Dissertations / Theses: 'Quantification of sources'

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Person, Christophe. "Quantification des anomalies neurologiques métaboliques et imagerie de sources électriques." Phd thesis, Université de Lorraine, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00738247.

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Abstract:

Un traitement possible de l'épilepsie partielle pharmaco-résistante consiste en l'exérèse de la région cérébrale responsable des crises. La difficulté est de localiser cette zone et d'en définir l'étendue. L'objectif de cette thèse est d'apporter des données permettant de préciser la localisation et le volume des régions pathologiques, en exploitant deux modalités : l'imagerie TEP (Tomographie par Emission de Positons) et l'EEGHR (EEG Haute Résolution : signaux cérébraux recueillis sur le scalp avec un nombre important d'électrodes et une fréquence d'échantillonnage élevée). En imagerie TEP, il s'agit de segmenter les zones d'hypométabolisme qui sont liées aux régions responsables des crises. Des méthodes de comparaisons statistiques à l'aide d'outils de type SPM (Statistical ParametricMapping) entre les images TEP de sujets pathologiques et de sujets sains ont été appliquées, en effectuant des tests d'hypothèse voxel à voxel entre les différentes images. Pour pouvoir être comparées à une population de référence, les différentes images ont subi des transformations non linéaires afin que chaque voxel corresponde à la même région anatomique chez tous les sujets. Deux algorithmes ont été appliqués : une méthode SPM classique et une méthode Block-Matching. Les résultats sont comparés par analyse subjective clinique et également sur des données simulées. En ce qui concerne l'EEG-HR, la localisation spatiale et temporelle de sources d'événements intercritiques (pointes et ondes lentes) a été réalisée par résolution du problème inverse. Ceci a permis de localiser les sources électriques intracérébrales d'intérêt qui sont à l'origine des signaux acquis sur le scalp. Enfin, une représentation des données multimodales (images TEP et signaux EEG-HR) dans un même référentiel a permis d'accroître les connaissances sur les relations existant entre les activités électriques et métaboliques et ainsi de mieux définir les régions épileptogènes.

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Grythe, Henrik. "Quantification of sources and removal mechanisms of atmospheric aerosol particles." Doctoral thesis, Stockholms universitet, Institutionen för miljövetenskap och analytisk kemi, 2017. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:su:diva-138903.

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Abstract:

The focus of this work has been to quantify important processes for climatically relevant aerosols, and to improve our understanding of, and ability to accurately model, aerosols in the atmosphere on a large scale. This thesis contains five papers focused on different parts of the life cycle of atmospheric aerosol particles. Two papers describe the physical process of emission of primary marine aerosols. The large uncertainties in these processes are demonstrated by examining the diversity of existing parameterizations for emissions. Building from laboratory experiments to validation of model results with observations, new parameterizations are suggested. These take into account also effects of water temperature on primary marine aerosol production. In the third paper the main focus was to develop a new aerosol wet removal scheme in the Lagrangian transport and dispersion model FLEXPART. Removal timescales and atmospheric concentrations are found to be close to observation based estimates. The final two papers focus on atmospheric black carbon aerosols at high latitudes. As an example of increased human activities in the Arctic, local emissions from cruise ships visiting the research base in Ny Ålesund had demonstrable effects on the level of pollutants measured there. In contrast, inland Antarctic air was shown to be clean compared to the Arctic, due to the extremely long transport time from any major aerosol sources. The work done in this thesis has addressed critical uncertainties regarding the aerosol lifecycle, by better constraining aerosol emissions and atmospheric lifetimes. The development of the new wet removal scheme has improved FLEXPART model accuracy, which will be beneficial in future applications of the model.

At the time of the doctoral defense, the following paper was unpublished and had a status as follows: Paper 3: Manuscript.

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Sylvestre, Alexandre. "Caractérisation de l'aérosol industriel et quantification de sa contribution aux PM2.5 atmosphériques." Thesis, Aix-Marseille, 2016. http://www.theses.fr/2016AIXM4714/document.

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Abstract:

La connaissance des principales sources de l’aérosol permet d’améliorer, d’adapter et de cibler les mesures prises pour réduire les concentrations de particules fines. Ainsi, l’identification et la hiérarchisation des sources de particules fines sont des étapes essentielles à la mise en place d'une politique efficace d'amélioration de la qualité de l'air. Le travail mené durant cette thèse s’inscrit dans cette démarche puisqu'il avait pour objectif de quantifier les sources de PM2.5 en milieu industriel. Afin de répondre à cet objectif, deux campagnes de prélèvements ont été réalisés dont une sous les vents des principales activités industrielles afin de caractériser leurs émissions (profils) et une en zones urbaines caractéristiques de l’exposition de la population aux particules fines. Les résultats ont permis d'obtenir des empreintes représentatives des principales activités industrielles de la zone d'étude. L’analyse ME-2 menée a permis, avec la combinaison d’analyses radiocarbones, de déterminer que la source de combustion de biomasse est la source majoritaire pendant l’automne et l’hiver où les épisodes de PM2.5 ont été observés. La source industrielle est la source majoritaire des PM2.5 au printemps et en été mais ne constitue pas un driver fort de la concentration des PM2.5. Toutefois, cette étude a montré que les sources industrielles impactent significativement la population de particules (taille, composition, etc.) dans la zone d’étude
In order to limit the impact of air quality on human health, public authorities need reliable and accurate information on the sources contribution. So, the identification of the main sources of PM2.5 is the first step to adopt efficient mitigation policies. This work carry out in this thesis take place in this issue and was to determine the main sources of PM2.5 inside an industrial area. To determinate the main sources of PM2.5, two campaigns were lead to collect daily PM2.5 to: 1/ determine the enrichment of atmospheric pollutants downwind from the main industrial activities and 2/ collect PM2.5 in urban areas characteristic of the population exposition. Results allowed to obtain very representative profiles for the main industrial activities implanted inside the studied area. ME-2 analysis, combined to radiocarbon measurements, allowed to highlight the very high impact of Biomass Burning sources for all the PM2.5 pollution events recorded from early autumn to March. This study showed that industrial sources, even if they are the major sources during spring and summer, are not the major PM2.5 driver. However, this study highlights that industrial sources impact significantly the aerosol population (size, composition, etc.) in the studied area

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Tcheheumeni, Djanni Axel Laurel. "Identification and quantification of noise sources in marine towed active electromagnetic data." Thesis, University of Edinburgh, 2017. http://hdl.handle.net/1842/28914.

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Abstract:

The towed streamer controlled source electromagnetic (CSEM) system collects data faster than the conventional static node-based CSEM system. However, the towed streamer CSEM is typically much noisier than the conventional static node-based CSEM. Identifying and quantifying various sources of noise is important for the development of future robust electromagnetic streamer system. This is the problem I address in this thesis. I achieve this in three parts. First, I examine the idea that the towed streamer suffers from noise induced by its motion through the Earth’s magnetic field according to Faraday’s law of induction. I derive expressions for the motionally-induced noise for the cases of a horizontal streamer parallel to the acquisition vessel’s path and a curved streamer caused by a constant cross-current. These expressions demonstrate that the motionally-induced noise is sensitive to the magnitude of the feather angle at the head and at the tail of the streamer, and to the vertical and lateral motion of the streamer. The key finding is that no motionally-induced noise is generated when the streamer is horizontal and moving in a constant magnetic field. By contrast, when the streamer shape is curved because of cross-currents, motionally-induced noise is generated if the velocity of the streamer varies over time. Second, I analyse and compare the noise recorded using the first generation of towed streamer with the noise recorded using a static ocean bottom cable (OBC) CSEM. I find out that within the frequency range of interest, 0.01–1 Hz the towed streamer noise is 20 dB greater (factor of 10) than the noise recorded with the OBC CSEM. I show also that the motion of the telluric cable between the pair of electrodes in the towed streamer is responsible for this difference in amplitude between the two systems. In the frequency ranges, 0.03–0.1 Hz and 0.03–0.2 Hz, the motionally-induced noise is shown to be uncorrelated across all channels. However, within the frequency band 0.1–0.3 Hz, the motionally-induced noise correlation gradually increases and becomes well correlated at about 0.2 Hz. This correlated noise could be caused by ocean swell from surface waves, water flowing around the streamer or cross-currents. Finally, to identify and quantify the contribution of several distinct sources of noise, and to describe the mechanisms generating each source of noise, I co-designed a prototype towed streamer CSEM. I carried out an experiment with the prototype streamer suspended 1 m below the water surface in the controlled environment of the Edinburgh wave tank located in King’s building campus (the University of Edinburgh). I then subjected the streamer to flow running at velocities of 0–1ms−1 along its length and to waves propagating in the same direction, at 45°, and perpendicular relative to the streamer direction.

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Hultin, Eriksson Elin. "Quantification of Terrestrial CO2 Sources to a Headwater Streamin a Boreal Forest Catchment." Thesis, Uppsala universitet, Institutionen för geovetenskaper, 2016. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:uu:diva-305435.

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Abstract:

Carbon Dioxide (CO2) emissions from streams are a significant component of the global carbon cycle.Terrestrial export of CO2 through runoff is increasingly recognized as a major source of CO2 in boreal headwater streams. However, the spatial and temporal distribution of soil water CO2 within theterrestrial landscape remains poorly quantified, contributing to large uncertainties about the origin of CO2 in headwater streams. The riparian zone (i.e. the area with fine sediments and organic rich soils closest to the stream) is accepted as a main contributor of organic carbon to streams, but its importanceas a source of CO2 is less evident. Here I evaluate the riparian zone as a main source by quantifying the contribution of lateral CO2 export from the riparian and hillslope zones to a headwater stream in a Swedish boreal catchment. Hourly measurements of CO2 concentration, conductivity, soil temperature and water table levels were taken in the riparian zone and the hillslope from June 2014 to October 2015. The riparian zone accounted for 58-89 % (August 2014 and March respectively) of the total terrestrial CO2 export from the slope to the stream. The hillslope, in turn, became a progressively larger source of CO2 to the stream during high flow events. To identify the drivers behind these zone-dependent and seasonal patterns in CO2 export, the CO2 production dissolved in the groundwater (groundwater- absorbed carbon) was estimated by taking the temporarily stored CO2 into account. The highest groundwater-absorbed carbon was observed during April and May (5.0 and 7.1 g C-CO2 m-2 month-1 respectively) which is the period with the highest discharge due to snow melt and the initiation of spring production. As such, conventional methods (gas chambers and the gradient method) may underestimate the soil respiration up to 50% during periods of high flow, as they exclude groundwater-absorbed carbon. CO2 consumption was observed in September 2014 and October 2015 (-0.2 and -0.7 g C-CO2 m-2 month-1 respectively) and may be explained by a major amount of the soil respiration being emitted instead of diluted in the groundwater during periods of low groundwater levels. It can be concludedthat, regardless of season, the riparian zone is a major source of CO2 to the headwater stream.
En signifikant mängd koldioxid (CO2) är lagrad i skog och marken. Marken i barrskogsregionernaförvarar en signifikant mängd CO2 där det partiella trycket av CO2 varierar mellan ~10 000 – 50 000 ppm i jämförelse med atmosfären (400 ppm). Mättnaden av CO2 gör att mycket avdunstar tillbaka till atmosfären. Dock absorberas en del CO2 av grundvattnet; vilket resulterar i en naturlig transport av CO2 vidare till ytvattnen där det kapillära nätverket av bäckar är största recipienten. Det är fortfarande oklart hur transporten av CO2 är distribuerad i ett vattenavrinningsområde vilket medför brister i förståelsen av en viktig processväg som kan komma att spela en större roll i framtidens kolkretslopp på grund av den globala uppvärmningen. Därför är en kvantifiering av olika områdens bidrag av CO2 till bäckarna nödvändig. Två betydande zoner i ett vattenavrinningsområde som troligen bidrar olika är: the riparian zone som är närmast bäcken och består av fina sediment med hög organisk halt och, the hillslope som är resterande område och består av grovkorniga jordar med låg organisk halt. Den förstnämnda misstänks transportera mer CO2 via grundvattnet på grund av dess närhet till bäcken, höga halter av CO2 och höga vattenmättnad men detta är ännu inte verifierat. Jag evaluerar the riparian zone som en viktig källa till CO2 i ett vattenavrinningsområde genom att kvantifiera transporten av CO2 från de två zonerna. För att förklara varför transporten varierar presenterar jag en ny modell (GVR) som beräknar den månatliga fluktuationen av den del av CO2-produktionen som absorberas i grundvattnet i the riparian zone. Mätningar av data utfördes i Västrabäcken, ett mindre vattenavrinningsområde i ett större vid namn Krycklan, i norra Sverige. En transekt av tre mätstationer (i bäcken, the riparian zone och the hillslope) installerades i den förmodade grundvattenströmningsriktningen. Resultaten visar på en hög produktion av CO2 under vårfloden (maj) då en hög grundvattenyta troligen absorberar en signifikant mängd CO2. Detta kan betyda att jordrespiration under våren underskattas då dagens mätmetoder är begränsade till mätningar i jorden av CO2 ovan grundvattenytan. Fortsatta studier rekommenderas där GVR-modellen och andra mätmetoder utförs samtidigt för att vidare utröna den kvantitativa underskattningen under perioder med hög grundvattenyta (speciellt under våren). Bidraget från the riparian zone till den totala laterala transporten av CO2 till bäcken under ett år varierar mellan 58-89 % och det månatliga transportmönstret kunde förklaras med resultaten från GVR-modellen. Resultaten verifierar att oberoende av säsong så är the riparian zone den huvudsakliga laterala koltransporten från landvegetationen; medan the hillslope procentuellt bidrar med mer CO2 under höga grundvattenflöden.

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Conrad, Yvonne [Verfasser]. "Model-based quantification of nitrate-nitrogen leaching considering sources of uncertainty / Yvonne Conrad." Kiel : Universitätsbibliothek Kiel, 2017. http://d-nb.info/1128149249/34.

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Sturm, M. "Identification and quantification of transient structure-borne sound sources in electrical steering systems." Thesis, University of Salford, 2014. http://usir.salford.ac.uk/30761/.

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Abstract:

During driving on rough roads, rattle noise may emanate from (electric power) rack-and-pinion steering gears as a result of reverse feedback from the road. This project is in collaboration with a German steering system manufacturer and aims to develop a methodology facilitating identification and quantification of transient structure-borne sound sources within electrical steering systems. To achieve this aim, a conceptual source-path-receiver model has been developed that discloses the theoretical locations and associated mechanisms of all possible transient sound sources inside the steering gear. This information forms the basis for a subsequent measurement step which is required to experimentally quantify the strength of each individual source. The measurement approach is based on a time domain equivalent of the in-situ blocked force method; thus facilitating independent source characterisation on the fully assembled structure. The time domain (TD) approach relies on a robust inversion routine that uses an adaptive algorithm to simultaneously reconstruct multi-channel (blocked) force signatures from operational responses and the corresponding impulse response functions both measured (in-situ) on the (assembled) structure. The TD inversion routine is derived from the least mean square (LMS) algorithm which is widely used in adaptive filter design. The accuracy and sensitivity of the TD inversion routine is elaborated and compared to the standard frequency domain inverse method using simple numerical examples. Its general applicability for sophisticated technical structures is evaluated by example of an electric powered steering system being subjected to artificial excitation. The use of the TD approach for characterisation of transient structure-borne sound sources based on the blocked force method is discussed and different procedures to improve the force estimation accuracy are proposed. These procedures can be classified into methods that (i) help to evaluate the quality of pre-measured frequency response functions (FRFs) which are required to set up the (inverse) system model, (ii) measurement routines that may help to improve future FRF measurements conducted in-situ, i.e. whilst the steering gear is connected to a special rattling test bench, (iii) correction strategies to separate contributions from known (external) structure-borne sound sources different from the desired (internal) rattling sources and (iv) criteria that in theory allow for monitoring the performance of the iterative TD inversion routine precisely. Finally, the developed methodology is used to identify and quantify rattle sources within a steering system under realistic testing conditions.

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Moore, Treyton Michael. "Molecular Methods for the Identification and Quantification of Cyanobacteria in Surface Water Sources." BYU ScholarsArchive, 2019. https://scholarsarchive.byu.edu/etd/7408.

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Abstract:

Geosmin is a strong musty-flavored organic compound that is responsible for many taste-and-odor events in surface drinking water sources like lakes and reservoirs. The taste threshold of geosmin for humans is lower than 10 ng/L. Traditional treatment methods will not remove geosmin to this level. Additional water treatment methods must be implemented to successfully remove the geosmin and its associated flavor and odor from drinking water. Furthermore, geosmin is produced by cyanobacteria somewhat sporadically, so it is difficult to predict when taste-and-odor events are going to occur. The difficulty involved with predicting geosmin events has led most water treatment facilities to adopt reactive approaches towards geosmin treatment; these facilities typically treat for geosmin in response to complaints of an earthy off-flavor in the drinking water. This reactive approach causes issues with consumer confidence, as the flavor of the water is one of the only metrics a consumer has for judging the safety of his or her water. To enable proactive treatment of geosmin from water, more sensitive methods for geosmin detection or taste-and-odor event prediction must be developed.This study investigates the use of quantitative Polymerase Chain Reaction (qPCR) for the early detection of geosmin-producing cyanobacteria. qPCR can detect geosmin-producing cyanobacteria via their DNA. I developed a qPCR assay for this study that is capable of sensitively detecting multiple strains of the geosmin-producing Nostoc genus. The developed assay showed high sensitivity, demonstrating the possibility for its use in detecting low concentrations of geosmin-producing cyanobacteria before detectible levels of geosmin have been produced and released into the water. Through further sequencing of more geosmin-producing genera and species, the methodology outlined in this research could be applied to develop the tools necessary to predict taste-and-odor events caused by geosmin-producing cyanobacteria.

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Berchet, Antoine. "Quantification des sources de méthane en Sibérie par inversion atmosphérque à la méso-échelle." Thesis, Versailles-St Quentin en Yvelines, 2014. http://www.theses.fr/2014VERS0058/document.

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Abstract:

Les émissions anthropiques et naturelles de méthane en Sibérie contribuent de manièrenotable, mais mal quantifiée au budget mondial de méthane (3–11% des émissions mondiales).Au Sud de la région, les émissions anthropiques sont liées aux grands centres urbains.Au Nord, l’extraction de gaz et de pétrole en Sibérie occidentale induit d’importantessources anthropiques ponctuelles. Ces régions sont aussi couvertes de vastes zones humidesnaturelles émettant du méthane durant l’été (typiquement de mai à septembre). Nous utilisonsdes inversions atmosphériques régionales à la méso-échelle pour mieux comprendreles contributions de chaque processus dans le budget sibérien. Les inversions souffrent desincertitudes dans les observations, dans la simulation du transport et dans l’amplitude et ladistribution des émissions. Pour prendre en compte ces incertitudes, je développe une nouvelleméthode d’inversion basée sur une marginalisation des statistiques d’erreurs. Je testecette méthode et documente sa robustesse sur un cas test. Je l’applique ensuite à la Sibérie.À l’aide de mesures de concentrations atmosphériques de méthane collectées par des sitesd’observation de surface en Sibérie, j’estime le budget régional de méthane sibérien à 5–28 TgCH4.a−1 (1–5% des émissions mondiales), soit une réduction de 50% des incertitudespar rapport aux précédentes études dans la région. Grâce à cette méthode, je suis de plus enmesure de détecter des structures d’émissions par zones de quelques milliers de km2 et leurvariabilité à une résolution de 2–4 semaines
Anthopogenic and natural methane emissions in Siberia significantly contribute to theglobal methane budget, but the magnitude of these emissions is uncertain (3–11% of globalemissions). To the South, anthropogenic emissions are related to big urban centres. To theNorth, oil and gas extraction in West Siberia is responsible for conspicuous point sources.These regions are also covered by large natural wetlands emitting methane during the snowfreeseason, roughly from May to September. Regional atmospheric inversions at a meso-scaleprovide a mean for improving our knowledge on all emission process. But inversions sufferfrom the uncertainties in the assimilated observations, in the atmospheric transport modeland in the emission magnitude and distribution. I developp a new inversion method based onerror statistic marginalization in order to account for these uncertainties. I test this methodon case study and explore its robustness. I then apply it to Siberia. Using measurements ofmethane atmospheric concentrations gathered at Siberian surface observation sites, I founda regional methane budget in Siberia of 5–28 TgCH4.a−1 (1–5% of global emissions). Thisimplies a reduction of 50% in the uncertainties on the regional budget. With the new method,I also can detect emission patterns at a resolution of a few thousands km2 and emissionvariability at a resolution of 2–4 weeks

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Berchet, Antoine. "Quantification des sources de méthane en Sibérie par inversion atmosphérque à la méso-échelle." Electronic Thesis or Diss., Versailles-St Quentin en Yvelines, 2014. http://www.theses.fr/2014VERS0058.

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Abstract:

Les émissions anthropiques et naturelles de méthane en Sibérie contribuent de manièrenotable, mais mal quantifiée au budget mondial de méthane (3–11% des émissions mondiales).Au Sud de la région, les émissions anthropiques sont liées aux grands centres urbains.Au Nord, l’extraction de gaz et de pétrole en Sibérie occidentale induit d’importantessources anthropiques ponctuelles. Ces régions sont aussi couvertes de vastes zones humidesnaturelles émettant du méthane durant l’été (typiquement de mai à septembre). Nous utilisonsdes inversions atmosphériques régionales à la méso-échelle pour mieux comprendreles contributions de chaque processus dans le budget sibérien. Les inversions souffrent desincertitudes dans les observations, dans la simulation du transport et dans l’amplitude et ladistribution des émissions. Pour prendre en compte ces incertitudes, je développe une nouvelleméthode d’inversion basée sur une marginalisation des statistiques d’erreurs. Je testecette méthode et documente sa robustesse sur un cas test. Je l’applique ensuite à la Sibérie.À l’aide de mesures de concentrations atmosphériques de méthane collectées par des sitesd’observation de surface en Sibérie, j’estime le budget régional de méthane sibérien à 5–28 TgCH4.a−1 (1–5% des émissions mondiales), soit une réduction de 50% des incertitudespar rapport aux précédentes études dans la région. Grâce à cette méthode, je suis de plus enmesure de détecter des structures d’émissions par zones de quelques milliers de km2 et leurvariabilité à une résolution de 2–4 semaines
Anthopogenic and natural methane emissions in Siberia significantly contribute to theglobal methane budget, but the magnitude of these emissions is uncertain (3–11% of globalemissions). To the South, anthropogenic emissions are related to big urban centres. To theNorth, oil and gas extraction in West Siberia is responsible for conspicuous point sources.These regions are also covered by large natural wetlands emitting methane during the snowfreeseason, roughly from May to September. Regional atmospheric inversions at a meso-scaleprovide a mean for improving our knowledge on all emission process. But inversions sufferfrom the uncertainties in the assimilated observations, in the atmospheric transport modeland in the emission magnitude and distribution. I developp a new inversion method based onerror statistic marginalization in order to account for these uncertainties. I test this methodon case study and explore its robustness. I then apply it to Siberia. Using measurements ofmethane atmospheric concentrations gathered at Siberian surface observation sites, I founda regional methane budget in Siberia of 5–28 TgCH4.a−1 (1–5% of global emissions). Thisimplies a reduction of 50% in the uncertainties on the regional budget. With the new method,I also can detect emission patterns at a resolution of a few thousands km2 and emissionvariability at a resolution of 2–4 weeks

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Denker, Reha. "Quantification Of Thermoelectric Energy Scavenging Opportunity In Notebook Computers." Master's thesis, METU, 2012. http://etd.lib.metu.edu.tr/upload/12614629/index.pdf.

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Abstract:

Thermoelectric (TE) module integration into a notebook computer is experimentally investigated in this thesis for its energy harvesting opportunities. A detailed Finite Element (FE) model was constructed first for thermal simulations. The model outputs were then correlated with the thermal validation results of the selected system. In parallel, a commercial TE micro-module was experimentally characterized to quantify maximum power generation opportunity from the combined system and component data set. Next, suitable &ldquo
warm spots&rdquo
were identified within the mobile computer to extract TE power with minimum or no notable impact to system performance, as measured by thermal changes in the system, in order to avoid unacceptable performance degradation. The prediction was validated by integrating a TE micro-module to the mobile system under test. Measured TE power generation power density in the carefully selected vicinity of the heat pipe was around 1.26 mW/cm3 with high CPU load. The generated power scales down with lower CPU activity and scales up in proportion to the utilized opportunistic space within the system. The technical feasibility of TE energy harvesting in mobile computers was hence experimentally shown for the first time in this thesis.

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Peña, Sanchez Carlos Alberto. "Quantification of Anthropogenic and Natural Sources of Fine Particles in Houston, Texas Using Positive Matrix Factorization." Thesis, University of North Texas, 2012. https://digital.library.unt.edu/ark:/67531/metadc149652/.

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Abstract:

Texas, due to its geographical area, population, and economy is home to a variety of industrialized areas that have significant air quality problems. These urban areas are affected by elevated levels of fine particulate matter (PM2.5). The primary objective of this study was to identify and quantify local and regional sources of air pollution affecting the city of Houston, Texas. Positive Matrix Factorization (PMF) techniques were applied to observational datasets from two urban air quality monitoring sites in Houston from 2003 through 2008 in order to apportion sources of pollutants affecting the study region. Data from 68 species for Aldine and 91 for Deer Park were collected, evaluated, and revised to create concentration and uncertainty input files for the PMF2 and EPA PMF (PMF3) source apportionment models. A 11-sources solution for Aldine and 10-sources for Deer Park were identified as the optimal solutions with both models. The dominant contributors of fine particulate matter in these sites were found to be biomass burnings (2%-8.9%), secondary sulfates I (21.3%-7.6%) and II (38.8%-22.2%), crustal dust (8.9%-10.9%), industrial activities (10.9%-4.2%), traffic (23.1%-15.6%), secondary nitrates (4.4%-5.5%), fresh (1%-1.6%) and aged(5.1%-4.6%) sea salt and refineries (1.3%-0.6%), representing a strong case to confirm the high influence of local activities from the industrial area and the ship channel around the Houston channel. Additionally, potential source contribution function (PSCF) and conditional probability function (CPF) analyses were performed to identify local and regional source-rich areas affecting this urban airshed during the study period. Similarly, seasonal variations and patterns of the apportioned sources were also studied in detail.

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Breittmayer, Jean-Philippe. "Toxicité et accumulation du mercure chez la Moule caractérisation et quantification des principales sources de variation." Grenoble 2 : ANRT, 1986. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37596417b.

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Weston, Johanna Nadia Jean. "Quantification of nitrate sources and sinks using a water quality network in Morro Bay Estuary, California." DigitalCommons@CalPoly, 2011. https://digitalcommons.calpoly.edu/theses/634.

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Abstract:

Using an instrumented water quality network in Morro Bay Estuary, California from 2007 to 2010 (15 min sampling frequency), this study addressed the two objectives of constructing a nitrate budget and assessing the influence of sampling frequency on water quality parameters. These two objectives led to the submission of an original report of research (Appendix A) and a note (Appendix B) to peer-reviewed journals. The first objective was to characterize the high spatial and temporal variation in physical parameters and nitrate concentrations and to construct a nitrate budget quantifying sources and sinks of nitrate from the ocean, streams, and groundwater, as well as biological processes in the Estuary. Morro Bay Estuary was found to be a non-eutrophic system and a mean net exporter of nitrate, 327.15 t yr-1. Fifty-four percent of the nitrate export was attributed to nitrate sources and internal biological processing. Nitrate loading from streams contributed 37 % to the export of nitrate (124.01 t yr-1), while groundwater nitrate loading supplied a conservative estimate of 46 % of the exported nitrate (153.92 t yr-1), with a neap tide enhancement of the discharge. Denitrification, Zostera marina, and benthic macroalgae assimilation of nitrate were the dominant internal biological processes for removal and retention, but were only 35% of the total nitrate budget. The second objective was to investigate the impact of sampling frequency and sampling location on understanding dynamics in water quality by degrading a year time series of seven parameters from three water quality monitoring stations to sampling frequencies ranging from 15 minutes to 28 days. In Morro Bay Estuary, the semi-diurnal tidal cycle was the maximum component frequency driving the variability of temperature, turbidity, and dissolved oxygen concentrations. For these parameters, asymptotes were reached and sampling frequencies greater than six hours did not explain the additional variation in the parameters sampled. Whereas, salinity, turbidity, and nitrate concentrations lacked an asymptote, and decreased sampling frequencies led to increased estimated error. Sampling water quality parameters every 28 days can lead to mean annual difference of 30 – 140 % from 15 minute sample annual mean. We recommend sampling frequencies should be selected to oversample the tidal signal to at least hourly frequencies to capture diel cycles and episodic events that contribute significantly to understanding the variability in the estuarine physical and biological dynamics.

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TURRION, R. GONZALEZ. "IDENTIFICATION AND QUANTIFICATION OF MOLECULAR MARKERS TO INDIVIDUATE THE CONTRIBUTION OF SOURCES IN PARTICULATE MATTER EMISSIONS." Doctoral thesis, Università degli Studi di Milano, 2015. http://hdl.handle.net/2434/331041.

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Abstract:

Nowadays, the atmospheric pollution entails a huge problem of public health and environmental conservation, increasing the necessity of creating new policies to regulate the emissions and to reduce the impact of this in the global climate. These characteristics make the aerosols the central topic of research in the current years. The composition of the particulate matter present in the atmosphere is so varied, being difficult to determine all the species present, and so, relate the pollution with precise sources. Aerosol particles are involved in several atmospheric processes, such as cloud formation, precipitation and in the change of the optical properties, enhancing the absorbing and scattering by the particles. They have an effect in the distribution and abundance of the trace gases due to the participation in heterogeneous chemical reactions In this work, we have direct the aim of the project to the development of extraction methods in order to improve the recovery of the different components and use new analytical techniques to obtain a more detailed characterization of molecular markers, molecules that can be linked to one emission source which help to identify them. The developed analytical techniques have been further applied to three different cases of study: - A full characterization of the components in an urban background site, with a special interest on the organic fraction and the characterization of single molecules that act as markers of specific sources of emission. - Analysis of the water soluble organic fraction in a rural site in the frame of the quantification of the contribution to the atmospheric pollution of biological aerosol. - Analysis of water soluble organic compounds in a marine environment to identify the effect of harbour activities in the air quality of the cities.

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Ghandour, Houda. "Analyse et quantification des émissions polluantes de composés organiques volatils d'origine industrielle par mesures directes aux sources." Lille 1, 1997. http://www.theses.fr/1997LIL10057.

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Abstract:

La connaissance des émissions des COV précurseurs de l'ozone troposphérique est exigée pour une approche modélisante du problème. Leur spéciation moléculaire est indispensable vu la sophistication des mécanismes chimiques impliqués et aboutira à établir des cadastres d'émission en kg/km2/h. Travail commençant par une étude méthodologique de laboratoire du couplage GC/MS EM640 BRUKER et des conditions d'échantillonnage à appliquer sur le terrain. Résultats de mesures faites dans une UIOM, une raffinerie, une usine de boites peintes, une sidérurgie et une cimenterie. Détermination précise des émissions, comportant beaucoup d'aromatiques, allant de 7 a 50000 g/h. Appréciation du caractère utilitaire des résultats comme donnée d'entrée en modélisation, et intérêt de proposer une modélisation des émissions. Appréciation du caractère aveugle de l'actuelle taxe parafiscale sur les COV.

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Constans, Jean-Marc. "Sources de variabilité dans la quantification en spectroscopie monovoxel par résonance magnétique du proton dans le cerveau." Caen, 2006. http://www.theses.fr/2006CAEN3090.

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Abstract:

La SRM 1H cérébrale permet, avec une machine standard d’IRM et de façon non invasive, d’identifier et quantifier des résonances de composés neurochimiques pour étudier le métabolisme neuronal et glial. L’objectif de ce travail était d’évaluer (sur 3ans) sur objets tests (218 spectres) et chez 76 volontaires sains (VS) (550 spectres) la reproductibilité et la variabilité des mesures SRM 1H monovoxel (séquence STEAM, TE=30ms, 1. 5T). Sur objets test les mesures sont linéaires et il existe une très bonne reproductibilité avec antennes et machines bien réglées. La reproductibilité sur des périodes courtes chez 12 VS (145 spectres) est bonne dans certaines régions anatomiques et a permis de déterminer la plus petite variabilité instrumentale possible. Les facteurs biologiques les plus importants sont la région anatomique (8 mesurées) et le type tissulaire. La méthodologie statistique mise en place a permis l’étude de la variabilité sous l’angle du profil spectral parfois plus sensible pour détecter de petites variations et a permis de croiser l’instrumental et le spectral. Cette étude confirme l’importance des différences régionales dans la variabilité mais permet aussi d’affiner l’étude de la variabilité (instrumental et/ou biologique) au sein d’une région où il peut exister plusieurs groupes spectraux homogènes où les concentrations de métabolites ont pu être estimées. Connaissant mieux les facteurs instrumentaux ou biologiques de la variabilité normale et leurs interactions, l’utilisation clinique de la SRM dans la caractérisation, le pronostic et le suivi des lésions en pathologie cérébrale peut être améliorée comme certaines perspectives de ces travaux le laissent envisager.

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Baduel, Christine. "Fraction organique de l'aérosol : Quantification et caractérisation de la fraction HUmic LIke." Phd thesis, Grenoble, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00467070.

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Abstract:

Les aérosols atmosphériques sont omniprésents dans l'air et jouent un rôle important à la fois à l'échelle globale, par leur action sur le bilan radiatif de la Terre, et à l'échelle locale, par leur impact sur la santé publique dans les zones fortement polluées. La matière organique est l'un des constituants principaux de l'aérosol ; la complexité et l'hétérogénéité de cette fraction ont jusqu'à présent constitué des difficultés majeures à leur intégration dans les études d'impact sanitaire ou climatique. 10 à 30% de la masse de cette fraction est constituée de « Humic Like Substances ». L'objectif de la thèse est de développer une méthode fiable et efficace d'extraction et d'analyse des HULIS (HUmic LIke Substances) issus de l'aérosol atmosphérique, et de déterminer leurs distributions spatiales et temporelles, leurs sources majeures et leurs structures chimiques grâce à 250 échantillons collectés sur six sites urbains. L'identification des deux sources majeures des HULIS sur l'aérosol, à savoir les sources secondaires (photo-oxydation en phase aqueuse dans certains cas) en été et les sources primaires liées à la combustion de biomasse en hiver, et ce, indépendamment du lieu géographique est démontrée. Une différence significative de la structure chimique des HULIS provenant de ces deux sources majeures est observée : ils regroupent des composés plus aliphatiques et moins aromatiques en été qu'en hiver, et leur teneur en groupements carboxyliques augmente de l'hiver à l'été.

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Baduel, Christine. "Fraction organique de l'aérosol : quantification et caractérisation de la fraction HUmic LIke." Phd thesis, Grenoble, 2010. http://www.theses.fr/2010GRENU001.

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Abstract:

Les aérosols atmosphériques sont omniprésents dans l'air et jouent un rôle important à la fois à l'échelle globale, par leur action sur le bilan radiatif de la Terre, et à l'échelle locale, par leur impact sur la santé publique dans les zones fortement polluées. La matière organique est l'un des constituants principaux de l'aérosol ; la complexité et l'hétérogénéité de cette fraction ont jusqu'à présent constitué des difficultés majeures à leur intégration dans les études d'impact sanitaire ou climatique. 10 à 30% de la masse de cette fraction est constituée de « Humic Like Substances ». L'objectif de la thèse est de développer une méthode fiable et efficace d'extraction et d'analyse des HULIS (HUmic LIke Substances) issus de l'aérosol atmosphérique, et de déterminer leurs distributions spatiales et temporelles, leurs sources majeures et leurs structures chimiques grâce à 250 échantillons collectés sur six sites urbains. L'identification des deux sources majeures des HULIS sur l'aérosol, à savoir les sources secondaires (photo-oxydation en phase aqueuse dans certains cas) en été et les sources primaires liées à la combustion de biomasse en hiver, et ce, indépendamment du lieu géographique est démontrée. Une différence significative de la structure chimique des HULIS provenant de ces deux sources majeures est observée : ils regroupent des composés plus aliphatiques et moins aromatiques en été qu'en hiver, et leur teneur en groupements carboxyliques augmente de l'hiver à l'été
Atmospheric aerosols are found everywhere and have a strong impact both at a global scale, through their role in the radiative balance of the Earth, and at local scale, through the related public health issue in strongly polluted zones. The organic matter is one of the major components of the aerosol. Its complexity and heterogeneity still make its integration in medical or climatic impact studies difficult. About 10 to 30% of the mass of the organic fraction is made of “Humic Like Substances”. The aim of this thesis is to develop a reliable method of extraction and analysis of the HULIS (HUmic LIke Substances) resulting from the atmospheric aerosol. The purpose is also to determine their spatial and temporal distributions, their major sources and their chemical structures based on 250 samples collected at six urban sites. Identification of the two major sources of HULIS in the aerosol, secondary sources (like photo-oxidation in aqueous phase) in summer and the primary sources related to combustion of biomass in winter, and this, independently of the location is shown. A significant difference between the chemical structure of HULIS coming from these two major sources is observed: they gather more aliphatic and less aromatic compounds in summer than in winter, and their content of carboxylic groups increases from wintertime to summertime

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Beaumesnil, Mathieu. "L'identification et quantification d'additifs dans les carburants et les lubrifiants par HPTLC-MS et techniques de dérivatisation." Thesis, Normandie, 2017. http://www.theses.fr/2017NORMR061.

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Abstract:

Les compagnies pétrolières améliorent les propriétés de leurs produits et en particulier des carburants par l’ajout d’additifs. Un large choix de familles d’additifs est disponible, tels que les antioxydants ou les agents antidétonants. Dans ce travail, la chromatographie sur couche mince haute performance (HPTLC) a été utilisée pour quantifier certains additifs dans le gazole sans aucune préparation d’échantillon. L’HPTLC est une technique d’analyse qui est couramment utilisée afin d’analyser et quantifier des composés en mélange. Pour améliorer la détection des polymères et la qualité du signal, des méthodes de dérivatisation ont été utilisées. Afin de confirmer l’identification des composés et obtenir des informations structurales, un couplage direct entre l’HPTLC et la spectrométrie de masse a été développé. Les sources d’ionisation, comme la source DESI(Desorption Electrospray Ionization), la source DART (Direct Analysis in Real Time) et la source MALDI (Matrix Assisted Laser Desorption Ionization) ont été évaluées. Il est apparu que la source MALDI était la plus adaptée pour la désorption des additifs sur plaque HPTLC. Après des essais et optimisations sur différentes phases stationnaires, une méthode HPTLC-MALDI sur phase cellulose a été développée et a permis de détecter les détergents aux teneurs réelles dans le gazole. Parallèlement, l’HPTLC a été couplé pour la première fois à la source ASAP (Atmospheric Solids Analysis Probe)
Oil companies increase the quality of their products such as fuels by using additives. A large variety of additives can be used, such as antioxidants or antiknock agents. In this study, high performance thin layer chromatography (HPTLC) was used to quantify some additive in diesel fuel without sample preparation. HPTLC is an analytical technique used to characterize and quantify compounds in mixtures. To increase polymer detection and signal quality, derivatization methods were used.In order to confirm the analyte identification and to provide structural information, a method based on the direct coupling of HPTLC to mass spectrometry (MS) was developed. Ionization sources such as DESI (desorption electrospray ionization), DART (direct analysis in real time) and MALDI (matrix assisted laser desorption ionization) were evaluated. It appeared that MALDI was the most suitable source to efficiently desorb the additives on HPTLC plate. After several tests and optimizations on different stationary phases and ionization sources, a HPTLC-MALDI method was developed on cellulose and allowed to detect surfactant in diesel fuel at real concentration. At the same time, ASAP (atmospheric solids analysis probe) was coupled for the first time to HPTLC

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Buchoud, Edouard. "Détection, localisation et quantification de déplacements par capteurs à fibre optique." Thesis, Grenoble, 2014. http://www.theses.fr/2014GRENU021/document.

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Abstract:

Pour l’auscultation d’ouvrages, les capteurs à fibre optique sont généralement utilisés puisqu’ils présentent l’avantage de fournir des mesures réparties. Plus particulièrement, le capteur basé sur la technologie Brillouin permet d’acquérir un profil de fréquence Brillouin, sensible à la température et la déformation dans une fibre optique sur une dizaine de kilomètres avec un pas de l’ordre de la dizaine de centimètres. La première problématique est d’obtenir un profil centimétrique sur la même longueur d’auscultation. Nous y répondons en s’appuyant sur des méthodes de séparation de sources, de déconvolution et de résolution de problèmes inverses. Ensuite, nous souhaitons estimer la déformation athermique dans l’ouvrage. Pour cela, plusieurs algorithmes de filtrage adaptatif sont comparés. Finalement, un procédé pour quantifier le déplacement de l’ouvrage à partir des mesures de déformation est proposé. Toutes ces méthodes sont testés sur des données simulées et réelles acquises dans des conditions contrôlées
For structural health monitoring, optical fiber sensors are mostly used thanks their capacity to provide distributed measurements. Based on the principle of Brillouin scattering, optical fiber sensors measure Brillouin frequency profile, sensitive to strain and temperature into the optical fiber, with a meter spatial resolution over several kilometers. The first problem is to obtain a centimeter spatial resolution with the same sensing length. To solve it, source separation, deconvolution and resolution of inverse problem methodologies are used. Then, the athermal strain into the structure is searched. Several algorithms based on adaptative filter are tested to correct the thermal effect on strain measurements. Finally, several methods are developed to quantify structure displacements from the athermal strain measurements. They have been tested on simulated and controlled-conditions data

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Boudjellal, Abdelouahab. "Contributions à la localisation et à la séparation de sources." Thesis, Orléans, 2015. http://www.theses.fr/2015ORLE2063.

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Abstract:

Les premières recherches en détection, localisation et séparation de signaux remontent au début du 20ème siècle. Ces recherches sont d’actualité encore aujourd’hui, notamment du fait de la croissance rapide des systèmes de communications constatée ces deux dernières décennies. Par ailleurs, la littérature du domaine consacre très peu d’études relatives à certains contextes jugés difficiles dont certains sont traités dans cette thèse. Ce travail porte sur la localisation de signaux par détection des temps d’arrivée ou estimation des directions d’arrivée et sur la séparation de sources dépendantes ou à module constant. L’idée principale est de tirer profit de certaines informations a priori disponibles sur les signaux sources telles que la parcimonie, la cyclostationarité, la non-circularité, le module constant, la structure autoregressive et les séquences pilote dans un contexte coopératif. Une première partie détaille trois contributions : (i) un nouveau détecteur pour l’estimation des temps d’arrivée basé sur la minimisation de la probabilité d’erreur ; (ii) une estimation améliorée de la puissance du bruit, basée sur les statistiques d’ordre ; (iii) une quantification de la précision et de la résolution de l’estimation des directions d’arrivée au regard de certains a priori considérés sur les sources. Une deuxième partie est consacrée à la séparation de sources exploitant différentes informations sur celles-ci : (i) la séparation de signaux de communication à module constant ; (ii) la séparation de sources dépendantes connaissant la nature de la dépendance et (iii) la séparation de sources autorégressives dépendantes connaissant la structure autorégressive
Signal detection, localization, and separation problems date back to the beginning of the twentieth century. Nowadays, this subject is still a hot topic receiving more and more attention, notably with the rapid growth of wireless communication systems that arose in the last two decades and it turns out that many challenging aspects remain poorly addressed by the available literature relative to this subject. This thesis deals with signal detection, localization using temporal or directional measurements, and separation of dependent source signals. The main objective is to make use of some available priors about the source signals such as sparsity, cyclo-stationarity, non-circularity, constant modulus, autoregressive structure or training sequences in a cooperative framework. The first part is devoted to the analysis of (i) signal’s time-of-arrival estimation using a new minimum error rate based detector, (ii) noise power estimation using an improved order-statistics estimator and (iii) side information impact on direction-of-arrival estimation accuracy and resolution. In the second part, the source separation problem is investigated at the light of different priors about the original sources. Three kinds of prior have been considered : (i) separation of constant modulus communication signals, (ii) separation of dependent source signals knowing their dependency structure and (iii) separation of dependent autoregressive sources knowing their autoregressive structure

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Gourdin, Elian. "Traçage des sources et quantification de la dynamique des sédiments en crue : application au bassin tropical montagneux de la Houay Xon au Laos." Thesis, Paris 11, 2014. http://www.theses.fr/2014PA112201/document.

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Abstract:

L’érosion des sols est intense dans les petits bassins versants montagneux en climat tropical. Lorsqu’ils atteignent les rivières, ces sédiments posent divers problèmes à l’aval. L’identification des sources de sédiments et la compréhension de leur dynamique au sein des bassins versants est donc cruciale pour proposer des mesures de lutte efficaces contre ces problèmes. Cette thèse vise à tester et à développer des méthodes de traçage qui consistent à comparer les propriétés physico-chimiques des sols à celles des sédiments transportés dans les rivières pour en définir les sources et pour en contraindre les temps de transfert. Le site d’étude est un bassin de 22,4 km² au Laos équipé d’un emboîtement de stations de suivi et soumis à un régime de mousson. Trois campagnes de prélèvements ont permis de collecter des échantillons de sols de surface, de ravines et de berges ainsi que des eaux de pluies, de ruissellement et de rivières, les matières en suspension (MES) associées et des laisses, au cours de 3 crues de début de mousson en mai 2012 et juin 2013. Les échantillons ont été analysés afin de déterminer leurs activités en radionucléides apportés au sol par les pluies de manière ponctuelle (¹³⁷Cs) ou continue (⁷Be, ²¹ºPb), la teneur et la composition de la matière organique (C organique, N, C/N, δ¹³C et δ¹⁵N), la granulométrie des MES et la composition de l’eau (conductivité électrique, δ¹⁸O). Plusieurs expériences méthodologiques ont permis de tester et valider les hypothèses qui sous-tendent l’utilisation du marquage en ⁷Be et en excès de ²¹ºPb des sédiments (adsorption rapide sur les particules de sol, rapport ⁷Be / ²¹ºPbxs des particules transportées par le ruissellement comparable à celui de la pluie correspondante). Durant la crue de mai 2012, la contribution des sédiments récemment érodés est élevée en début d’événement (25-35%), mais elle est ensuite diluée par la remobilisation de particules déposées sur le lit du cours d’eau ou stockées dans les zones de dépôt. La caractérisation combinée du carbone organique particulaire (COP) et de l’activité en ¹³⁷Cs des particules a mis en évidence la prédominance de l’érosion des sols de surface marqués par leur signature C₃ à l’amont, et l’augmentation de la contribution de l’érosion des berges (marquage C₄) dans la partie aval du bassin. Les valeurs les plus élevées des taux d’exportation de sédiments (43,3 Mg km-2) et de C (0,83 MgC km-2), du coefficient de ruissellement (11,7%) et du pourcentage d’eau de ruissellement dans l’écoulement total (78-100%) ont été observées au niveau de la station drainant en grande partie des versants sous teck. Les teneurs en C mesurées et les flux de COP calculés ici sont beaucoup plus élevés que ceux qui ont été estimés lors de travaux réalisés il y a 10 ans dans le même bassin versant, lorsque la surface couverte de teck y était beaucoup plus faible (2,5% en 2002-2003 contre 32% en 2012). Ainsi, à l’aval, le taux d’exportation spécifique de C lors d’une seule crue en 2012 s’est révélé être 2,6 fois plus important que celui observé au cours de l’année hydrologique 2002-2003 (34 crues érosives). Lors des deux crues de juin 2013, la variabilité spatio-temporelle des retombées de ⁷Be et ²¹ºPb a pu être quantifiée. Ces résultats indiquent qu’il est indispensable de mesurer le signal d’entrée du marquage ⁷Be /²¹ºPb de chaque événement et qu’il est préférable de réaliser un échantillonnage en plusieurs points du bassin plutôt que de le fractionner en un seul point au cours du temps. Durant ces crues, la composition des sédiments a pu être étudiée le long d’un continuum de dix stations emboitées (0,1 ha à 19,8 km²). Les contributions respectives des différentes sources de sédiments, et leur propagation à travers le bassin, ont pu être déterminées à l’aide des mêmes traceurs que lors de la crue de mai 2012. À l’avenir, la combinaison de traceurs proposée dans cette thèse pourrait être appliquée à d’autres évènements ou d’autres sites
Soil erosion is particularly intense in small mountainous tropical catchments. When supplied to the rivers, eroded sediment leads to numerous problems downstream (transfer of pollutants, increase of water turbidity, dam siltation…). Identifying sediment sources and understanding their dynamics across catchments constitutes a prerequisite to design and implement efficient measures to reduce these problems. This thesis aimed at testing and developing fingerprinting methods, by comparing physico-chemical properties of soils and riverine suspended sediment to define their origin and constrain their transfer across catchments. The study site is a 22.4 km² catchment in northern Laos equipped with nested monitoring stations and submitted to monsoon rainfalls. Three field campaigns were conducted to collect samples of surface soils, gullies, riverbanks, and rainwater, overland flow, river water, suspended matter and deposited sediment during three floods at the beginning of the monsoon in May 2012 and June 2013. Collected samples were analysed to determine fallout radionuclide activities (¹³⁷Cs, ⁷Be and ²¹ºPb), organic matter composition (organic carbon and nitrogen concentrations, C/N ratio, δ¹³C et δ¹⁵N), particle size distribution and water composition (electric conductivity and δ¹⁸O). Several methodological experiments were performed to check assumptions underlying the use of atmospheric 7Be and ²¹ºPb as tracers of sediment (quick adsorption of rainwater radionuclides to soil particles; similarity between /210Pbxs activity ratio measured in overland flow particles and corresponding rainfall signature). During the flood studied in May 2012, the contribution of recently eroded sediment was high at the beginning of the rising stage (25-35%), but was then diluted by sediment remobilization from the riverbed and deposition areas (swamps). The combined determination of particulate organic carbon (POC) and ¹³⁷Cs activity of sediment indicated the dominance of surface soil ( C₃ vegetation labelling) erosion in upstream parts and the increase of riverbank (labelled by C₄ plants) erosion contribution in the downstream part of the catchment. The highest runoff coefficient (11.7%), sediment specific yield (43.3 Mg km-2), total organic carbon specific yield (0.83 MgC km-2) and overland flow contribution (78–100%) were found at the station draining mainly the areas covered with teak plantations. Total organic carbon concentrations and POC specific yields calculated during this thesis are much higher than those obtained during a previous study carried out 10 years earlier in the same catchment, when teak plantations covered a much lower proportion of its area (2.5% in 2002-2003 vs 32% in 2012). At the downstream station, carbon specific yields for the studied flood in 2012 were twice higher than the annual ones observed in 2002-2003 (34 erosive events). During the two floods analysed in June 2013, the spatial and temporal variability of ⁷Be and ²¹ºPb wet deposition was investigated and quantified. The results indicate that the input signal of ⁷Be/²¹ºPb labelling associated with each storm should be determined and that spatially distributed collection of rainfall should be privileged to the sequential time-fractionated sampling at a single location. During these floods, the composition of exported suspended sediment could be studied along a continuum of ten nested stations draining areas between 0.1 ha and 19.8 km². Respective contributions of the different surface and subsurface sources of sediment and their propagation across the catchment, were successfully determined with the same tracers as during the May 2012 event. In future, the panel of parameters used in this thesis could be applied to characterise suspended matter behaviour during floods occurring later in the rainy season, or along a longer continuum of nested monitoring stations

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Hamdad, Hichem. "Recherche d'une description optimum des sources et systèmes vibroacoustiques pour la simulation du bruit de passage des véhicules automobiles." Thesis, Le Mans, 2018. http://www.theses.fr/2018LEMA1032/document.

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Abstract:

Pour commercialiser un véhicule, les constructeurs automobiles doivent se soumettre à la réglementation sur le bruit extérieur. Le règlement de la commission économique pour l'Europe, ECE R51.03, spécifie les niveaux admissibles que peut rayonner un véhicule automobile en roulage. Ce règlement est entré en vigueur depuis le 1er juillet 2016 pour remplacer l'ancien règlement ECE R51.02 (changement de méthode d’essai et sévérisation des niveaux de bruit admissibles). La diminution drastique des niveaux sonores tolérés se fait en trois étapes : passage de 74 dB (A) sous l'ancien règlement, à 68 dB (A) en 2024. Par conséquent, les constructeurs ainsi que les fournisseurs automobiles seront confrontés à un grand défi pour atteindre cet objectif. Ainsi, l'objectif de ces travaux de thèse consiste à développer une aide à la modélisation totale du bruit de passage d’un véhicule, comme le préconisent les essais réglementaires. Le but est de construire des modèles optimaux pour prévoir et évaluer avec précision le bruit que peut rayonner un véhicule en roulage plus tôt dans son cycle de développement, i.e. avant l'étape d'industrialisation. Il faut alors se placer dans la recherche d'un compromis entre précision des estimations, sensibilité aux paramètres, robustesse de la méthode et efficacité numérique
Currently, to put a vehicle on market, car manufacturers must comply to a certification test of exterior noise. The regulation of the United Nations Economic Commission for Europe, ECE R51-03, specifies permissible levels a rolling motor vehicle can emit. This regulation is applied since July 1st, 2016, to replace the old regulation ECE R51-02 (test method change and tightening of permissible levels). The drastic reduction in noise levels will be done in 3 steps: from 74 dB (A) under the old regulation to 68 dB (A) in 2024. Therefore, manufacturers as well as their suppliers will face a great challenge to achieve this goal. The objective of this thesis is to develop an aid to the modeling of the pass-by noise of a vehicle, as called for in regulatory testing. The goal is to predict and evaluate accurately the noise emissions earlier in the vehicle development cycle, i.e. before the industrialization stage. We must then seek a trade-off between accuracy of estimates, sensitivity to parameters, robustness of the method and numerical efficiency

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Tunqui, Neira José Manuel. "Revisiting the concentration-discharge (C-Q) relationships with high-frequency measurements." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2019. http://www.theses.fr/2019SORUS377.

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Abstract:

Les progrès technologiques récents permettent de mesurer à haute-fréquence les concentrations en ions dissous des eaux de rivières, sur de longues périodes. Ces nouvelles données, bien adaptées aux variations temporelles des débits, permettent aujourd'hui de préciser les liens entre les processus hydrologiques du bassin versant et la chimie du cours d'eau. Cependant, elles nécessitent le développement de méthodes adaptées. Cette thèse tente de répondre aux nouvelles questions qui se posent aujourd’hui: quels modèles et méthodes pouvons-nous utiliser pour exploiter les données haute-fréquences et comment transforment-elles notre connaissance de la qualité chimique des rivières ? Au cours de cette thèse, nous avons adapté différentes méthodes et méthodologies conçues à l'origine pour les données basse / moyenne fréquence et les avons appliquées au jeu de données haute-fréquence du River Lab de l'Observatoire Oracle-Orgeval (France). Pendant de nombreuses années, la taille des jeux de données concentrations-débits ayant été limitée, il était difficile d'analyser de manière détaillée la forme précise de la relation C-Q. Dans de nombreux cas, l’équation de puissance précédée d’une transformation logarithmique, semblait adequate. Aujourd’hui, toute la gamme des relations C-Q à haute-fréquance peut maintenant être incluse dans l'analyse. De cette dernière, comme alternative à la relation de puissance, nous proposons d’utiliser une transformation affine de puissance bilatérale. La séparation d’hydrogramme est peut-être l’un des plus anciens problèmes non résolus de l’hydrologie. Dans la thèse, nous avons utilisé conjointement les méthodes de séparation d’hydrogramme de type filtre numérique (RDF) et une équation de mélange à deux composantes basée sur le bilan de masse (MB). Le but etait d'identifier le paramètre du modèle RDF menant aux paramètres de l’équation de mélange les plus réalistes. Nous montrons que cette approche de couplage RDF-MB fonctionne avec un étalonnage spécifique et sur l'hypothèse simple de deux sources d’écoulement. Pour combiner la relation simple de puissance et le modèle de mélange, nous avons appliqué la transformation affine de puissance bilatérale aux deux composantes de l’équation de mélange, à l’aide d’une procédure d'identification multicritère. Le nouveau modèle combiné améliore considérablement, par rapport aux modèles de puissance et de mélange, la simulation des concentrations dans le cours d'eau. Enfin, nous avons développé une méthodologie pour identifier et quantifier les sources sur la seule base d’une analyse chimique. La nouvelle méthode développée au cours de la thèse, sans aucune hypothèse préalable sur la composition des sources potentielles, nous permet d'analyser la variabilité temporelle des sources chimiques et leur relation avec les différents régimes d'écoulement
Recent technological advances allow measuring high-frequency chemical concentrations in rivers over long periods. These new data sets, well adapted to the temporal variations of discharge, allows us today to specify the links between hydrological processes in catchments and the water stream chemistry. However, they require the development of adapted methods for data treatment. This thesis tries to answer to the following questions: which models and methods can we use to exploit high-frequency measurements and the way they are transforming our knowledge of the chemical water-quality? During the course of this thesis, we adapted different methods and methodologies originally designed for low / medium frequency data and applied then to high-frequency dataset of the River Lab of the Oracle-Orgeval observatory (France). For many years, since the size of the C-Q datasets was limited, it was difficult to analyse in much detail the precise shape of the C-Q relationship. In many cases, the power-law relationship appeared adequate, which explains its popularity, although many additions to the basic relation have been proposed to improve it. With the advent of high-frequency measuring devices, all the range of the relationship can now be included in the analysis. As a progressive alternative to the power law relationship and a log-log transformation, we propose to use a two-sided affine power scaling relationship. Hydrograph separation is perhaps one of the oldest unsolved problems of hydrology. In the thesis we aim to use jointly the Recursive Digital Filter (RDF) and Mass Balance (MB) methods in order to identify the RDF model parameter leading to the most realistic MB parameters. We show that a simple methodology proposed for the hydrograph separation (RDF-MB coupling approach) works, with a specific calibration and with the simple hypothesis of two sources of path flow. To combine the power-law relationship and the two-component mixing model, we applied the two-side affine power scaling relationship to the so-called base flow and quick flow (Cb and Cq) components, with a multicriterion identification procedure. The new combined model significantly improves, compared to power and mixing models, the simulation of stream river concentrations. Last, we develop a methodology for identifying and quantifying sources from a purely chemical point of view. The new method developed here, without any preliminary assumption on the composition of the potential sources, allows us analyzing the temporal variability of the end-member sources and their relationship to the different flow regimes

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Fiandino, Mirabelle. "Apports de matières en suspension par les fleuves côtiers à l'étang de Berre (Bouches-du-Rhône, France) : Quantification des flux, identification des zones sources, étude des relations avec les conditions hydrologiques." Aix-Marseille 1, 2003. http://www.theses.fr/2003AIX10035.

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L'Etang de Berre se situe dans le Sud-Est de la France. Il est l'exutoire de trois cours d'eau à régime méditerranéen marqué : l'Arc, la Touloubre et la Cadière. Depuis plusieurs décennies, l'Etang de Berre connaît un profond dysfonctionnement. L'approche géomorphologique présentée dans ce travail permet de déterminer une méthode d'évaluation des apports fluviaux de matières en suspension à l'Étang de Berre et le fonctionnement hydrosédimentaire des systèmes fluviaux. Elle s'appuie sur l'identification des zones potentiellement productrices de matériaux, la quantification des flux de MES de l'Arc, de la Touloubre et de la Cadière vers l'Étang de Berre, pendant la période d'observation (septembre 1998-décembre 2000) et l'extension dans le temps (sur la période 1961-2000) des résultats. De 1961-2000, les flux moyens de MES sont de 23102 t/an pour l'Arc, 6715 t/an pour la Touloubre et 3456 t/an pour la Cadière. En moyenne, près de 26 % des MES arrivant dans l'Etang de Berre, ont une origine fluviale par opposition aux apports duranciens.

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Chiementin, Xavier. "Localisation et quantification des sources vibratoires dans le cadre d'une maintenance préventive conditionnelle en vue de fiabiliser le diagnostic et le suivi de l'endommagement des composants mécaniques tournants : application aux roulements à billes." Reims, 2007. http://theses.univ-reims.fr/exl-doc/GED00000699.pdf.

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L'analyse vibratoire, en vue d'une maintenance préventive conditionnelle, s'avère être un outil remarquable depuis quelques décennies pour les industries. Son emploi vise à servir trois niveaux d'analyse : la surveillance, le diagnostic et le suivi de l'état d'endommagement des équipements. En pratique, les signaux vibratoires enregistrés sont le résultat d'un mélange de différentes sources correspondant aux composants de la machine, ce qui rend difficile l'interprétation de l'état d'endommagement d'un composant en particulier. L'intérêt est de séparer la contribution des différentes sources vibratoires généralement et directement liées à une défaillance plus ou moins importante d'un composant mécanique, à partir de plusieurs mesures réalisées par les accéléromètres. La séparation permettra non seulement de localiser les défauts sur les composants mais également de suivre l'évolution de l'endommagement de chacun d'entre eux. Le principe est alors d'améliorer le diagnostic et le suivi par l'introduction des méthodes inverses. Ces problèmes sont généralement instables et nécessitent des méthodes d'optimisation ou de stabilité. Nous développons deux approches, numérique et expérimentale, qui permettent de stabiliser l'inversion par le biais d'un placement optimal d'un nombre limité de capteurs de vibrations. Ces approches sont validées sur un cas académique puis exploitées sur une structure plus conforme au monde industriel : un carter disposant de deux paliers à roulements accouplé à un moteur
The vibratory analysis, for a conditional preventive maintenance, has proven to be a very appreciated tool for a few decades for industries. Its use is articulated around three levels of analysis : the monitoring, the diagnosis and the follow-up of the state of damage of the equipments. In practice, recorded vibratory signals are the result of a mixture of various sources corresponding to the components of the machine ; this fact makes the interpretation of the damage state of a particular component diffcult. The interest is to separate the contribution from the various vibratory sources generally and directly related to a more or less important failure of a mechanical component, starting from several measurements carried out by the accelerometers. The separation will not only allow to locate the defects on the components but also to follow the evolution of the damage of each of them. The principle is then to improve the diagnosis and the follow-up by the introduction of the inverse methods. These problems are generally unstable and require methods of optimization or of stability. We develop two approaches, a numerical and an experimental, which allow to stabilize the inversion by an optimal location of a limited number of vibratory sensors. These approaches are validated on an academic case, and then they are exploited on a structure in conformity with the industrial world : a casing having two shaft bearings coupled with an engine

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Chiementin, Xavier Dron Jean-Paul. "Localisation et quantification des sources vibratoires dans le cadre d'une maintenance préventive conditionnelle en vue de fiabiliser le diagnostic et le suivi de l'endommagement des composants mécaniques tournants : application aux roulements à billes." Reims : S.C.D. de l'Université, 2007. http://scdurca.univ-reims.fr/exl-doc/GED00000699.pdf.

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Fister, Vincent. "Dynamique des écoulements dans les aquifères calcaires de bas plateaux : de l'identification à la quantification des types de circulation. Exemple des formations triasiques et jurassiques dans le nord-est de la France." Thesis, Université de Lorraine, 2012. http://www.theses.fr/2012LORR0405/document.

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Abstract:

L'hétérogénéité spatiale est un trait caractéristique des aquifères calcaires. Conditionnée par le karst et ses morphologies, cette hétérogénéité explique la fréquente sous-exploitation des réserves de ces hydrosystèmes mais également le degré lacunaire de connaissance de leurs fonctionnements. Nous avons voulu, dans cette recherche, approfondir cette connaissance en scrutant le fonctionnement des aquifères calcaires qui arment les bas plateaux du Nord-Est de la France. Trois de ces bas plateaux ont été retenus, ceux du Dogger et de l'Oxfordien (Jurassique) et celui du Muschelkalk (Trias). Afin de comprendre comment s'organisent les écoulements sur et dans ces trois systèmes, notre démarche s'articule autour de deux principaux axes ; le premier concerne l'identification des modalités de l'écoulement et le second est consacré à leur quantification. En pratique, la connaissance des modalités de circulation a été recherchée à travers l'étude des différents paramètres structurels (géologique, tectonique, karstique) et conjoncturels (précipitation, évapotranspiration) qui interagissent dans le cycle de l'eau. Nous montrons que la variété de fonctionnements hydrologiques observés, à l'échelle du domaine d'étude, est conditionnée principalement par les paramètres structurels ; l'hétérogénéité lithologique, notamment, apparaît comme une clef fonctionnelle déterminante, d'une part, par l'existence d'une multiplicité de nappes d'eau et d'autre part, par son rôle dans la karstogenèse. Les morphologies du karst s'observent principalement sur les secteurs de contact lithostratigraphique et nous avons pu établir, à travers une répartition spatiale des phénomènes du karst (en surface et en souterrain), que ces trois plateaux sont majoritairement déconnectés du karst et dominés par des processus de circulation lents, de l'infiltration à la vidange aquifère. Afin d'apporter des éléments de quantification sur les circulations, une analyse hydroclimatique et géochimique d'exutoires de petites dimensions a été ensuite menée. C'est ainsi qu'une petite dizaine de sources et de bassins versants, localisés dans des contextes physiographiques variés, ont fait l'objet de suivis sur plusieurs cycles hydrologiques. L'analyse nous a permis de préciser les caractères hydrodynamiques de deux grands types de comportement observés au sein des bas plateaux étudiés : le comportement fissural et le comportement karstique. Le comportement fissural se manifeste, à l'échelle annuelle, par un filtrage important des précipitations par les systèmes (forte inertie des valeurs de débits et de conductivités électriques) et également par de lents processus de mise en charge à l'échelle des évènements de crue. Le comportement karstique, quant à lui, est attesté, à l'échelle annuelle, par des pluies moyennement filtrées par les systèmes mais aussi par des variations hydrogéochimiques accusées lors des sollicitations pluviométriques majeures, en lien avec la transmissivité importante de ces milieux
The spatial heterogeneity is a feature of limestone aquifers. Conditioned by the karst and its morphologies, this heterogeneity explains the frequent under-exploitation of these hydrosystem reserves but it also explains the incomplete degree of knowledge of their functionings. In this research we wanted to deepen this knowledge by scrutinizing the functioning of the limestone aquifers which arm the low plateaus of the North-East of France. Three of these low plateaus held our attention, those of Dogger and Oxfordian (Jurassic) and the one of Muschelkalk (Triassic). In order to understand how the flows on and into these three systems are organized, our approach focuses on two main axes ; the first one concerns the identification of the modes of flow and the second one is devoted to quantification. In practice, the knowledge of the flow modes was investigated through the study of various structural parameters (geology, tectonics, karst) and conjunctural parameters (precipitation, evapotranspiration) interacting the water cycle. We show that the variety of hydrological functionings which are observed, on the scale of the study area, is mainly dependent on the structural parameters ; the lithological heterogeneity, in particular, appears as a determining functional key, on the one hand, by the existence of a multiplicity of groundwater and on the other hand, by its role in the karstogenesis. The morphologies of the karst are primarily obvious on the areas of lithostratigraphic contact and we were able to establish, through a spatial distribution of karst phenomena (on and underground), that these three plateaus are mainly disconnected from the karst and run by slow-flow processes, from infiltration to ground water discharge. In order to provide some quantifications of the circulations, a hydroclimatic and geochemical analysis of small outlets was then conducted. Thus a dozen springs and catchments, located in various physiographic settings have been surveyed for several water years. The analysis allowed us to specify the hydrodynamic characteristics of two types of behavior observed in the low plateaus we studied: the fissural behavior and the karstic behavior. The fissural behavior appears, on an annual scale, through a significant rainfall filtering of the systems (high inertia of the values of discharges and electrical conductivities) and also by slow charging processes when flood events occur. The karst behavior, meanwhile, is evidenced on an annual scale, by a moderately rainy filtering of the systems but also by hydrogeochemical variations accused during major rainfall solicitations in connection with the important transmissivity of these environments

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Grenier, Mélanie. "Le rôle du pacifique tropical sud-ouest dans la fertilisation du pacifique équatorial : couplage dynamique et multi-traceur." Toulouse 3, 2012. http://thesesups.ups-tlse.fr/2070/.

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Abstract:

Dans le cadre de ma thèse je me suis intéressée au Sous-Courant Équatorial (EUC) Pacifique, dont les eaux alimentent le Pacifique Équatorial Central et Est, région clé tant pour son rôle climatique que pour la productivité marine. D'une part, j'ai utilisé un modèle océanique pour décrire les sources de l'EUC, leurs transports, leurs caractéristiques moyennes hydrologiques et leurs trajectoires précises jusqu'à l'EUC. D'autre part, j'ai caractérisé l'enrichissement géochimique des eaux alimentant le Pacifique Équatorial, principales nourricières de la zone High Nutrients - Low Chlorophyll (HNLC), à l'aide d'un traceur géochimique, le néodyme (Nd). Finalement, j'ai couplé les deux approches pour quantifier l'évolution géochimique des eaux de la thermocline du Pacifique Sud-Ouest
In my thesis, I study the sources of the Equatorial Undercurrent (EUC). The EUC is composed of water masses that feed the central and eastern equatorial Pacific, an area of prime importance due to its biological productivity and its impact on climate. First, I used an ocean general circulation model (OGCM) to describe the EUC in terms of its source trajectories, transports and mean hydrological characteristics. Then, I characterized the geochemical enrichment of the water masses that feed the equatorial Pacific, the EUC waters being the main contributors to the High Nutrients - Low Chlorophyll (HNLC) area. For this purpose, I used geochemical tracers : the neodymium (Nd) isotopes and the Rare Earth Element (REE) concentrations. Finally, I coupled both approaches to quantify the geochemical evolution of the thermocline waters of the southwest Pacific

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Salameh, Dalia. "Impacts atmosphériques des activités portuaires et industrielles sur les particules fines (PM2.5) à Marseille." Thesis, Aix-Marseille, 2015. http://www.theses.fr/2015AIXM4732/document.

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Abstract:

Les particules fines (PM2.5) suscitent de plus en plus l’intérêt des pouvoirs publics en raison de leurs effets néfastes sur la qualité de l’air et la santé humaine. La mise en place des politiques de réductions efficaces des émissions requière une connaissance détaillée des contributions des principales sources aux concentrations ambiantes en PM. Ainsi, cette thèse a pour objectifs de caractériser la composition chimique des PM2.5, et de quantifier leurs sources d’émissions à Marseille. Pour se faire, une campagne de mesure d’un an (2011-2012) a été conduite sur le site de fond urbain de « Cinq avenues ». La spéciation chimique complète des filtres collectés a été réalisée, et 3 modèles-récepteurs ont été utilisés: CMB (Chemical Mass Balance), PMF (Positive Matrix Factorization), et ME-2 (Multilinear Engine). Bien que basés sur des concepts sensiblement différents, l’exercice d’intercomparaison des sorties de ces modèles a montré globalement un bon accord pour l’estimation des contributions de la combustion de biomasse (entre 23 et 33% en moyenne annuelle) et du trafic véhiculaire (14-26%). En revanche, des différences significatives sont observées pour la source industrielle (1-18%) et le sulfate d’ammonium (12-30%). Cette étude a mis en évidence une contribution importante de la matière organique (OM) qui représente en moyenne 42% des PM2.5. Quant à la quantification des sources, l’un des résultats marquants est la mise en évidence de deux types d’aérosols de combustion de biomasse, dont l’un provient très probablement du brûlage à l’air libre de déchets verts. Ce dernier peut même être considéré comme un contributeur majeur des PM2.5 à l’automne et en début d’hiver
Fine particulate matter (PM2.5) has received considerable attention due to its impact on human health and air quality. Therefore, effective plans for human health protection require a detailed knowledge of the most relevant PM emission sources and their contributions to the ambient PM levels. Thus, this thesis aims to characterize the chemical composition of PM2.5 collected in Marseille area, and quantify the impacts of the main emission sources. To meet these objectives, a one-year monitoring campaign was conducted at the urban background site of “Cinq avenues” during the period of 2011-2012. A detailed chemical characterization of the collected PM2.5 filters was performed, and 3 receptor models were applied to this database: CMB (Chemical Mass Balance), PMF (Positive Matrix Factorization), and ME-2 (Multilinear Engine). Although based on significantly different concepts, the intercomparison exercise of the output data of the used models has generally showed a good agreement in estimating the source contributions of biomass burning (representing between 23 and 33% on annual average) and vehicular traffic (between 14 and 26%). In contrast, significant differences were observed for the industrial (1-18%) and ammonium sulfate (12-30%) sources. This study highlighted the significant contribution of organic matter (OM), which represents 42% of the PM2.5 mass, on average. Regarding the source apportionment results, one of the most striking findings is the identification of two types of biomass burning aerosol, one of which probably comes from open burning of green waste. The latter can even be considered a major contributor to the PM2.5 mass during fall and early winter

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Jiang, Wei. "From Glucose to Collagen: Characterization and Quantification of Biomolecules by Mass Spectrometry." Thesis, The University of Arizona, 2008. http://hdl.handle.net/10150/193322.

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Abstract:

A derivatization method is applied to chemically modify the glucose molecules. Then the derivatized C1 and C2 labeled glucose can be differentiated by tandem mass spectrometry. A multiple reaction monitoring method is developed to quantify the C1- and C2-13C labeled glucose, with deuterated glucose as the internal standard.Based on the fragmentation of cross-linked amino acids (pyridinoline (PYD) and deoxypyridinoline (DPD)), a precursor ion scan method is developed to detect DPD and PYD from a complex matrix. DPD is detected in a hydrolyzed mouse ventricle collagen sample by this method.A series of peptides and proteins are successfully ionized by a home made DESI source. The investigation of the sample surface effect shows that self assembled monolayer surfaces produce better signal than bare gold surfaces, implying that this is due to the lower electron transfer on SAM film which allows more ions to survive.

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Sanchez, Reyes Hugo Samuel. "Inversion cinématique progressive linéaire de la source sismique et ses perspectives dans la quantification des incertitudes associées." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAU026/document.

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Abstract:

La caractérisation des tremblements de terre est un domaine de recherche primordial en sismologie, où l'objectif final est de fournir des estimations précises d'attributs de la source sismique. Dans ce domaine, certaines questions émergent, par exemple : quand un tremblement de terre s’est-il produit? quelle était sa taille? ou quelle était son évolution dans le temps et l'espace? On pourrait se poser d'autres questions plus complexes comme: pourquoi le tremblement s'est produit? quand sera le prochain dans une certaine région? Afin de répondre aux premières questions, une représentation physique du phénomène est nécessaire. La construction de ce modèle est l'objectif scientifique de ce travail doctoral qui est réalisé dans le cadre de la modélisation cinématique. Pour effectuer cette caractérisation, les modèles cinématiques de la source sismique sont un des outils utilisés par les sismologues. Il s’agit de comprendre la source sismique comme une dislocation en propagation sur la géométrie d’une faille active. Les modèles de sources cinématiques sont une représentation physique de l’histoire temporelle et spatiale d’une telle rupture en propagation. Cette modélisation est dite approche cinématique car les histoires de la rupture inférées par ce type de technique sont obtenues sans tenir compte des forces qui causent l'origine du séisme.Dans cette thèse, je présente une nouvelle méthode d'inversion cinématique capable d'assimiler, hiérarchiquement en temps, les traces de données à travers des fenêtres de temps évolutives. Cette formulation relie la fonction de taux de glissement et les sismogrammes observés, en préservant la positivité de cette fonction et la causalité quand on parcourt l'espace de modèles. Cette approche, profite de la structure creuse de l’histoire spatio-temporelle de la rupture sismique ainsi que de la causalité entre la rupture et chaque enregistrement différé par l'opérateur. Cet opérateur de propagation des ondes connu, est différent pour chaque station. Cette formulation progressive, à la fois sur l’espace de données et sur l’espace de modèle, requiert des hypothèses modérées sur les fonctions de taux de glissement attendues, ainsi que des stratégies de préconditionnement sur le gradient local estimé pour chaque paramètre du taux de glissement. Ces hypothèses sont basées sur de simples modèles physiques de rupture attendus. Les applications réussies de cette méthode aux cas synthétiques (Source Inversion Validation Exercise project) et aux données réelles du séisme de Kumamoto 2016 (Mw=7.0), ont permis d’illustrer les avantages de cette approche alternative d’une inversion cinématique linéaire de la source sismique.L’objectif sous-jacent de cette nouvelle formulation sera la quantification des incertitudes d’un tel modèle. Afin de mettre en évidence les propriétés clés prises en compte dans cette approche linéaire, dans ce travail, j'explore l'application de la stratégie bayésienne connue comme Hamiltonian Monte Carlo (HMC). Cette méthode semble être l’une des possibles stratégies qui peut être appliquée à ce problème linéaire sur-paramétré. Les résultats montrent qu’elle est compatible avec la stratégie linéaire dans le domaine temporel présentée ici. Grâce à une estimation efficace du gradient local de la fonction coût, on peut explorer rapidement l'espace de grande dimension des solutions possibles, tandis que la linéarité est préservée. Dans ce travail, j'explore la performance de la stratégie HMC traitant des cas synthétiques simples, afin de permettre une meilleure compréhension de tous les concepts et ajustements nécessaires pour une exploration correcte de l'espace de modèles probables. Les résultats de cette investigation préliminaire sont encourageants et ouvrent une nouvelle façon d'aborder le problème de la modélisation de la reconstruction cinématique de la source sismique, ainsi, que de l’évaluation des incertitudes associées
The earthquake characterization is a fundamental research field in seismology, which final goal is to provide accurate estimations of earthquake attributes. In this study field, various questions may rise such as the following ones: when and where did an earthquake happen? How large was it? What is its evolution in space and time? In addition, more challenging questions can be addressed such as the following ones: why did it occur? What is the next one in a given area? In order to progress in the first list of questions, a physical description, or model, of the event is necessary. The investigation of such model (or image) is the scientific topic I investigate during my PhD in the framework of kinematic source models. Understanding the seismic source as a propagating dislocation that occurs across a given geometry of an active fault, the kinematic source models are the physical representations of the time and space history of such rupture propagation. Such physical representation is said to be a kinematic approach because the inferred rupture histories are obtained without taking into account the forces that might cause the origin of the dislocation.In this PhD dissertation, I present a new hierarchical time kinematic source inversion method able to assimilate data traces through evolutive time windows. A linear time-domain formulation relates the slip-rate function and seismograms, preserving the positivity of this function and the causality when spanning the model space: taking benefit of the time-space sparsity of the rupture model evolution is as essential as considering the causality between rupture and each record delayed by the known propagator operator different for each station. This progressive approach, both on the data space and on the model space, does require mild assumptions on prior slip-rate functions or preconditioning strategies on the slip-rate local gradient estimations. These assumptions are based on simple physical expected rupture models. Successful applications of this method to a well-known benchmark (Source Inversion Validation Exercise 1) and to the recorded data of the 2016 Kumamoto mainshock (Mw=7.0) illustrate the advantages of this alternative approach of a linear kinematic source inversion.The underlying target of this new formulation will be the future uncertainty quantification of such model reconstruction. In order to achieve this goal, as well as to highlight key properties considered in this linear time-domain approach, I explore the Hamiltonian Monte Carlo (HMC) stochastic Bayesian framework, which appears to be one of the possible and very promising strategies that can be applied to this stabilized over-parametrized optimization of a linear forward problem to assess the uncertainties on kinematic source inversions. The HMC technique shows to be compatible with the linear time-domain strategy here presented. This technique, thanks to an efficient estimation of the local gradient of the misfit function, appears to be able to rapidly explore the high-dimensional space of probable solutions, while the linearity between unknowns and observables is preserved. In this work, I investigate the performance of the HMC strategy dealing with simple synthetic cases with almost perfect illumination, in order to provide a better understanding of all the concepts and required tunning to achieve a correct exploration of the model space. The results from this preliminary investigation are promising and open a new way of tackling the kinematic source reconstruction problem and the assessment of the associated uncertainties

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Pépin, Christine. "Quantification vectorielle et codage conjoint source-canal par les réseaux de points." Paris, ENST, 1997. http://www.theses.fr/1997ENST0030.

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Abstract:

Depuis le début des années 80, l'émergence à la fois de la quantification vectorielle comme technique efficace de compression de l'information, et des modulations codées comme moyen très puissant de codage de canal, ont permis un développement sans précèdent des communications numériques. Ces deux techniques ont permis d'envisager la transmission d'images animées sur des supports à bande étroite (p. Ex. La tvhd numérique et tout récemment l'umts - système mobiles de 3eme génération). Cependant, elles ont toujours été traitées indépendamment l'une de l'autre : la compression tente de réduire le débit binaire le plus possible pour un niveau de distorsion fixe, ce qui conduit les codeurs de canal a fortement protégé l'information devenue plus sensible au bruit dans le canal. Cette séparation dans les rôles des codeurs de source et de canal n'est justifiée que pour des codeurs (et décodeurs) complexes. Les contraintes de faible complexité et de transmission en temps réel imposées à presque tous les systèmes pratiques rendent cette séparation difficile. Dans ce contexte, l'alternative proposée par le codage conjoint offre une solution intéressante. Cette thèse s'est fixée pour objectif d'étudier les performances des réseaux de points à la fois comme codes de source et comme codes de canal. Une première approche a été d'évaluer la quantification vectorielle d'une source gaussienne stationnaire à l'aide de constellations de points particulières appelées constellations de voronoi. Nous avons développé un algorithme de codage et montre que les constellations de voronoi offrent de bonnes performances pour des valeurs élevées du débit binaire, et rejoignent celles prévues par la théorie du codage de source lorsque la dimension devient élevée. Nous nous sommes ensuite intéressés à la quantification de sources gaussiennes non stationnaires en choisissant une mesure de distorsion autre que l'erreur quadratique moyenne permettant de s'adapter au caractère local de la source. Les résultats de simulation ont montré que les constellations de voronoi étaient bien adaptées aux sources gaussiennes non stationnaires si ces constellations étaient basées sur des réseaux de points de haute diversité. Le double rôle de quantificateurs vectoriels et de modulations codées que jouent les réseaux de points les disposent naturellement à être utilises comme codeurs conjoints source-canal. Nous avons donc étudié les performances des constellations de voronoi lorsqu'elles sont conjointement optimisées pour une source gaussienne et un canal à bruit additif blanc gaussien (bon modèle pour les systèmes par satellites) ou à évanouissements (bon modèle pour les systèmes de transmission terrestres). Une deuxième approche au codage conjoint a été de considérer le cas où la fréquence d'échantillonnage du canal est plus grande que celle de la source. Une technique originale de codage conjoint, dans laquelle le code de source se déduit du code de canal par projection, est présentée et offre des résultats très intéressants.

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Fève, Gwendal. "Quantification du courant alternatif : la boîte quantique comme source d'électrons uniques subnanoseconde." Paris 6, 2006. http://www.theses.fr/2006PA066608.

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Abstract:

Cette thèse est dédiée à l'étude du transport subnanoseconde de charges dans un conducteur quantique modèle: la capacité mésoscopique. En appliquant une tension hyperfréquence sur une grille située au dessus d'une boîte quantique de taille micronique, on sonde la dynamique de transfert de charges de la boîte vers un réservoir. Dans le régime linéaire, ce circuit est équivalent à une capacité quantique reliée à la densité d'états de la boîte en série d’une résistance constante et égale au demi quantum de résistance h/2e2. Dans le régime non linéaire obtenu en appliquant une tension créneau d'amplitude comparable à l'énergie d'addition de la boîte (énergie nécessaire à l’ajout d’une charge), le courant alternatif est quantifié en unité de 2ef traduisant l'émission et l'absorption par la boîte d'un unique électron par période. La phase du courant permet la détermination du temps d’échappement de la charge dans une gamme allant de la centaine de picosecondes à la dizaine de nanosecondes.

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Pépin, Christine. "Quantification vectorielle et codage conjoint source-canal par les réseaux de points /." Paris : École nationale supérieure des télécommunications, 1998. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb36704869j.

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Fève, Gwendal. "Quantification du courant alternatif : la boîte quantique comme source d' électrons uniques subnanoseconde." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00119589.

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Abstract:

Cette thèse est consacrée à l'étude du transport dynamique subnanoseconde de charges
dans un conducteur quantique modèle : le circuit RC quantique. En appliquant des tensions
hyperfréquence sur une grille située au dessus d'une boîte quantique de taille submicronique,
on peut sonder la dynamique de transfert de charges de la boîte vers son réservoir. Dans
le régime linéaire, elle est caractérisée par une capacité quantique reliée à la densité d'états
de la boîte et une résistance de relaxation de charge constante et égale au demi quantum
de résistance h/2e^2 lorsqu'un seul mode de conduction est transmis du réservoir à la boîte. Je
me suis plus largement consacré à l'étude du régime non linéaire obtenu en appliquant des
tensions créneau d'amplitude comparable à l'énergie d'addition de la boîte (énergie nécessaire
pour ajouter une charge élémentaire). J'ai mis en évidence dans ce régime une quantification
du courant alternatif en unité de 2ef qui traduit l'émission et l'absorption par la boîte d'une
charge unique à chaque période du signal d'excitation. Ce dispositif fonctionne alors comme
une source d'électrons uniques analogue aux sources de photons uniques en optique. L'évolution
du temps d'émission de la charge par effet tunnel en fonction des différents paramètres
contrôlables (couplage de la boîte au réservoir, potentiel de la boîte ...) a été déterminée dans
une large gamme temporelle, de la centaine de picosecondes à la dizaine de nanosecondes. Ces
résultats sont en excellent accord avec un modèle théorique simple que j'ai développé durant
ma thèse. Ils ouvrent la voie à des expériences d'optique électronique à une seule particule.

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Wehner, Daniel T. "Head movements of children in MEG : quantification, effects on source estimation, and compensation." Thesis, Massachusetts Institute of Technology, 2007. http://hdl.handle.net/1721.1/40540.

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Abstract:

Thesis (S.M.)--Massachusetts Institute of Technology, Dept. of Electrical Engineering and Computer Science, 2007.
Includes bibliographical references (leaves 36-38).
Head movements during MEG recordings in children may lead to inaccurate localization of brain activity. In this thesis, we examined the effects of head movements on source estimation in twenty children performing a simple auditory cognitive task. In addition, we tested the ability of a recently introduced spherical harmonic expansion method, signal space separation (SSS), to compensate for the effects of head movements on two source models: equivalent current dipoles (ECDs) and minimum norm estimates (MNE). In the majority of subjects, the goodness-of-fit of ECDs fit to the peak of the auditory N100m response was increased following the SSS correction compared with the averaged forward solution method proposed earlier. The spatial spread of ECDs as determined with a bootstrapping approach was also reduced after SSS correction. In addition, the MNE source estimates were spatially sharpened following SSS application, indicative of an increase in signal to noise ratio. Together these results suggest that SSS is an effective method to compensate for head movements in MEG recordings in children.
by Daniel T. Wehner.
S.M.

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Hettiyadura, Anusha Priyadarshani Silva. "Quantification of organosulfates and their application in source apportionment of atmospheric organic aerosols." Diss., University of Iowa, 2018. https://ir.uiowa.edu/etd/6132.

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Abstract:

Organic aerosol is a major constituent of atmospheric fine particulates (PM2.5), which adversely affect human health and change the Earth’s radiative energy balance. Primary organic aerosol is directly emitted from sources and secondary organic aerosol (SOA) is formed in the atmosphere following oxidation of volatile organic compounds (VOC) from anthropogenic and biogenic sources. Biogenic SOA is enhanced by anthropogenic pollutants such as sulfate and NOx that mainly come from fossil fuel combustion. However, the extent to which the anthropogenic pollutants enhance biogenic SOA in different environments is unknown. The central hypothesis of this thesis is that organosulfates, organic compounds containing a sulfate ester group, are useful as tracers for anthropogenically-influenced biogenic SOA. This research aims to provide a better understanding of the sources of PM2.5 organic carbon (OC), particularly secondary organic carbon (SOC), through the inclusion of organosulfates in an organic tracer-based source apportionment model. The specific objectives of this research include 1) development of a highly sensitive and accurate method to quantify highly polar organosulfates in atmospheric aerosols, 2) identification and quantification of major organosulfate species in the ambient air, and 3) determination of anthropogenic and biogenic sources and their contributions to PM2.5 OC using an organic tracer-based positive matrix factorization (PMF) model. A highly sensitive and accurate method was developed and validated for the quantification of highly polar organosulfates using hydrophilic interaction liquid chromatography (HILIC) and tandem mass spectrometry (MS/MS). The developed method shows excellent retention of carboxylic acid and hydroxyl containing organosulfates. The HILIC-MS/MS method was applied to PM2.5 samples collected in summer 2013 at a rural site in Centreville, AL. Quantified organosulfates accounted for approximately 0.3% of PM2.5 OC. Other major organosulfates, for which standards are not available, were monitored by their fragmentation to the bisulfate anion and/ or sulfate ion radical. The major organosulfates were determined to be 2-methyltetrol sulfate and other isoprene-derived organosulfates. Eight sources of the PM2.5 OC in Centreville, AL were identified using PMF model through the application of organosulfates and commonly used organic tracers measured in samples collected during the daytime and nighttime: vehicle emissions (8%), prescribed burning (11%), isoprene SOC formed under low-NOx (13%) and high-NOx conditions (11%), SOC formed by photochemical reactions (9%), oxidatively aged biogenic SOC (6%), sulfuric acid-influenced SOC (21%), and monoterpene SOC formed under high-NOx conditions (21%). The organosulfates enabled organic tracer-based PMF to resolve sulfuric acid-influenced SOC, while the daytime and nighttime measurements enabled organic tracer-based PMF to resolve SOC formation pathways with diurnal variations (e.g. SOC formed by photochemical reactions). The PM2.5 OC in Centreville was mainly secondary in origin (81%) and was influenced by NOx, ozone (a product of photochemical reactions of NOx and VOC), and sulfuric acid. Together, primary and secondary OC influenced by the fossil fuel use was 76%. Thus, the majority of the PM2.5 OC in Centreville during summer can be controlled by the reduction of fossil fuel use. The HILIC-MS/MS method was also applied to daily PM2.5 samples collected from an urban site in Atlanta, GA during August 2015. The major organosulfate species identified in Atlanta were dominated by 2-methyltetrol sulfate and other isoprene-derived organosulfates, similar to Centreville. They contributed 16% of PM2.5 OC and accounted for the majority of the isoprene-derived SOA that had not previously been identified at the molecular level. The concentrations of the major isoprene-derived organosulfates in Atlanta were two to six times higher than in Centreville. The greatest enhancement was obtained for 2-methylglyceric acid sulfate, a known isoprene SOA tracer formed under high-NOx conditions, reflecting the 15 times higher average NOx concentration in Atlanta during August 2015 compared to Centreville in summer 2013. These results indicate that NOx had a stronger influence on isoprene-derived organosulfate formation in urban Atlanta compared to rural Centreville. Overall, these results indicate that organosulfates are useful tracers for anthropogenically-influenced biogenic SOA. Thus, it is important to quantify them for use in organic tracer-based PMF modeling to determine the anthropogenically-influenced biogenic SOC in PM2.5 OC.

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Spriggs, M. P. "Quantification of acoustic emission from soils for predicting landslide failure." Thesis, Loughborough University, 2005. https://dspace.lboro.ac.uk/2134/10903.

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Abstract:

Acoustic emission (AE) is a natural phenomenon that occurs when a solid is subjected to stress. These emissions are produced by all materials during pre failure. In soil, AE results from the release of energy as particles undergo small strains. If these emissions can be detected, then it becomes possible to develop an early warning system to predict slope failure. International research has shown that AE can be used to detect ground deformations earlier than traditional techniques, and thus it has a role to play in reducing risk to humans, property and in mitigating such risks. This thesis researches the design of a system to quantify the AE and calculate the distance to the deformation zone, and hence information on the mechanism of movement. The quantification of AE is derived from measuring the AE event rate, the output of which takes the form of a displacement rate. This is accurate to an order of magnitude, in line with current standards for classifying slope movements The system also demonstrates great sensitivity to changes within the displacement rate by an order of magnitude, making the technique suitable to remediation monitoring. Knowledge of the position of the shear surface is critical to the planning of cost effective stabllisation measures. This thesis details the development of a single sensor source location technique used to obtain the depth of a developing or existing shear surface within a slope. The active waveguide is used to reduce attenuation by taking advantage of the relatively low attenuation of metals such as steel. A method of source location based on the analysis of Lamb wave mode arrival times at a smgle sensor is summansed. An automatic approach to source location is demonstrated to locate a regular AE source to within one metre. Overall consideration is also given to field trials and towards the production of monitoring protocols for data analysis, and the implementation of necessary emergency/remediation plans.

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Grenier, Melanie. "Le rôle du Pacifique Tropical Sud-Ouest dans la fertilisation du Pacifique Équatorial : couplage dynamique et multi-traceur." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00876092.

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Abstract:

Dans le cadre de ma thèse je me suis intéressée au Sous-Courant Équatorial (EUC) Pacifique, dont les eaux alimentent le Pacifique Équatorial Central et Est, région clé tant pour son rôle climatique que pour la productivité marine. D'une part, j'ai utilisé un modèle océanique pour décrire les sources de l'EUC, leurs transports, leurs caractéristiques moyennes hydrologiques et leurs trajectoires précises jusqu'à l'EUC. D'autre part, j'ai caractérisé l'enrichissement géochimique des eaux alimentant le Pacifique Équatorial, principales nourricières de la zone High Nutrients - Low Chlorophyll (HNLC), à l'aide d'un traceur géochimique, le néodyme (Nd). Finalement, j'ai couplé les deux approches pour quantifier l'évolution géochimique des eaux de la thermocline du Pacifique Sud-Ouest. La première partie a été motivée par la question soulevée depuis un peu plus de 10 ans concernant l'impact des variations des transports et des propriétés hydrologiques de la langue d'eau froide sur la modulation basse fréquence d'El Niño Southern Oscillation (ENSO). Les eaux constituant l'EUC présentent une large gamme de températures et de salinités qui expliquent l'hétérogénéité des propriétés de la langue d'eau froide et participent à la variabilité décennale d'ENSO. Dans ce contexte, j'ai étudié la structure verticale des masses d'eau de l'EUC au cours de leur advection vers l'est en fonction des différentes sources qui l'alimentent. Pour cela, j'ai utilisé un modèle océanique et un outil de suivi lagrangien qui m'ont permis de déterminer les sources majeures de l'EUC et leurs trajectoires et de quantifier l'évolution de leur transport entre la partie ouest (156°E) et la partie centrale de l'EUC (140°W). Nous nous sommes aussi intéressées à l'évolution des propriétés hydrologiques de ces sources entre 10°N/10°S et l'équateur. Nous avons ainsi pu mettre en évidence l'importance de la contribution des eaux transportées par les courants de bord ouest (WBCs), contribution dominée par les apports issus de la Mer des Salomon. Toutes les sources subissent des modifications hydrologiques lors de leur trajet vers l'EUC, et il semble notamment nécessaire d'invoquer une part de mélange diapycnal pour expliquer l'allègement en densité des eaux issues des WBCs. La seconde partie traite de la question majeure de l'enrichissement en éléments nutritifs de la zone HNLC, région cruciale en raison de la production biologique qui s'y développe et qui participe à la régulation du carbone atmosphérique. Au cours de la dernière décennie a été proposée l'hypothèse que les apports proviennent essentiellement des marges continentales de Papouasie Nouvelle-Guinée. Sur une base de circulation bien documentée, grâce à la première partie de mon travail, nous avons vérifié cette hypothèse à l'aide de mesures de traceurs géochimiques in situ, les Élements Terres Rares, et en particulier la composition isotopique du Nd, qui marquent les origines de la matière continentale présente dans l'eau de mer et aident à quantifier les processus par lesquels elle y parvient. Nous avons ainsi pu souligner un enrichissement progressif des eaux le long des îles du Pacifique tropical sud et un contenu géochimique souvent maximum le long des côtes de PNG. Un apport provenant des côtes d'Amérique Latine est envisagé pour les eaux s'écoulant sous l'EUC. Les résultats obtenus de la mesure des deux traceurs convergent vers l'hypothèse que le principal processus d'apport géochimique est la dissolution de matériel sédimentaire lors du contact des masses d'eau le long des côtes. Leurs évolutions suggèrent cependant une perte de matériel dissous vers la marge sédimentaire par adsorption sur les particules, très abondantes à l'embouchure des fleuves. La troisième partie couple le traceur virtuel - les trajectoires modélisées - et le traceur réel - les éléments géochimiques - pour se focaliser sur la quantification des flux géochimiques des eaux alimentant l'EUC, et ainsi la zone HNLC. Par ce couplage, nous avons pu déterminer les zones d'enrichissement des couches supérieures et inférieures de la thermocline transitant par les WBCs sud, entre leurs régions de subduction et l'amont de l'EUC. Si les eaux de la thermocline supérieure semblent s'enrichir principalement le long des côtes des îles du Pacifique Tropical Sud, celles de la thermocline inférieure bénéficieraient en plus d'un fort apport le long des côtes de PNG, très favorable pour une éventuelle réalimentation de la zone HNLC.

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Lillyman, Carrie Danielle. "The quantification of mobile source contributions to fine particulate matter in the Greater Toronto Area." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 2001. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk3/ftp04/MQ58811.pdf.

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Mobile, Michael Anthony. "Quantification of Parameters in Models for Contaminant Dissolution and Desorption in Groundwater." Diss., Virginia Tech, 2012. http://hdl.handle.net/10919/37812.

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Abstract:

One of the most significant challenges faced when modeling mass transfer from contaminant source zones is uncertainty regarding parameter estimates. These rate parameters are of particular importance because they control the connectivity between a simulated contaminant source zone and the aqueous phase. Where direct observation has fallen short, this study attempts to interpret field data using an inverse modeling technique for the purpose of constraining mass transfer processes which are poorly understood at the field scale. Inverse modeling was applied to evaluate parameters in rate-limited models for mass transfer. Two processes were analyzed: (i) desorption of hydrophobic contaminants and (ii) multicomponent Non-Aqueous Phase Liquid (NAPL) dissolution. Desorption was investigated using data obtained from elution experiments conducted with weathered sediment contaminated with 2,4,6 trinitrotoluene (TNT) (Sellm and Iskandar, 1994). Transport modeling was performed with four alternative source models, but predictive error was minimized by two first-order models which represented sorption/desorption using a Freundlich isotherm. The results suggest that first-order/Freundlich models can reproduce dynamic desorption attributed to high-and-low relative energy sorption sites. However, additional experimentation with the inversion method suggests that mass constraints are required in order to appropriately determine mass transfer coefficients and sorption parameters. The final portion of this research focused on rate-limited mass transfer from multicomponent NAPLs to the aqueous phase. Previous work has been limited to bench and intermediate scale findings which have been shown to inadequately translate to field conditions. Two studies were conducted in which numerical modeling was used to reproduce dissolution from multicomponent NAPL sources. In the first study, a model was generated to reproduce dissolution of chloroform (TCM), trichloroethylene (TCE) and tetrachloroethylene (PCE) observed during an emplaced-source field experiment conducted within a flow cell (Broholm et al., 1999). In the second study, a methodology was developed for analyzing benzene, toluene, ethylbenzene and xylene (BTEX) data during a field-scale mass transfer test conducted within a vertically-smeared source zone (Kavanaugh, 2010). The findings suggest that the inversion technique, when provided appropriate characterization of site and source parameters and when given appropriate dataset resolution, represents a viable method for parameter determination. Furthermore, the findings of this research suggest that inversion-based modeling provides an innovative predictive method for determining mass transfer parameters for multicomponent mixtures at the field scale.
Ph. D.

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Larrose, Aurélie. "Quantification et spatialisation de la contamination en éléments traces métalliques du système fluvio-estuarien girondin." Thesis, Bordeaux 1, 2011. http://www.theses.fr/2011BOR14285/document.

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Abstract:

L’estuaire de la Gironde est affecté par une pollution polymétallique historique provenant de son bassin versant (affluent du Lot). L’analyse de 320 échantillons de sédiments couvrant l’ensemble de la surface estuarienne nous a permis d’établir les premières cartographies à haute résolution spatiale de la contamination métallique des sédiments de surface. Elles révèlent des zones d’accumulation préférentielle des ETM au niveau de la zone des îles en amont de l’estuaire et du chenal nord en aval de l’estuaire. Le facteur de contrôle dominant cette répartition est la granularité des sédiments.L’estimation des stocks métalliques potentiellement re-mobilisables, des facteurs d’enrichissement et de la toxicité potentielle du cocktail des ETM prioritaires nous ont permis d’évaluer un risque de toxicité faible à moyen des ETM vis-à-vis du biota. La contamination en ETM des bassins versants affluents de l’estuaire de la Gironde inclus dans le périmètre du SAGE Estuaire a été appréhendée en couplant sous SIG les caractéristiques typologiques de 57 bassins versants et la géochimie des sédiments prélevés à l’exutoire de ces bassins.Les anomalies les plus importantes concernent les bassins proches de l’agglomération bordelaise et correspondent au cortège des « traceurs urbains » : Ag, Cd, Cu, Hg, Sb et Zn, ainsi que Cu pour les bassins viticoles. L’étude des variations temporelles et spatiales des concentrations en ETM sur les chenaux drainant deux bassins versants agricoles montre des apports ponctuels ou chroniques en Ag,As, Cu et U attribués aux activités anthropiques. Les zones de marais jouent un rôle important dans la spéciation des ETM en lien avec les transformations de la matière organique (e.g. As). Des expérimentations de laboratoire ont permis de caractériser les processus affectant les ETM issus des sols agricoles lors de leur transfert et de leur transport dans les systèmes aquatiques. Les phénomènes de relargage à long terme de Cu soulignent le rôle important des colloïdes organiques dans la mobilité et la biodisponibilité potentielle de cet élément
The Gironde estuarine system is impacted by historic polymetallic pollution due to mining and smelting activities in the upper watershed. Based on a high spatial resolution sampling strategy, wepropose the first maps of trace element (TE) contamination in the surface sediment at the estuarine scale. The highest TE concentrations occurred in the North Channel in the downstream estuary and inthe island zone in the upper estuary. Estimation of potentially releasable TE fraction, of enrichment factors and a comparison between measured TE concentrations and sediment quality guidelines allow us to class a major part of the estuary as a low to medium priority zone in terms of potential toxicityfor aquatic organisms.The TE contamination in the intra-estuarine watersheds included in a project of water quality management of the Gironde estuary (SAGE), was assessed for 57 watersheds by coupling into GIS,typological characteristics of the watersheds and geochemical analyses of stream sediments. Highest anomalies were found for urban watersheds for which urban tracers were identified as Ag, Cd, Cu, Hg,Sb and Zn, and for vineyard watersheds with Cu. A study of temporal and spatial variations of TEconcentrations in two small agricultural watersheds lead us to identify inputs from point and diffusive sources, especially for Ag, As, Cu and U related to anthropogenic activities. Marsh areas also play an important role in TE reactivity mainly due to organic matter transformations. In laboratory experiments simulating the transportation of TE from agricultural soils to aquatic systems and the maturing process of soil particles in the stream help us to identify processes responsible for TE release in the environment. Long term release of copper was mainly attributed to organic colloid transformation which implies an increase in the mobility, and consequently, the potential bioavailability/toxicity of Cu for aquatic organisms

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Cock, B. J. "Quantification of diffuse source pollution : evaluation of a computer based approach in the Sturt River catchment /." Title page, contents and abstract only, 1994. http://web4.library.adelaide.edu.au/theses/09ENV/09envc664.pdf.

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Gérard, Hudon Marie-Christine. "Quantification des phosphatidylcholines disaturées pulmonaires foetaux murins et dimorphisme sexuel." Thesis, Université Laval, 2011. http://www.theses.ulaval.ca/2011/28383/28383.pdf.

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Slobodan, Dražić. "Shape Based Methods for Quantification and Comparison of Object Properties from Their Digital Image Representations." Phd thesis, Univerzitet u Novom Sadu, Fakultet tehničkih nauka u Novom Sadu, 2019. https://www.cris.uns.ac.rs/record.jsf?recordId=107871&source=NDLTD&language=en.

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Abstract:

The thesis investigates development, improvement and evaluation of methods for quantitative characterization of objects from their digital images and similarity measurements between digital images. Methods for quantitative characterization of objects from their digital images are increasingly used in applications in which error can have crtical consequences, but the traditional methods for shape quantification are of low precision and accuracy. In the thesis is shown that the coverage of a pixel by a shape can be used to highly improve the accuracy and precision of using digital images to estimate the maximal distance between objects furthest points measured in a given direction. It is highly desirable that a distance measure between digital images can be related to a certain shape property and morphological operations are used when defining a distance for this purpose. Still, the distances defined in this manner turns out to be insufficiently sensitive to relevant data representing shape properties in images. We show that the idea of adaptive mathematical morphology can be used successfully to overcome problems related to sensitivity of distances defined via morphological operations when comparing objects from their digital image representations.
У тези су размотрени развој, побољшање и евалуација метода за квантитативну карактеризацију објеката приказаних дигиталним сликама, као и мере растојања између дигиталних слика. Методе за квантитативну карактеризацију објеката представљених дигиталним сликама се све више користе у применама у којима грешка може имати критичне последице, а традиционалне методе за квантитативну карактеризацију су мале прецизности и тачности. У тези се показује да се коришћењем информације о покривеност пиксела обликом може значајно побољшати прецизност и тачност оцене растојања између две најудаљеније тачке облика мерено у датом правцу. Веома је пожељно да мера растојања између дигиталних слика може да се веже за одређену особину облика и морфолошке операције се користе приликом дефинисања растојања у ту сврху. Ипак, растојања дефинисана на овај начин показују се недовољно осетљива на релевантне податке дигиталних слика који представљају особине облика. У тези се показује да идеја адаптивне математичке морфологије може успешно да се користи да би се превазишао поменути проблем осетљивости растојања дефинисаних користећи морфолошке операције.
U tezi su razmotreni razvoj, poboljšanje i evaluacija metoda za kvantitativnu karakterizaciju objekata prikazanih digitalnim slikama, kao i mere rastojanja između digitalnih slika. Metode za kvantitativnu karakterizaciju objekata predstavljenih digitalnim slikama se sve više koriste u primenama u kojima greška može imati kritične posledice, a tradicionalne metode za kvantitativnu karakterizaciju su male preciznosti i tačnosti. U tezi se pokazuje da se korišćenjem informacije o pokrivenost piksela oblikom može značajno poboljšati preciznost i tačnost ocene rastojanja između dve najudaljenije tačke oblika mereno u datom pravcu. Veoma je poželjno da mera rastojanja između digitalnih slika može da se veže za određenu osobinu oblika i morfološke operacije se koriste prilikom definisanja rastojanja u tu svrhu. Ipak, rastojanja definisana na ovaj način pokazuju se nedovoljno osetljiva na relevantne podatke digitalnih slika koji predstavljaju osobine oblika. U tezi se pokazuje da ideja adaptivne matematičke morfologije može uspešno da se koristi da bi se prevazišao pomenuti problem osetljivosti rastojanja definisanih koristeći morfološke operacije.

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Hixon, Lee Franklin. "Potential and Quantification of Street Sweeping Pollutant Reductions towards addressing TMDL WLAs for MS4 Compliance." Diss., Virginia Tech, 2019. http://hdl.handle.net/10919/100955.

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Abstract:

Municipal separate storm sewer system (MS4) permittees face costly obligations to reduce pollutant loadings needed to achieve waste load allocations (WLAs) and meet total maximum daily loads (TMDLs). Street sweeping is potentially an effective BMP since streets exist throughout urban watersheds, often are directly connected to the storm sewer, and are found to contain an abundance of contaminants. Although pollutant removal from street sweeping has been evaluated for decades, an understanding of the impact on water quality in receiving streams is elusive. Due to numerous variables, the large number of samples necessary to measure impact in receiving streams may never be obtained. In response, modeled pollutant removal efficiencies based on frequency of sweeping have been recommended to the Chesapeake Bay Program, but these results are suspect. Alternatively, the amount of swept material has emerged as a method to quantify reductions. A sampling study was conducted to measure pollutants in swept material. The study identified the fraction of material susceptible to transport in runoff based on timing of sweeping in relation to runoff events. Based on observed pollutant concentration associations with particle size, the study results in estimates of pollutant concentrations for the fraction of material susceptible to downstream transport, dependent on duration since the last rainfall and type of surface swept, whether the area is a streets or a parking lot. Pollutant loadings and required reductions to achieve the Chesapeake Bay WLAs for various land use sample areas are computed for an average year. Modeled removal efficiencies and results from the sampling study were employed to assess impacts from street sweeping. Modeled efficiencies predict significantly lower impact than measurements of pollutants susceptible to runoff in swept material. Modeled loadings are inconsistent with measurements of swept materials and the rigorous sweeping frequency required for modeled removal efficiency credit appears to be unnecessary.
Doctor of Philosophy

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Kamilis, Dimitrios. "Uncertainty Quantification for low-frequency Maxwell equations with stochastic conductivity models." Thesis, University of Edinburgh, 2018. http://hdl.handle.net/1842/31415.

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Abstract:

Uncertainty Quantification (UQ) has been an active area of research in recent years with a wide range of applications in data and imaging sciences. In many problems, the source of uncertainty stems from an unknown parameter in the model. In physical and engineering systems for example, the parameters of the partial differential equation (PDE) that model the observed data may be unknown or incompletely specified. In such cases, one may use a probabilistic description based on prior information and formulate a forward UQ problem of characterising the uncertainty in the PDE solution and observations in response to that in the parameters. Conversely, inverse UQ encompasses the statistical estimation of the unknown parameters from the available observations, which can be cast as a Bayesian inverse problem. The contributions of the thesis focus on examining the aforementioned forward and inverse UQ problems for the low-frequency, time-harmonic Maxwell equations, where the model uncertainty emanates from the lack of knowledge of the material conductivity parameter. The motivation comes from the Controlled-Source Electromagnetic Method (CSEM) that aims to detect and image hydrocarbon reservoirs by using electromagnetic field (EM) measurements to obtain information about the conductivity profile of the sub-seabed. Traditionally, algorithms for deterministic models have been employed to solve the inverse problem in CSEM by optimisation and regularisation methods, which aside from the image reconstruction provide no quantitative information on the credibility of its features. This work employs instead stochastic models where the conductivity is represented as a lognormal random field, with the objective of providing a more informative characterisation of the model observables and the unknown parameters. The variational formulation of these stochastic models is analysed and proved to be well-posed under suitable assumptions. For computational purposes the stochastic formulation is recast as a deterministic, parametric problem with distributed uncertainty, which leads to an infinite-dimensional integration problem with respect to the prior and posterior measure. One of the main challenges is thus the approximation of these integrals, with the standard choice being some variant of the Monte-Carlo (MC) method. However, such methods typically fail to take advantage of the intrinsic properties of the model and suffer from unsatisfactory convergence rates. Based on recently developed theory on high-dimensional approximation, this thesis advocates the use of Sparse Quadrature (SQ) to tackle the integration problem. For the models considered here and under certain assumptions, we prove that for forward UQ, Sparse Quadrature can attain dimension-independent convergence rates that out-perform MC. Typical CSEM models are large-scale and thus additional effort is made in this work to reduce the cost of obtaining forward solutions for each sampling parameter by utilising the weighted Reduced Basis method (RB) and the Empirical Interpolation Method (EIM). The proposed variant of a combined SQ-EIM-RB algorithm is based on an adaptive selection of training sets and a primal-dual, goal-oriented formulation for the EIM-RB approximation. Numerical examples show that the suggested computational framework can alleviate the computational costs associated with forward UQ for the pertinent large-scale models, thus providing a viable methodology for practical applications.

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Tassou-Ere, Magali. "Développement d'une technique expérimentale de quantification de traces de polluants dans l'air à l'aide d'une source impulsionnelle femtoseconde." Littoral, 2001. http://www.theses.fr/2001DUNK0068.

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Abstract:

Certains processus d'optique non-linéaire induits par des impulsions femtosecondes permettent la création de sources lumineuses de spectre large de l'ultraviolet à l'infrarouge, que ce soit sous forme de continua ou d'impulsions accordables en longueur d'onde. Nous nous sommes intéressés aux possibilités de quantification decomposés gazeux dans l'air à l'aide de telles sources. L'intêret des sources de spectre large est la possibilité d'une détection multi-polluants, permettant de s'affranchir des effets de recouvrement des spectres d'absorption. Une expérience de détection d'espèces à l'air libre a d'abord été mise au point dans le domaine du visible afin d'examiner le potentiel de ces sources pour la détection de traces de polluants. La forme particulière quaso-gaussienne des impulsions ou la forme irrégulière du continuum a alors conduit à mettre au point une technique spécifique d'extraction de spectre d'absorption afin de déterminer la concentration de chaque espèce. Cette technique de quantification ne nécessite aucune connaissance préalable des paramètres de l'impulsion initiale (enveloppe, intensité). La méthode de quantification a finalement été étendue dans le domaine ultraviolet et appliquée à la détection de traces de dioxyde d'azote. Dans l'ultraviolet, le continuum s'est avéré la source la mieux adaptée à une détection multi-polluants. Un minimum détectable de l'ordre de 18 ppb/m a été obtenu avec cette technique.

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Dissertations / Theses on the topic 'Quantification of sources'

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