour des millions de personnes. Cependant, leur production est associée à une pollution dont les émissions de gaz à effet de serre (GES). L'élevage contribue à 80% des émissions totales de GES du secteur agricole. Ces émissions proviennent des fermentations entériques et de la gestion du fumier. Les émissions provenant de la gestion du fumier sont principalement de l'oxyde nitreux. Cinq (5) sources d'émission de N2O provenant du bétail ont été identifiées et sont les excréments et l'urine d'animaux de pâturage déposés dans les pâturages, les sources indirectes, les déchets animaux dans les étables et les entrepôts, l'épandage de déchets animaux sur le sol et le brûlage des excréments avec une

L'anticipation du changement climatique et le choix des politiques climatiques reposent en partie sur les scénarios d'émissions de gaz à effet de serre utilisés par le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (Giec). Dans le présent article, nous évaluons les émissions possibles de dioxyde de carbone au cours du XXIe siècle à l'aune des réserves mondiales de combustibles fossiles provenant de deux sources : d'une part, le World energy outlook de l'Agence internationale de l'énergie et le Statistical review of world energy de British Petroleum ; d'autre part, l'extrapolation des données de production passées à l'aide du modèle de Hubbert. Dans les deux cas, le volume de ces réserves n'est pas compatible avec les trajectoires les plus émissives considérées par le Giec et limite le réchauffement global à un maximum d'environ 3 °C d'ici à 2100. En outre, la diminution attendue de la disponibilité en pétrole et en gaz naturel rend crucial, du point de vue de la dynamique économique de nos sociétés, le développement de ressources énergétiques non carbonées. The anticipation of climate change as well as climate policies are partly based on the greenhouse gas emission scenarios used by the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). In this study, we assess the potential emissions of carbon dioxide over the 21st century against the world's fossil fuel reserves coming from two sources: first, International Energy Agency's World energy outlook and BP's Statistical review of world energy; second, an extrapolation of production data using Hubbert's model. In both cases, the volume of these estimated reserves is not compatible with the most emissive trajectories considered by the IPCC and limits global warming to a maximum of about 3 °C by 2100. Besides, the expected decrease in the availability of oil and natural gas makes the development of decarbonated energy resources crucial for the economic dynamics of our societies.

In 2010, there were 91 active oil sands projects in the Athabasca Oil Sands, Alberta where the Wood Buffalo Environmental Association monitors air quality and related environmental impacts. In 2012, ambient air concentrations of sulphur dioxide, nitrogen dioxide, and ammonia did not exceed the Alberta Ambient Air Quality Objectives. There was one exceedance of these objectives for ground-level ozone, and 62 exceedances for fine particulate matter with aerodynamic diameter ≤ 2.5 microns. There were 170 exceedances of the 1-hour hydrogen sulphide / total reduced sulphur odour threshold. The number of hourly exceedances has decreased since 2009, yet odours remain a serious concern in some communities. Based on the Air Quality Health Index (ozone, nitrogen dioxide, fine particulate matter), the risk from ambient air quality to human health from some pollutants was calculated to be low 96% to 98% of the time depending upon monitoring location, moderate 1% to 3.4%, high ≤ 0.4%, and very high ≤ 0.2% of the year. In a highly regulated setting like the Alberta oil sands, it is critical for stakeholders to quantify the spatial influences of emission source types to explain any consequential environmental effects. Source apportionment studies successfully matched source chemical fingerprints with those measured in terrestrial lichens throughout the region. Forensic receptor modeling showed source types contributing to elemental concentrations in the lichens included combustion processes (~23%), tailing sand (~19%), haul roads and limestone (~15%), oil sand and processed materials (~15%), and a general anthropogenic urban source (~15%). Re-suspended fugitive dust from operations, tailings dikes, quarrying, on-road transportation, and land clearing was found to contribute enrichment to a much greater degree than the hitherto assumed combustion source type.SOMMAIREEn 2010, il y avait 91 projets d’extraction en cours dans les sables bitumineux de l’Athabasca en Alberta, soit dans le secteur où la Wood Buffalo Environmental Association mesure la qualité de l'air et les répercussions sur les milieux de vie. En 2012, les concentrations dans l'air ambiant de dioxyde de soufre, le dioxyde d'azote et d'ammoniac n’ont pas dépassé les niveaux fixés par l’Alberta Ambient Air Quality Objectives. Il y a eu 1 dépassement de ces objectifs pour la concentration de l'ozone au niveau du sol, et 62 dépassements pour la concentration des particules fines d'un diamètre aérodynamique ≤ 2,5 micromètres. Il y a eu 170 dépassements pour la concentration du sulfure d’hydrogène pendant 1 heure / du seuil de l’odeur total de soufre réduit. Le nombre des dépassements horaires a diminué depuis 2009, mais les odeurs demeurent un grave problème dans certaines communautés. En fonction de la Cote air santé (ozone, dioxyde d'azote, particules fines), le risque de la qualité de l'air ambiant pour la santé humaine de certains polluants a été qualifiée de faible pour 96 % à 98 % des cas selon lieu de la mesure, de modérée dans 1 % à 3,4 %, plus élevé dans ≤ 0,4% des cas, et de très élevé dans ≤ 0,2% de l’année. Dans un cadre très réglementé comme celui des sables bitumineux de l'Alberta, il est essentiel pour les parties prenantes de quantifier spatialement les répercussions des divers types de sources d'émissions dans le but d’expliquer les conséquences sur les milieux de vie. Les études d’attribution des sources ont très bien recoupé celles des empreintes chimiques des sources mesurées dans les lichens terrestres dans toute la région. La modélisation par récepteurs forensiques a montré que les types de sources qui contribuent aux concentrations élémentaires dans les lichens proviennent des procédés de combustion (~ 23%), des sables résiduels (~ 19%), des routes de transport et du calcaire (~ 15%), des sables bitumineux et des matériaux transformés (~ 15%) et d’une source urbaine anthropique générale (~ 15%). On a établi que les poussières diffuses remises en suspension provenant de l'exploitation, les digues de résidus, les carrières, le transport routier et le défrichement contribuent à l’augmentation de la concentration à un degré beaucoup plus élevé que la combustion, qu’on ne l’avait estimé jusqu’à présent.DOI: http://dx.doi.org/10.12789/geocanj.2013.40.014

Abstract: This article examines the flow of international television and draws on a variety of sources. It argues that traditional concepts of the patterns of distribution of international television are in need of revision and that what one is witnessing as television expands is nevertheless a parochialism that has long characterized the preferences of audiences. Patterns of Canadian television viewing are employed as a somewhat paradoxical case study to support the thesis. Résumé: Cet article porte sur la circulation internationale d'émissions de télévision, se fondant pour ce faire sur une diversité de références. Il soutient qu'il est nécessaire de réviser les conceptions traditionnelles de la distribution internationale de la télévision et que, ce qu'on constate avec la propagation de la télévision, c'est la continuation d'un provincialisme qui caractérise les préférences des auditeurs depuis longtemps. Pour appuyer cette hypothèse, les habitudes de téléspectateurs au Canada font l'objet d'une étude de cas quelque peu paradoxale.

La technologie térahertz (THz) a suscité un intérêt significatif dans la communauté scientifique en raison de sa position unique dans le spectre électromagnétique, complétant le gap entre les régions des micro-ondes et de l'infrarouge. Cette radiation est non ionisante et peut pénétrer divers matériaux sans les endommager, ce qui la rend très attirante pour de nombreuses applications potentielles. Les avancées récentes dans la technologie des lasers ultra-rapides ont élargi l'exploration du rayonnement THz à un large éventail de technologies passionnantes. Elle est désormais utilisée dans des domaines tels que la médecine pour de nouvelles techniques d'imagerie, en spectroscopie pour l'analyse des matériaux, dans les technologies de l'information et de la communication pour le transfert de données plus rapide, et même dans la sécurité, l'agriculture, le contrôle de qualité et la science des matériaux fondamentaux.Par conséquent, le développement de sources THz efficaces et réglables est devenu un défi au sein de la communauté THz pour développer davantage ces applications, motivant l'exploration de nouveaux matériaux et mécanismes d'émission THz. Dans mon projet de doctorat, j'ai exploré un nouvel émetteur THz : le matériau multiferroïque le plus connu, le ferrite de bismuth (BiFeO3). Ce matériau multiferroïque est particulièrement intéressant en raison de ses propriétés multiferroïques distinctives. Le BiFeO3 présente à la fois une large polarisation ferroélectrique et un ordre antiferromagnétique à température ambiante, offrant une interaction unique des ordres ferroélectriques et magnétiques et faisant de ce matériau un candidat prometteur pour la génération de THz.En utilisant un montage de spectroscopie d'émission THz que j'ai construit, avec sa détection électro-optique, j'examine l'émission THz de trois échantillons de BiFeO3 distincts. Le premier avec une polarisation dans le plan, un autre avec une polarisation hors plan, et un troisième présentant deux domaines avec deux différentes orientations de polarisation. Cette technique permet l'observation et l'analyse directes du rayonnement THz émis par ces échantillons suite à l'excitation laser au-dessus du gap.Les études expérimentales impliquent une analyse détaillée des signaux THz émis par les échantillons de BiFeO3 dans des conditions expérimentales variées. En variant les longueurs d'onde de la pompe, les orientations des échantillons, les directions de polarisation de la lumière de la pompe, et la puissance de la pompe, nous pouvons explorer comment ces facteurs influencent l'émission THz. Ensuite, nous séparent la dynamique ultra-rapide des porteurs (courant ultra-rapide) et les vibrations du réseau (phonons optiques) contribuant à ce signal THz émis. Enfin, en analysant leur réponse aux changements des paramètres expérimentaux, nous pouvons approfondir notre compréhension des mécanismes physiques contribuant à ces dynamiques ultra-rapides et à l'émission THz dans BiFeO3
Terahertz (THz) technologies have attracted significant interest in the scientific community due to their unique position in the electromagnetic spectrum, bridging the gap between the microwave and infrared regions. This radiation is non-ionizing and can penetrate various materials without causing damage, making it highly attractive for numerous potential applications. Recent advances in ultrafast laser technology have expanded the exploration of THz radiation into a wide range of exciting technologies. It’s now being used in fields like medicine for new imaging techniques, in spectroscopy for analyzing materials, in information and communication technology for faster data transfer, and even in security, agriculture, quality control and fundamental material science. Consequently, the development of efficient and tunable THz sources has become a major focus within the THz community to expand these applications further, motivating the exploration of new materials and emission mechanisms. In my PhD project, I have explored a promising new THz emitter: the well-known multiferroic material ‘Bismuth Ferrite’ (BiFeO3). This multiferroic material is particularly interesting due to its distinctive multiferroic properties. BiFeO3 exhibits both a large ferroelectric polarization and a antiferromagnetic order at room temperature offering a unique interplay of ferroelectric and magnetic orders and making this material a promising candidate for THz generation. Using a THz emission spectroscopy setup that I constructed, with its electro-optical sampling detection, I examine THz emission from three distinct BiFeO3 samples. First one with in-plane polarization, another with out-of-plane polarization, and a third presenting striped domains with two orientations of polarization. This technique allows for the direct observation and analysis of THz radiation emitted by these samples upon above gap laser excitation. The experimental investigation involves a detailed study of the THz transient signals emitted from the BiFeO3 samples under varying experimental conditions. By varying the pump wavelengths, sample orientations, directions of pump light polarization, and pump power levels, we can explore how these factors influence the THz emission. Following this, we extract the carrier dynamics (ultrafast current) and lattice vibrations (optical phonons) contributions to this THz transient. And finally, by analyzing their response to experimental parameters changes, we can have a deeper understanding of the physical mechanisms contributing to these ultrafast dynamics and THz emission in BiFeO3

Lors des rentrées atmosphériques, les processus thermochimiques hors équilibre dans la couche de choc limitent la fiabilité des prédictions aérothermiques. Afin d'améliorer l'exactitude de ces prévisions, des modèles cinétiques sont actuellement développés. Ces modèles sont expérimentalement évalués à l'aide d'expériences dans lesquelles un départ à l'équilibre thermodynamique est caractérisé. Pour cette raison, le présent travail est consacré à la caractérisation du déséquilibre thermodynamique au sein d'écoulements réactifs à haute enthalpie. La plupart des études expérimentales dédiées à la validation de modèles cinétiques à haute température emploient des installations communément appelées tubes à choc. Nous évaluons ici la possibilité de générer un départ significatif à l'équilibre thermodynamique dans des écoulements plasma stationnaires, incluant des jets supersoniques dans lesquels le déséquilibre vibrationnel est fortement attendu. Des diagnostics spectroscopiques appropriés ont été appliqués, permettant de futures comparaisons avec des descriptions microscopiques issue de modèles théoriques
During planetary atmospheric entries, thermochemical non-equilibrium processes in the shock layer limit the reliability of aerothermal environment prediction. To improve prediction accuracy, non-equilibrium kinetic models are being developed. These models are experimentally assessed through the comparison with well characterized non-equilibrium experiments. For this purpose, the present work is dedicated to the thermodynamic characterization of non-equilibrium in high enthalpy reactive flows. Conversely to common studies that employ short duration facilities to investigate shock layer kinetics, we will assess the possibility of producing significant departure from equilibrium using radio-frequency and microwave stationary plasma flows, including supersonic plasma flows where vibrational non-equilibrium is strongly expected. Suitable spectroscopic diagnostics have been applied allowing future comparisons to be made between the microscopic description of the experiments and theoretical non-equilibrium models

Cette thèse a pour objectif la reconstruction des concentrations de méthane (CH4) atmosphérique à partir des signaux bruts (tension électrique) de capteurs d'oxyde de métal (MOS) à bas coût afin de surveiller les émissions de CH4 sur des sites industriels. Notre stratégie se base essentiellement sur la colocalisation des mesures des capteurs à bas coût avec des instruments de référence de haute précision. Les données de concentration de CH4 des instruments de haute précision sont utilisées comme variable cible pour être reconstruites à partir des mesures brutes de tension électrique issue des capteurs MOS et d'autres prédicteurs. La reconstruction est accomplie avec des modèles d'apprentissage automatique et paramétriques. Il est appliqué aux problèmes très complexes dont la reconstruction des : 1) faibles variations de CH4 dans l'air ambiant du laboratoire, 2) variations rapides et de grandes amplitudes de CH4 sous forme de pics générés artificiellement sur un bac d'essai en laboratoire reproduisant des signaux typiquement observés lors de fuites réelles sur le terrain, et 3) variations rapides et de grandes amplitudes de CH4 mesurées sur le terrain durant une expérience de largage contrôlé de CH4 dans l'atmosphère. La première expérience de laboratoire a révélé une forte influence de la vapeur d'eau sur les mesures des capteurs MOS, ainsi que les bonnes performances du modèle de perceptron multicouches (MLP) pour reconstruire le signal CH4 à partir du signal brut du capteur (Chapitre 2). Les résultats de la deuxième expérience (Chapitre 3) ont montré l'importance du choix du type de capteur pour reconstruire le signal de concentration CH4 avec une précision de 1 ppm (RMSE). Nous avons ainsi mis en avant que les capteurs TGS 2611-C00 ont permis une reconstruction plus précise des pics de CH4 que les capteurs TGS 2611-E00. Une stratégie parcimonieuse d'apprentissage du modèle nous a permis de restreindre l'ensemble des données nécessaires à l'apprentissage de 70% à 25% des données totales sans dégradation des performances pour la reconstruction de pics de CH4. Les performances sur les estimations des flux d'émissions de CH4 lors des largages contrôlés dans l'atmosphère en utilisant les concentrations de CH4 reconstruites à partir des mesures issus des capteurs MOS et une inversion avec un modèle gaussien (Chapitre 4) ont été similaires à celles obtenues à partir des données des instruments de référence à haute précision, avec une erreur moyenne d'estimation des flux d'émission de 25% sur 11 largages et une erreur moyenne de localisation des sources d'émission de 9.5 m. Les résultats de cette thèse constituent une base pour explorer les techniques avancées d'apprentissage automatique pour la reconstruction du signal de concentrations de CH4 à partir du signal brut des capteurs MOS et étudier les informations requises par les modèles d'inversion afin d'offrir les meilleures estimations des flux d'émission et localisation des fuites de CH4
This PhD aims at reconstructing atmospheric CH4 concentrations from voltage signals recorded by low-cost Metal Oxide Sensors (MOS) for the purpose of monitoring CH4 leaks from an industrial facility. Our strategy is based on the collocation of measurements by low-cost sensors and expensive very high accuracy instruments. The CH4 concentrations data from the high accuracy reference instrument are then used as a target variable to be reconstructed using MOS voltage and other predictors. The reconstruction is performed with both machine learning models and parametric models. It is applied to increasingly complex problems, including the reconstruction of: 1) smooth variations of ambient room air CH4 in a laboratory, 2) fast and large variations of CH4 during concentration spikes generated on a test bench in a laboratory with a typical signature similar to that observed for real world leaks, and 3) fast and large variations of CH4 observed in the field during a dedicated controlled release experiment. The first laboratory experiments revealed a high influence of H2O in MOS sensors, and the reconstruction with a Multilayer perceptron model showed good agreement between the references and the reconstructed room air concentrations (Chapter 2). The results of the second experiment (Chapter 3) showed the importance of the selection of the sensor's type in order to produce reconstructions of CH4 concentration with a 1 ppm accuracy (RMSE). We also discovered that the TGS 2611-C00 sensors provided a more accurate reconstruction of CH4 spikes than the TGS 2611-E00 ones. A parsimonious model training strategy allowed us to restrict the training set from 70% to 25% of the data without a degradation in the reconstruction of the CH4 spikes. Emission of controlled releases from reconstructed CH4 concentrations measured by MOS sensors and the inversion of a Gaussian atmospheric model (Chapter 4) were similar to those inverted from high accuracy reference data, with an average emission rate estimation error of 25% over 11 controlled releases and a location error of 9.5 m. The results of this PhD are the basis to explore advanced techniques based on machine learning to produce accurate estimates of CH4 concentrations, and study the information required by inversion modelling that produced best estimates of the emission rate and location of CH4 leaks