Dissertations / Theses on the topic 'Verticale structure'

Le diamant est souvent défini comme le matériau ultime pour la réalisation de composants à semi-conducteurs pour des applications d'électronique de puissance. Bien que plusieurs interrupteurs de puissance en diamant soient parus à l'échelle mondiale, ils sont à l'heure actuelle à l'état de prototype et de preuve de concept. Il est donc nécessaire de comprendre leurs mécanismes de fonctionnement afin de pouvoir utiliser tout leur potentiel dans des convertisseurs de puissance. Dans cette thèse, l'analyse se focalise sur des diodes Schottky en diamant de structure pseudo-verticale. Des caractérisations statiques et en commutation des diodes Schottky ont tout d'abord été réalisées. Elles ont permis d'extraire les caractéristiques des composants et de les intégrer dans des convertisseurs de puissance afin d'analyser leur comportement en commutation. L'utilisation et la gestion des diodes dans des convertisseurs ont ensuite été étudiées. Ces études ont permis de proposer des modifications de la structure des diodes afin d'améliorer la performance de leur intégration dans des convertisseurs de puissance. Finalement l'analyse théorique des performances d'une diode Schottky en diamant dans un convertisseur est réalisée. La comparaison entre ces performances et celles d'une diode Schottky en SiC a permis de mettre en évidence les particularités des composants en diamant ainsi que les bénéfices qu'ils peuvent apporter à l'électronique de puissance
Diamond is considered as the ultimate semiconductor for power electronics applications. Even if diamond semiconductor devices have been realized worldwide, it is still prototype or proof of concept devices. It is then necessary to understand how do they operate to use their entire benefits in power converters. In this thesis, we focused the analysis on pseudo-vertical diamond Schottky diodes. Firstly, static and switching characterizations have been realized. They allow us to extract devices characteristics in the way to integrate them in power converters to analyze their switching abilities. Management of diodes in power converters is then studied. These studies allow us to propose device structure modifications in the way to improve diodes performances and their integration in power converters. Finally, a theoretical analysis on a diamond Schottky diode performances in a power converter is realized. It has been compared to the performances of a SiC Schottky diode. It highlights the particularities of diamond devices and the benefits they might bring to power electronics applications

Les milieux complexes sont une source d'incertitude importante notamment lorsqu'il s'agit de développer des modèles climatique ou météorologique. Le développement de la couche limite atmosphérique à l'intérieur d'une vallée encaissée, incluant des vents de vallée et de pente, n'est, par exemple, pas résolu, ce qui a un impact considérable sur la prévision de la convection, du transport de polluants, etc... La simulation des grandes échelles de la turbulence (SGE) est un outil qui a montré sa capacité à reproduire finement les structures turbulentes dans ce type de contextes au travers des approches idéalisées. L'extension de la SGE aux milieux naturels est réalisée dans cette thèse qui s'articule en trois parties. La première partie présente les équations et les notions nécessaires à la compréhension des problèmes de turbulence dans la couche limite atmosphérique. On s'attache à décrire le cadre des lois issues de la théorie des similitudes et le cadre de la turbulence optique. La seconde partie présente des résultats issus de deux simulations idéales dans lesquelles nous comparons les résultats issus de la simulation avec d'une part les lois issues de la théorie des similitudes et d'autre part les données radar disponible lors de la campagne IHOP. L'utilisation d'un maillage raffinée près du sol permet d'améliorer les profils verticaux des champs turbulents en améliorant la prédiction des gradients à l'interface sol/atmosphère. De plus, le profil de couche limite est bien reproduit par les profils du paramètre de structure des fluctuations de l'indice de réfraction de l'air simulé si on compare avec les résultats issus du radar. Globalement, la dynamique des champs turbulents résolus par le modèle reproduise une dynamique et des ordres de grandeurs corrects conformes à nos attentes. Une fois l'évaluation du modèle effectuée, une simulation a été mise en place autour de la campagne d'observation VOTALP située dans le sud de la Suisse. Cette simulation comprend 5 domaines emboités allant de 16 kms de résolution horizontales pour le plus grand domaine à 100m pour le plus petit domaine. L'important dispositif déployé durant la campagne VOTALP située dans une vallée dans le sud de la Suisse a permis de confronter les résultats issus de la modélisation à haute résolution avec ces données d'observation. Les résultats obtenus ont, entre autre, montré que la simulation à haute résolution est un outil adapté pour l'étude des phénomènes de basses couches et notamment la turbulence optique en milieu complexe.

Basé sur l'analyse conjointe et complémentaire de ~10 ans de données altimétriques et de profils verticaux de température et de salinité acquis par les profileurs Argo, l'objectif principal de cette thèse est d'étudier en détail les caractéristiques de surface et la structure verticale des tourbillons dans les 4 grands systèmes d'upwelling mondiaux (EBUS Pérou-Chili, Californie, Canaries et Benguela), qui partagent une dynamique à grande échelle relativement similaire. Les résultats principaux montrent que l'ensemble des tourbillons détectés sur les cartes altimétriques dans les 4 EBUS ont des propriétés physiques relativement proches, avec une forte proportion de tourbillons de faibles dimensions ayant une durée de vie relativement courte. Au contraire, la faible partie des tourbillons échantillonnés par les profileurs Argo montre des dimensions bien plus grandes pour des durées de vie plus longues. La sur-représentation de ces grandes échelles dans le jeu des tourbillons échantillonnés par les profileurs Argo est donc le biais majeur des résultats obtenus sur la structure verticale des tourbillons. L'analyse des profils moyens d'anomalies de température et de salinité acquis par les profileurs Argo dans les tourbillons révèle une forte hétérogénéité entre les 4 EBUS, mais également au sein de chacun de ces systèmes d'upwelling. Les structures verticales des tourbillons sont fortement liées à l'hydrologie et à la dynamique locale. Par exemple, les tourbillons de subsurface du PCUS occupent plutôt la partie Sud du système, alors que les tourbillons intensifiés en surface sont présents à la limite Nord de la gyre subtropicale. Dans le CALUS, la présence de Cuddies se devine à la côte, les autres sous-régions contenant des tourbillons dont les anomalies sont majoritairement intensifiées à la base de la pycnocline, avec comme particularité un changement de signe lié à la salinité des couches superficielles. Le CANUS est peuplé de tourbillons très différents en fonction de leur position par rapport à la zone frontale du Cap Vert : au Nord, des tourbillons intenses en subsurface, avec la présence de quelques Meddies ; au Sud, des tourbillons très superficiels. De même dans le BENUS, la partie au Nord de 15°S contient plutôt des tourbillons intensifiés dans les couches de surface, alors qu'au Sud du front d'Angola-Benguela, les tourbillons présentent des anomalies fortes sur une grande partie de la colonne d'eau. L'extrême Sud de cet EBUS est également le lieu de passage des Anneaux des Aiguilles. Les contributions de l'advection isopycnale et du déplacement de la colonne d'eau sur la verticale nous permettent d'affiner la description de ces différentes structures. La présence de grands types de tourbillons, à la morphologie bien distincte (cœur de surface, de subsurface, grande extension verticale, tourbillons fortement intensifiés, etc.), est confirmée par l'étude des tourbillons spécifiquement générés dans la bande côtière. L'analyse Lagrangienne de ces tourbillons nous permet également de décrire l'évolution temporelle de leur structure verticale, qui montre une homogénéité temporelle inattendue. Cette thèse présente donc plusieurs outils facilement applicables dans différentes régions océaniques pour caractériser la structure thermohaline des tourbillons et fournit pour la première fois une description des grands types de tourbillons peuplant les EBUS, soulignant la grande diversité de la mésoéchelle
Merging ~10 years of altimetry maps and vertical profiles provided by Argo floats, we aim to study in details the eddy's surface characteristics and vertical structure in the 4 major Eastern Boundary Upwelling Systems (EBUS : Peru-Chile, California, Canaries and Benguela), sharing similar large-scale dynamics. Our main results show that the eddies detected on altimetry maps in the 4 EBUS have close physical properties, with a lot of small-scale structures (radius < 40km, amplitude < 1cm and lifetime < 30 days). In contrast, the few eddies sampled by Argo floats have larger dimensions (radius of ~90-140 km, amplitude of ~3-7 cm) and longer lifetimes (6-10 months). The major bias with the analyzed vertical structure is the over representation of these large-scale eddies. The temperature and salinity anomaly mean profiles acquired by Argo floats surfacing within eddies reveals a strong heterogeneity between each of the 4 EBUS, but also within them. The eddies' vertical structure is strongly influence by the local hydrology and dynamics. For example, the subsurface-intensified eddies of the PCUS tend to be located in the Southern part of this EBUS, while the surface-intensified eddies are preferentially located near the Northern boundary of the subtropical gyre. In the CALUS, we can identify Cuddies in some coastal sub-regions, but in this EBUS, most of the eddies are intensified at the base of the pycnocline, with a reversal of the salinity anomaly compared to the surface layers. In the CANUS, the Cape Verde frontal zone separates distinct subsurface-intensified eddies and some Meddies in the North, from the Southern part, where eddies are surface-intensified. In the same way, the Angola-Benguela Front of the BENUS separates the surface-intensified eddies in the North from strong, deep-reaching anomalies in the South. The Southern-most part of the BENUS is also a preferential pathway for the large Agulhas Rings and their associated cyclones. The respective contributions of isopycnal advection and vertical displacement improve the description of these very diverse structures. The presence of several eddy-types, with distinct thermohaline properties (surface or subsurface-intensified, deep vertical extend, intense or not, etc.) is confirmed by the study of eddies generated in the coastal area of each EBUS. Their Lagrangian analysis allows us to describe the temporal evolution of their vertical structure, which shows an unexpected temporal homogeneity. This manuscript presents different efficient tools used to analyze the surface characteristics, the thermohaline properties and the temporal evolution of mesoscale eddies in the 4 major EBUS, highlighting their diversity

Ces travaux de thèse portent sur l'intégration hétérogène des fonctions de commande pour des transistors de puissance verticaux à grille isolée. Ce travail a consisté en la conception des fonctions de commande pour un transistor de type MOSFET en technologie CMOS planar, puis en la conception du composant de puissance lui-même, incluant des fonctions spécifiques pour l'auto-alimentation de sa commande. Le deuxième aspect de ce travail est l'étude et la réalisation technologique de métallisations épaisses en surface de puces silicium pour l'hybridation en chip on chip de la partie commande et de la partie puissance. Ce mémoire de thèse comporte trois chapitres équivalents : études théoriques et présentation des concepts, conception et validation expérimentale de la partie commande puis conception de la partie puissance et développements technologiques. Les champs d'application de ces travaux sont variés car ils couvrent un large domaine de l'électronique de puissance (convertisseurs hybrides).

Ces travaux de thèse portent sur l'intégration hétérogène des fonctions de commande pour des transistors de puissance verticaux à grille isolée. Ce travail a consisté en la conception des fonctions de commande pour un transistor de type MOSFET en technologie CMOS planar, puis en la conception du composant de puissance lui-même, incluant des fonctions spécifiques pour l'auto-alimentation de sa commande. Le deuxième aspect de ce travail est l'étude et la réalisation technologique de métallisations épaisses en surface de puces silicium pour l'hybridation en chip on chip de la partie commande et de la partie puissance. Ce mémoire de thèse comporte trois chapitres équivalents : études théoriques et présentation des concepts, conception et validation expérimentale de la partie commande puis conception de la partie puissance et développements technologiques. Les champs d'application de ces travaux sont variés car ils couvrent un large domaine de l'électronique de puissance (convertisseurs hybrides)
The work presented in this PhD manuscript deals with heterogeneous integration of the control functions for driving a vertical power MOSFET. This work consisted in the design of the driving functions for a vertical power MOSFET in a planar CMOS technology, then in the design of the power transistor itself, including specific functions for the self powering of its driving circuitry. The second aspect of this work was the technological study and realization of thick metallization at the surface of silicon dies for the chip on chip assembly of the control and the power parts. This manuscript is composed of three equal chapters: the theoretical study and concepts presentation, the design and experimental validation of the driver part, and the design of the power part and the technological realizations. The field of application of this work covers a large spectrum as it concerns every hybrid converter

Au cours de l’automne 2012, un réseau d’observation très complémentaire a été déployé dans la région des Cévennes pour la période d’observation spéciale (SOP) du projet HyMeX. Ce réseau d’observation a été spécifiquement élaboré afin d’étudier la structure et l’hétérogénéité des précipitations et en particulier, l’impact du relief sur cette structure. Dans un premier temps, l’analyse de la distribution des gouttes de pluie (DSD) au sol et le long d’un profil vertical à partir des observations nous permet de décrire précisément la structure des précipitations le long d’un gradient topographique. Afin de comprendre l’influence du relief sur cette structure, nous nous concentrons sur les processus microphysique associés à la structure des précipitations. Pour ce faire, nous définissons trois régimes de pluie et étudions l’évolution verticale de la DSD le long du gradient topographique. Les variations en nombre ou en taille dans la DSD peuvent être associées à différents processus microphysiques ou dynamiques. Pour finir, nous estimons la capacité d’un modèle paramétré de l’atmosphère tel que WRF à représenter la structure des précipitations et les processus associés dans une zone de montagne
During Fall 2012, a complementary observational network has been deployed in the Cévennes region (South of France) for the Special Observation Period (SOP) of the HyMeX project. This network has been specifically designed to study the structure and heterogeneity of precipitations and, in particulat, the impact of orography on this structure. Firstly, the analysis of the Drop Size Distribution (DSD) at the ground et along a vertical profile from ground observations allow us to describe precisely the rainfall structure along a topographical gradient. In order to understand the influence of a relief on this structure, we focus our study on the microphysical process associated with the structure of precipitations. To do so, we define three rainfall regime et study the vertical evolution of the DSD along the topographical gradient. Variations in number and size of the DSD can be associated with different microphysical or dynamical process. Finally, we estimate the capacity of a bulk atmospheric model such as WRF to represent the rainfall structure and associated mechanisms above a mountainous area

L'etude de l'injection de gaz dans un fluide anime d'un mouvement perpendiculaire au precedent offre un interet certain aussi bien sur le plan industriel (refroidissement d'aubes de turbines, sustentation d'avions a decollage vertical ou atterrissage court, dispersion de polluants), que sur celui de la securite (fuites de vapeur d'eau dans du sodium). Dans ce travail, nous nous interessons aux jets diphasiques (gaz-liquide) soumis a un courant traversier. Plus precisement, notre etude porte sur un jet d'air circulaire debouchant horizontalement dans une couche limite turbulente verticale d'eau. Son objectif est d'avoir une meilleure comprehension de ses caracteristiques principales comme sa forme exterieure, sa structure interne ou ses interactions avec le milieu environnant. La visualisation du jet et la detection locale de la nature des phases au moyen d'une sonde optique ont montre l'existence d'une poche de gaz de grande dimension entouree d'une mince couche de melange diphasique dans sa premiere partie suivie d'une zone de melange intense tres lumineuse. En aval de cette derniere, le jet perd sa coherence et des paquets du melange gaz-liquide sont entraines par le courant liquide. L'analyse des images a permis de montrer une croissance lineaire de l'aire de la section du jet dans la premiere partie de l'ecoulement. Ce resultat est similaire a celui obtenu pour un jet homogene ayant un mecanisme totalement different. La mesure du taux de presence du gaz a mis en evidence la structure interne du jet. La poche de gaz est entouree d'une interface gaz-liquide d'une epaisseur egale a 5 mm. L'interaction entre le jet et le milieu environnant a ete etudiee en mesurant le champ de vitesse dans le plan de symetrie du jet. La zone en amont de l'injection est fortement perturbee par celui-ci. Il se comporte comme un obstacle solide : l'ecoulement liquide subit une forte deviation au voisinage de l'injection, les fluctuations de vitesse augment considerablement dans cette zone. En revanche, dans la region aval, le jet peut etre considere comme un obstacle souple : il n'existe pas de fort gradient de vitesse du liquide a sa frontiere. Par ailleurs, le mecanisme de rupture de la poche de gaz donc du jet en lui-meme est dependant de la vitesse du gaz a l'interieur de la poche et de la vitesse du liquide autour du jet.

La presente etude se propose de caracteriser les ecoulements air-eau, dans la colonne verticale de relevage d'une airlift pump atmospherique quelque peu inhabituelle : outre une tres faible hauteur de relevage, elle a la particularite de posseder en entree de colonne un convergent dans lequel un injecteur d'air conique peut se deplacer. La conjonction pour le moins unique de ces deux caracteristiques dans l'etude des ecoulements diphasiques en colonne verticale, va amener a considerer un regime d'ecoulement particulier. L'outil principal de cette caracterisation est une double sonde optique. Il est mis en exergue que les resultats obtenus devient notablement des predictions theoriques classiques a partir d'une certaine limite et que cette deviation peut s'interpreter dans le sens d'une transition specifique a notre airlift pump, caracterisee par la persistance d'un regime d'ecoulement de type poches-bouchons non conventionnel pour des conditions de fonctionnement ou le regime bouillonnant est normalement predit. L'etude hydrodynamique aboutit a une nouvelle equation constitutive d'ecoulement aux forts debits d'air qui est injectee dans un modele cellulaire d'ecoulement standard poches-bouchons. La modelisation predit alors correctement toutes les donnees experimentales et valide le modele cellulaire au dela du cas classique du regime poches-bouchons. L'etude se conclue sur une methode experimentale originale permettant une visualisation tridimensionnelle de l'ecoulement dans des regimes qui jusqu'alors echappaient a une description fine.

L'électronique de puissance est en pleine mutation matérielle, technologique et conceptuelle. Cette évolution bouscule l'approche traditionnelle de la conception et de la fabrication des convertisseurs statiques avec pour objectif de proposer des solutions plus performantes, plus fiables et plus compactes et tout cela dans un contexte technico économique de plus en plus exigeant. Cette thèse analyse et expérimente un concept innovant de terminaisons en tension verticales ouvrant la voie vers l'intégration en 3D des composants de puissance mais également l'intégration, au sein même de la zone active d'un échangeur thermique. En s'appuyant sur la technique de réalisation des tranchées profondes issue de la micro électronique, ce document présente une approche permettant la co-intégration de plusieurs composants de puissance indépendants partageant la même électrode et le même substrat en face arrière. L'autre volet de ce travail de thèse est focalisé sur le concept DRIM Cooler (Drift Region Integrated Microchannel Cooler), un réseau de microcanaux perpendiculaires au plan de jonction du composant de puissance permettant son refroidissement direct. Les analyses numériques sont complétées par de nombreuses réalisations, caractérisations et mises en œuvre des approches précitées.

Nous étudions dans cette thèse la variabilité basse fréquence dans le Pacifique tropical de la structure verticale de l'océan simulée par le modèle de circulation générale du LODYC sur la période 1985-1994. Notre motivation est double : 1) Interpréter la simulation en terme d'ondes longues de Kelvin et de Rossby selon les différents modes barocicles et 2) expliciter les mécanismes liés à la propagation d'énergie verticale et le couplage avec l'atmosphère
We investigate the low frequency variability of the oceanic vertical structure in the tropical Pacific from an ocean general circulation (OPA) forced simulation over the period 1985-1994. Our goal is two-fols : 1) To find to which extent the simulation can be interpreted as a combination of baroclinic long equatorial Kelvin and Rossby waves for the different vertical modes, and 2) to document the processes that affect the waves propagation, in particular modal dispersion due to zonal change in the density field, vertical energy propagation processes and the coupling with atmosphere. Linear model simulations are carried out and are used as a diagnostic tool

L’objectif de cette thèse est d’étudier les nouvelles dynamiques et leurs impacts dans le secteur de l'électricité. Elle discute des sujets critiques d’après les perspectives de la macroéconomie, de la configuration structurelle, et de la transition vers des sources d'énergie renouvelables. Plus précisément, trois sujets se dégagent: le lien entre la consommation d'électricité et la croissance économique, les impacts de l'intégration verticale entre les producteurs et les détaillants, et les impacts d'intégration de production d'énergie renouvelable intermittente. En mettant en jeu ces trois sujets, elle tente d’apporter des réponses aux défis principaux de la sécurité d'approvisionnement, de la compétitivité, et de la durabilité du développement énergétique. En donnant de nouvelles orientations dans la recherche sur l’économie de l’énergie, elle servira à éclairer des débats politiques
The objective of this thesis is to study the new dynamics and their impacts in the electricity sector. It discusses the critical issues from the perspectives of macroeconomics, structural configuration, and a transition to renewable energy sources. More precisely, three topics emerge: the nexus between electricity consumption and economic growth, the impacts of vertical integration between power generators and retailers, and the market impacts and integration issues of intermittent renewable generation. By studying these three topics, it provides answers to the key challenges of supply security, competitiveness and sustainable development in the energy sector. By giving new research directions of energy economics, it serves to inspire related policy debates

L'amélioration des techniques d'observation des précipitations à l'échelle régionale est l'un des enjeux forts de l'observatoire hydrométéorologique méditerranéen cévennes-vivarais. Suite à une première expérimentation réalisée à bollène à l'automne 2002, les données recueillies par le radar météorologique opérationnel de bollène du réseau aramis ont servi de support à une chaîne d'algorithmes mise au point pour l'estimation quantitative des précipitations au sol. Notre contribution à ces traitements concerne particulièrement une source d'erreur pour la mesure des précipitations par radar météorologique : l'hétérogénéité verticale des précipitations. Nous nous plaÇons dans la continuité de la méthode à base statistique d'identification du profil vertical de réflectivité par inversion proposée par andrieu et creutin (1995). Nous avons étendu cette méthode au cas de supports géographiques évolutifs dans le temps afin de considérer le type de précipitations (convectif, stratiforme). L'évaluation des traitements, par la caractérisation de l'incertitude de l'estimation de pluie par radar, est un aspect important du travail. Nous avons développé une technique basée sur la géostatistique pour établir une pluie de référence à partir de données pluviométriques. Nous avons également développé un modèle pour caractériser la structure statistique des erreurs ainsi que leur structure spatio-temporelle. Nous avons enfin développé une approche d'identification du pvr à base physique. En diminuant le nombre de paramètre par rapport à la méthode initiale et en introduisant des contraintes plus physiques, cette approche vise à améliorer la robustesse d'identification du pvr
The cévennes-vivarais mediterranean hydrometeorological observatory is a research initiative aimed at improving the rainfall observation. A number of innovative quantitative precipitation estimation (qpe) algorithms aimed at a space-time adaptive radar data processing were developed using the dataset of the bollène 2002 experiment. The last involved the operational weather radar of bollène, which is part of the aramis network. Our contribution in the present thesis deals with the vertical heterogeneity of rainfall. We consider the vertical profile of reflectivity inversion method proposed by andrieu et creutin (1995). It is adapted to the case of time-varying geographical supports designed with preliminary rain typing. Characterizing the error structure of radar quantitative precipitation estimates is recognized as a major issue. We assess the radar qpe with respect to reference rain estimates derived from rain gauge networks. A geostatistical framework is proposed for the establishment of such reference estimates. Assuming the residual between radar and reference value to be a random variable, we describe radar error by mean of probability distributions. The model consists in an additive random error, described by a random distribution. Some elements of space-time error structure are given. A new approach to determine the vertical profile of reflectivity (vpr) is proposed. It is based on a simplified microphysics in synergy with radar observations to simulate the vpr. A vpr is described with a reduced number of physical parameters. The new identified vprs are thus less refined but more valid and robust than the initial method

Cette thèse a pour ambition de transposer l'analyse du commerce international au niveau sub-national en examinant la structure et les déterminants du commerce entre états brésiliens, et avec les marchés internationaux. Dans un chapitre introductif, on présente les faits stylisés sur la le commerce brésilien en se concentrant essentiellement sur les caractéristiques des états brésiliens. Dans le premier chapitre, notre modèle de gravité, estime séparément les capacités d'exportation des états vers les marchés domestique et international. Les résultats montrent que les états les mieux classés en termes de capacités d'exportation vers le marché international ne se confondent pas avec les plus orientés vers le marché domestique. Dans le second chapitre, on utilise un modèle de gravité pour mettre en évidence les effets de création et de détournement de commerce ainsi qu’un un effet d’ « érosion des préférences ». Nous montrons que le MERCOSUR a permis d’augmenter le commerce des états avec les pays membres, sans effets significatifs sur le commerce inter-états ou avec les pays tiers. Les organisations internationales, suggèrent que le commerce en valeur ajoutée est une meilleure mesure pour analyser l’impact des échanges internationaux sur l’économie quand le contenu en importations des exportations est important. Dans un dernier chapitre, on calcule ainsi les valeurs ajoutées exportées des états brésiliens à partir d’un tableau Input-Output inter-états (2008) pour analyser et mesurer les spécialisations verticales entre les états. On estime également un modèle de gravité de commerce en valeur ajoutée qu’on élargit à un cadre trilatéral: l’état d’origine, l’état ré-exportateur et le pays importateur
With the ambition of transposing trade analysis to an intra-national level, we work on the determinants and the structure of trade among Brazilian states, as well as their trade with international markets. In an introductory chapter, we present the stylized facts concerning the Brazilian trade while focusing mainly on the states’ characteristics. In chapter 1, we estimate the states’ domestic and foreign market export capacities by a gravity model of trade. Results show that the states with better foreign export capacities are not necessarily the same as those more oriented to the domestic market. Then in the second chapter, we use a gravity model to shed light on MERCOSUR’s creation and diversion effects as well as its “preference erosion” effect on trade among Brazilian states. We show that MERCOSUR increased Brazilian states’ trade with member countries, but had no significant effect on either interstate trade or Brazilian states’ trade with third countries. International organizations suggest the trade in value-added would be a “better” measure to understand the impact of trade on economy when import content in exports is important. Hence in a last chapter, we calculate the value-added exported by Brazilian states from an inter-state Input-Output table (2008) that we use to analyze and measure the vertical specialization between states. We also estimate a gravity model of trade in exported value-added that we extend to a trilateral frame: origin state, re-exporter state and importer country

L’avancée des espèces arbustives en région subarctique influence l’environnement abiotique des écosystèmes. Cependant, l’impact de la structure verticale des arbustes est encore méconnu. Notre objectif était de quantifier le développement de la structure verticale du bouleau glanduleux afin de vérifier son effet sur le couvert nival et la température au sol. Notre échantillonnage stratifié verticalement nous a permis de déterminer que la hauteur des peuplements est positivement associée à leur âge et à leur croissance. Alors que la biomasse ligneuse est maximale à la base des individus, la biomasse foliaire suit le développement en hauteur des individus. La hauteur des peuplements est la variable la plus plausible pour expliquer l’épaisseur du couvert nival et la température au sol en hiver (relation positive). Durant l’été, cette température est toutefois mieux expliquée par la biomasse ligneuse entre 30 et 40 cm de hauteur (relation négative). L’avancée des espèces arbustives aura des conséquences sur l’environnement abiotique des écosystèmes subarctiques.
In subarctic ecosystems, shrubification has great impacts on the abiotic environment. However, impacts of the vertical shrub structure are not well known. Our objective was to characterise the vertical structure of Betula glandulosa Michx., to increase our understanding of the impact of the shrub growth form on snow depth and soil temperature. Our stratified sampling allowed us to determine that shrub height was positively associated with the age of the dominant stems but also with the vertical growth rate. Moreover, woody biomass was greater in the lower stratum while foliar biomass followed vertical growth. Shrub height was the most plausible variable explaining snow thickness and soil temperature during winter. However, the woody biomass between 30 and 40 cm best explained summer temperature. According to our results, shrub expansion would have important consequences on the abiotic environment of subarctic ecosystems.

Les préoccupations liées à l'estimation et au suivi de la ressource forestière se sont considérablement accrues ces dernières années, notamment afin de surveiller et de prévoir l'impact d'une pression anthropique croissante sur les écosystèmes forestiers. Ces efforts nécessitent une meilleure caractérisation des couverts forestiers. La télédétection micro-ondes active (télédétection " radar ") apparaît comme un outil adapté à ces préoccupations, par la sensibilité des ondes radar aux caractéristiques biophysiques des couverts. Pourtant, l'inversion de variables d'intérêts descriptives des couverts, à partir des capteurs radar spatiaux actuels, reste limitée. Cette thèse se propose de poursuivre les travaux menés dans le domaine de la télédétection radar appliquée à l'étude des forêts, en étudiant le potentiel de nouveaux capteurs radar aéroportés présentant des configurations originales. Une approche complète est mise en oeuvre, allant de l'analyse expérimentale, supportée par l'interprétation de modèles de diffusion électromagnétique des couverts forestiers, jusqu'au développement d'algorithmes d'inversions semi-empiriques. Les sites test sont deux plantations monospécifiques, de pin maritime et de pin noir d'Autriche, pour lesquelles de nombreuses données terrain sont disponibles, et intégrées dans un SIG pour la seconde forêt. Le premier capteur étudié est un diffusiomètre héliporté non-imageur, HUTSCAT, qui sonde le couvert à deux longueurs d'onde (bande X : 2,1 cm et bande C : 5,6 cm) et génère des profils verticaux de rétrodiffusion à une résolution verticale de 68 cm. Le second capteur, CASABAS, est un système imageur aéroporté SAR, travaillant aux fréquences VHF (20-90 MHz, longueurs d'onde de 3 à 15 mètres). Pour l'interprétation des données, deux types de modèles de diffusion électromagnétique sont utilisés : un modèle de transfert radiatif (RT) reposant sur une formulation énergétique où seule l'intensité du signal est simulée, et un modèle cohérent, simulant la propagation du champ électrique (amplitude et phase de l'onde). Ces modèles nécessitent une description géométrique précise du couvert, difficile à obtenir par des mesures terrain, d'autant plus nécessaire lorsque l'on désire modéliser des données haute résolution. Cette description fine est fournie par le modèle architectural AMAP (Atelier de Modélisation Architectural de Plantes du CIRAD). Les résultats expérimentaux obtenus avec HUTSCAT montrent que l'on peut estimer la hauteur des arbres avec une précision absolue de l'ordre du mètre. De ces estimations, d'autres variables d'intérêt peuvent être également obtenues : volume de bois sur pied, indice de fertilité local. Le coefficient de rétrodiffusion mesuré par CARABAS montre une forte sensibilité aux variables du couvert sans saturation sur des gammes de volume de bois sur pied allant jusqu'à 900 m3/ha. Le signal est fortement corrélé aux caractéristiques géométriques des fûts (diamètre, hauteur et volume) et les relations en fonction du volume de bois sur pied sont très proches entre les deux sites. Une forte dépendance du signal à la topographie est observée. Pour une inversion du signal en terrain accidenté, une correction semi-empirique de cet effet serait nécessaire. L'interprétation des profils verticaux fournis par HUTSCAT nécessite l'utilisation d'un modèle capable de prendre en compte la variabilité verticale du couvert. Le modèle RT, couplé à AMAP, s'avère approprié car il décrit les houppiers par une superposition de couches horizontales infinies. Les résultats de simulations montrent cependant la faiblesse de l'hypothèse des couches infinies, pour de faibles incidences, et une correction prenant en compte la forme des houppiers est introduite, pour reproduire correctement les profils expérimentaux. Le modèle montre que les aiguilles sont les principaux diffuseurs. Ces simulations prouvent qu'aux longueurs d'onde centimétriques toutes les parties du houppier contribuent à la réponse finale mesurée par le capteur. A partir de ces conclusions, un algorithme d'inversion visant à estimer la répartition de la biomasse foliaire à l'intérieur des houppiers est proposé et validé grâce à des mesures terrain. L'étude des données CARABAS nécessite d'utiliser le modèle cohérent afin de prendre en compte les interactions cohérentes entre les différents mécanismes de diffusion (réflexions bistatiques sol-végétation). Pour les deux espèces de conifères étudiées, le tronc est le principal diffuseur et les branches ne contribuent que faiblement. La sensibilité observée du signal à la topographie est expliquée par la chute de la réflexion dihédrale tronc-sol à mesure que la pente locale augmente. Il est conclu que pour des espèces présentant un tronc prédominant en terme de volume par rapport aux autres éléments du couvert, le signal sera fortement corrélé au volume de bois sur pied et peu variable d'une espèce à l'autre. Ces observations démontrent la possibilité de s'affranchir d'une grande partie de la variabilité du milieu et des effets de structure des arbres en utilisant des longueurs d'onde métriques. L'ensemble des résultats prouve l'intérêt et la complémentarité des capteurs haute résolution et travaillant aux deux extrémités du spectre (X et VHF) utilisé en télédétection radar pour l'étude des forêts. Si de telles configurations techniques sont actuellement inenvisageables à bord de satellites, ces données aéroportées peuvent néanmoins s'avérer d'un grand intérêt pour le suivi et une gestion fine de la ressource forestière.

Ce travail porte sur la détermination de la structure tridimensionnelle de la vapeur d'eau atmosphérique a partir des données satellitales et de l'analyse de sa variabilité. Une première partie du travail consiste a l'amélioration de la qualité de l'interprétation de radiances mesurées par satellite, en mettant au point une méthode nouvelle, après avoir constaté l'incapacité des méthodes antérieures a donner des résultats satisfaisants. Les données du contenu de l'atmosphère en vapeur d'eau obtenues sont validées par comparaison avec d'autres moyens de mesure. Ces résultats permettent d'établir une climatologie pertinente de la structure verticale de la vapeur d'eau de l'atmosphère, sur une période d'environ trente mois. L'ensemble des données validées est utilisé pour aborder une première analyse globale de la distribution verticale du contenu en vapeur d'eau. Un indicateur de la dynamique verticale est circonscris. Il permet l'étude des influences relatives de la dynamique verticale et de la température de surface sur la distribution verticale de la vapeur d'eau

Depuis le lancement du satellite TOPEX/POSEIDON au début des années quatre-vingt-dix, nos connaissances des courants observables à la surface de l'océan se sont grandement développées. Cependant, de nombreuses interrogations les concernant demeurent, l'objectif de cette thèse est donc de contribuer à une meilleure compréhension de leurs dynamiques. Les structures de grande échelle (supérieures à environ 500 kilomètres) sont particulièrement bien représentées par l'altimétrie satellitaire et constituent donc le sujet principal de cette thèse. Nous nous sommes principalement posés les trois questions suivantes : quelle est la structure verticale des courants observés en surface ? Comment expliquer la répartition de l'énergie spectrale associée ? Et enfin : l'instabilité barocline (de grande échelle) peut-elle être une source d'énergie de ces courants ? Ce qui suit est une brève description des résultats obtenus et de la méthodologie employée. La première partie de la thèse traite de la structure verticale des anomalies de courant de grande échelle observées dans l'altimétrie. Un modèle simple, se basant sur les équations quasi géostrophiques linéarisées autour d'un état de repos, est utilisé pour calculer la solution sous la surface à l'aide de données altimétriques et de données de stratification moyenne. Son fonctionnement est évalué, tout d'abord à l'aide de simulations numériques, puis ensuite grâce à une base de données de courantomètres. Le modèle donne des résultats corrects aux basses latitudes, là où le courant moyen et la topographie ont une influence mineure sur les anomalies de grande échelle. La deuxième partie s'intéresse à la modification des relations de dispersion des ondes de Rossby libres par une topographie et un courant moyen, tous les deux horizontalement et verticalement variables. Des cas idéalisés sont dans un premier temps étudiés afin de mieux comprendre les effets respectifs de chaque champ, puis le calcul est effectué sur une zone de l'Atlantique Nord et comparé à la répartition de l'énergie spectrale telle qu'observée dans l'altimétrie satellitaire. Les résultats suggèrent que l'effet de ces champs variables sur la propagation de ces ondes, comme explication de l'énergie spectrale trouvée en dehors des relations de dispersion (jusque-là calculées pour des champs constants dans la littérature sur le sujet), ne peut pas être écarté. Dans la dernière partie les modes instables et grande échelle de la circulation moyenne sont étudiés localement, dans des cadres idéalisés. Le calcul local est ensuite effectué, grâce à des données de la circulation moyenne, sur l'ensemble du globe. Les résultats révèlent que les zones les plus instables sont généralement situées aux basses latitudes et possèdent des temps de croissance compatibles avec un forçage des anomalies grande échelle observées à ces latitudes
No

Cette thèse a pour ambition de transposer l'analyse du commerce international au niveau sub-national en examinant la structure et les déterminants du commerce entre états brésiliens, et avec les marchés internationaux. Dans un chapitre introductif, on présente les faits stylisés sur la le commerce brésilien en se concentrant essentiellement sur les caractéristiques des états brésiliens. Dans le premier chapitre, notre modèle de gravité, estime séparément les capacités d'exportation des états vers les marchés domestique et international. Les résultats montrent que les états les mieux classés en termes de capacités d'exportation vers le marché international ne se confondent pas avec les plus orientés vers le marché domestique. Dans le second chapitre, on utilise un modèle de gravité pour mettre en évidence les effets de création et de détournement de commerce ainsi qu'un un effet d' " érosion des préférences ". Nous montrons que le MERCOSUR a permis d'augmenter le commerce des états avec les pays membres, sans effets significatifs sur le commerce inter-états ou avec les pays tiers. Les organisations internationales, suggèrent que le commerce en valeur ajoutée est une meilleure mesure pour analyser l'impact des échanges internationaux sur l'économie quand le contenu en importations des exportations est important. Dans un dernier chapitre, on calcule ainsi les valeurs ajoutées exportées des états brésiliens à partir d'un tableau Input-Output inter-états (2008) pour analyser et mesurer les spécialisations verticales entre les états. On estime également un modèle de gravité de commerce en valeur ajoutée qu'on élargit à un cadre trilatéral: l'état d'origine, l'état ré-exportateur et le pays importateur.

Cette thèse décrit l’étude de l’auto-assemblage de nanofils ferromagnétiques de CoxNi1-x épitaxiés dans une matrice de SrTiO3. Ce système est elaboré par ablation laser pulsé. Profitant du dépôt séquentiel des fils et de la matrice, le diamètre des nanofils est contrôlé dans la gamme de 1,7 à 5,3 nm. En raison du désaccord de paramètre de maille entre les fils et la matrice, les nanofils sont dilatés axialement. Cette déformation décroît lorsque le diamètre des fils augmente, dans la gamme de 2-4%. L'anisotropie magnétique des nanofils résulte de la compétition des anisotropies magnétostatique et magnétoélastique. L'effet magnétostatique favorise un axe d'aimantation facile le long de l'axe des fils. La contribution magnétoélastique introduite par la déformation dépend de la constante de magnétostriction et de la déformation. Elle est uniaxiale, négative pour Ni et positive pour une concentration de Co d'environ 20% et plus. Sous une déformation supérieure à 0,8%, l’anisotropie magnétoélastique prédomine, faisant de l’axe des fils un axe d'aimantation dur pour Ni. Pour les nanofils de CoNi, la grande déformation renforce le caractère facile de l’axe des fils. Il en résulte une augmentation de la température de blocage par rapport à la température ambiante, indiquant une augmentation de la stabilité thermique de l'aimantation. Une étude spectroscopique des moments magnétiques de spin et d'orbite met en évidence le fait que l'anisotropie du moment orbital peut être corrélée à l'anisotropie magnétoélastique. Le contrôle de l'anisotropie magnétique par la déformation ou le diamètre est un bon point de départ pour la construction de structures nanomagnétiques 3D
This thesis describes the study of self-assembled epitaxial ferromagnetic CoxNi1-x nanowires in SrTiO3 matrix. This system is grown by pulsed laser deposition. Taking advantage of the sequential deposition of wires and matrix, the diameter of nanowires is controlled in the 1.7-5.3 nm range. Due to the lattice mismatch between wires and matrix, nanowires are in tensile axial strain. The strain decreases with increasing diameter and is in the 2-4% range. Large strain is thus achieved in this vertically aligned nanocomposite structure. The total magnetic anisotropy of the nanowires reflects the competition of the magnetostatic and magnetoelastic anisotropies. The magnetostatic effect favors an easy magnetization axis along the wire axis. The magnetoelastic contribution introduced by the tensile strain depends on the magnetostriction constant and the strain. It is uniaxial, negative for Ni and positive for Co concentration of about 20% and above. Under a strain larger than 0.8%, the magnetoelastic anisotropy dominates in magnitude the magnetostatic one, leading the wire axis to be a hard magnetization axis for Ni. For CoNi alloy nanowires, the large strain reinforces the easy character of the wire axis. This results in the enhancement of the blocking temperature over room temperature, indicating the increased thermal stability of magnetization. A spectroscopic study of the spin and orbital magnetic moments evidences the fact that the anisotropy of the orbital moment can be correlated with the magnetoelastic anisotropy. The control of the magnetic anisotropy by the strain or the diameter is a good starting point for the construction of 3D nanomagnetic structures

La réponse des nuages des régimes d'alizés au réchauffement climatique reste incertaine. Elle soulève notamment la possibilité d'une sensibilité climatique élevée due à une diminution de la fraction nuageuse sous l'effet de l'interaction entre le mélange convectif, la turbulence, le rayonnement et l'environnement à grande échelle. La campagne EUREC4A (Elucidation du rôle du couplage nuage-circulation dans le climat) a apporté de nouvelles observations qui permettent de mieux comprendre la physique des régimes d'alizés, et d'apporter pour la première fois une contrainte sur la rétroaction des cumulus d'alizés basée sur les processus. Je montre d'abord comment les observations EUREC4A permettent d'approfondir la compréhension de la structure verticale caractéristique de la couche limite des alizés et des processus qui produisent cette structure. Elles amènent à revisiter certains aspects des modèles conceptuels et suggèrent un rôle plus actif des nuages dans le maintien de cette structure. Cette compréhension physique est ensuite appliquée à l'évaluation des rétroactions des cumulus d'alizés, montrant que les observations rendent peu plausibles les fortes rétroactions des cumulus d'alizés dans le réchauffement climatique
The response of trade-wind clouds to warming remains uncertain, raising the specter of a large climate sensitivity. Decreases in cloud fraction are thought to relate to interplay among convective mixing, turbulence, radiation, and the large-scale environment. The EUREC4A (Elucidating the role of cloud-circulation coupling in climate) field campaign made extensive measurements that allow for deeper physical understanding and the first process-based constraint on the trade cumulus feedback.I first use EUREC4A observations to improve understanding of the characteristic vertical structure of the trade-wind boundary layer and the processes that produce this structure. This improved physical understanding is then applied to the evaluation of trade cumulus feedbacks. Ideas developed support new conceptual models of the structure of the trade-wind boundary layer and a more active role of clouds in maintaining this structure, and show little evidence for a strong trade cumulus feedback to warming

Les symbioses eucaryotes/micro-organismes constituent une importante source d’innovation évolutive et de diversité écologique. Ces associations sont très répandues chez les insectes, en particulier chez les insectes parasitoïdes (insectes parasites d’autres insectes) qui hébergent en particulier une grande diversité de virus transmis verticalement. Leurs effets directs sur les parasitoïdes ainsi que les effets indirects sur la structure des communautés sont à l’heure actuelle mal compris. Nous avons abordé ces questions au travers l’étude d’un virus héritable (LbFV) ayant la particularité de manipuler le comportement de superparasitisme de son hôte, l’hyménoptère parasitoïde de drosophiles Leptopilina boulardi. La mise au point d’un outil moléculaire diagnostic de l’infection nous a permis de montrer que ce virus, spécifique à L. boulardi, peut atteindre de fortes prévalences dans les populations d’hôtes. Nous avons également mis en évidence un effet de la présence du virus sur les interactions compétitives interspécifiques au sein de la communauté des parasitoïdes de drosophiles. L’approche intégrée de ce travail constitue une étape importante dans la connaissance du rôle des virus héritables sur l’écologie et l’évolution de leurs hôtes
Eukaryots/microorganisms symbiosis is an important source of evolutionary novelty and ecological diversification. These associations are widespread in insects, particularly in parasitoids (insects that parasitize other insects) where a broad diversity of vertically transmitted viruses are found. However, their direct and indirect effects on host community are poorly understood. In this thesis, we used a system involving a Drosophila parasitoid, Leptopilina boulardi and a heritable virus LbFV that manipulates the behaviour of the parasitoid by increasing its tendency to lay eggs in a host that is already parasitized (superparasitism). Using a viral molecular marker developed in this work, we showed very high prevalences of the virus in L. boulardi populations. Additionally, we found a strong effect of the virus on interspecific competition in the Drosophila parasitoid community. The integrative approach of this work is an important step in understanding the role of heritable viruses in parasitoid ecology and evolution

Nous avons realise une etude experimentale sur l'ecoulement d'un film liquide ruisselant sur une des parois verticale d'une conduite rectangulaire en presence d'un gaz circulant a contre courant. Cette etude a ete conduite de facon a mettre en evidence l'evolution de la structure de l'interface gaz-liquide. Nous avons observe cette evolution de la structure de l'interface en fonction de la vitesse du gaz a l'aide d'une camera rapide et nous avons mesure l'epaisseur du film liquide, a l'aide de deux types de sondes. Les proprietes statistiques et la dimension de l'attracteur etrange de cette variable ont ete determinees. Nous avons egalement mesure le gradient de pression dans l'ecoulement de gaz tout le long de la section d'essais et finalement nous avons compare nos mesures globales (points de flooding) a des correlations empiriques et a des modeles theoriques

Les symbioses eucaryotes/micro-organismes constituent une importante source d'innovation évolutive et de diversité écologique. Ces associations sont très répandues chez les insectes, en particulier chez les insectes parasitoïdes (insectes parasites d'autres insectes) qui hébergent en particulier une grande diversité de virus transmis verticalement. Leurs effets directs sur les parasitoïdes ainsi que les effets indirects sur la structure des communautés sont à l'heure actuelle mal compris. Nous avons abordé ces questions au travers l'étude d'un virus héritable (LbFV) ayant la particularité de manipuler le comportement de superparasitisme de son hôte, l'hyménoptère parasitoïde de drosophiles Leptopilina boulardi. La mise au point d'un outil moléculaire diagnostic de l'infection nous a permis de montrer que ce virus, spécifique à L. boulardi, peut atteindre de fortes prévalences dans les populations d'hôtes. Nous avons également mis en évidence un effet de la présence du virus sur les interactions compétitives interspécifiques au sein de la communauté des parasitoïdes de drosophiles. L'approche intégrée de ce travail constitue une étape importante dans la connaissance du rôle des virus héritables sur l'écologie et l'évolution de leurs hôtes

L'objectif de cette thèse est d'exploiter le radar à ouverture synthétique (SAR) multiligne la caractérisation de la structure forestière et la surveillance de l'affaissement des sols. Dans le cas des zones forestières, les paramètres de la structure de la forêt tropicale sont dérivés par la tomographie SAR (TomoSAR). Pour les zones urbaines, la subsidence des sols est étudiée à l'aide des techniques d'interférométrie SAR (InSAR). TomoSAR et InSAR seront en utilisant des images SAR multi-lignes de base sur différents sites. Avant l'analyse tomographique, un algorithme d'étalonnage de phase est nécessaire pour compenser les résidus de phase qui altèrent les données et influent sur la mise au point des données multi-lignes de base. D'abord, une étude tomographique a été réalisée dans les forêts tropicales, où la caractérisation de la forêt a été évaluée à l'aide de la tomographie SAR en bandes L et P. Deuxièmement, différentes techniques InSAR ont été comparées en ce qui concerne leurs performances en matière de surveillance de la déformation de la surface de la Terre, en prenant le Liban comme étude de cas.La première partie de la thèse présente l'analyse TomoSAR dans la forêt tropicale du Gabon. Un examen des techniques d'étalonnage de phase utilisées sur les données TomoSAR est présenté. La formulation du problème commence par l'étalonnage de phase de la pile de données considérée comme l'entrée principale pour commencer avec les algorithmes de traitement des données SAR. Ainsi, les algorithmes d'étalonnage de phase proposés dans la littérature sont discutés. Deux des approches d'étalonnage de phase les plus importantes sont ensuite décrites et discutées en détail. Le potentiel des données TomoSAR en bande L pour caractériser la structure de la forêt tropicale est évalué. Le défi ici est la courte longueur d'onde des données en bande L (en comparaison à la bande P), et la possibilité de pénétrer dans la forêt tropicale jusqu'au sol. L'analyse tomographique est réalisée à partir des données UAVSAR de la bande L en campagne AfriSAR menée sur le parc Gabonais Lopé en Février 2016. Il a été constaté que TomoSAR en bande L est capable de pénétrer dans et à travers la canopée jusqu'au sol, ce qui a permis de détecter correctement les couches de la canopée et du sol.Ensuite, le suivi de la structure des forêts tropicales est traité à l’aide de la tomographie ROS en bandes L et P. Pour cela, une comparaison des profils TomoSAR en bandes L et P avec des données lidar du capteur (LVIS) est effectuée afin d'évaluer la capacité de TomoSAR à surveiller et à estimer les paramètres de la structure de la forêt tropicale pour une bonne gestion forestière et pour soutenir les missions spatiales sur la biomasse forestière. Les performances des bandes L et P pour la pénétration de la canopée sont évaluées pour déterminer l'emplacement du sol sous-jacent. En outre, les enregistrements 3D pour chaque configuration sont comparés en ce qui concerne leur capacité à dériver la structure verticale de la forêt.La deuxième partie de la thèse aborde l'utilisation des techniques InSAR dans la surveillance de la subsidence. L'idée est de diviser l'estimation des déformations de surface de la terre en deux étapes. La première étape consiste à utiliser la technique du maximum de vraissemblance pour traiter conjointement les diffuseurs permanets et les diffuseurs distribués afin d'obtenir les meilleures estimations possibles des phases interférométriques. Ensuite, la deuxième étape consiste à séparer les contributions aux phases interférométriques dues à la topographie de la scène et au champ de déformation causées par le bruit de décorrélation et les perturbations atmosphériques. Comme cas d'étude, une analyse approfondie des données INSAR est présentée sur le site Libanais. En s'appuyant sur un ensemble de données de 117 données satellitaires Sentinel-1 acquises sur le Liban entre 2015 et 2019, avec une résolution temporelle élevée (6 jours)
The objective of this thesis is to exploit Multi-baseline Synthetic Aperture Radar (SAR) for studying the remote sensing of natural scenarios, such as forest structure characterization and land subsidence monitoring. In the case of forested areas, tropical forest structure parameters are derived by Tomography SAR (TomoSAR) technique. For urban areas, Land subsidence is investigated through Interferometry SAR (InSAR) techniques. TomoSAR and InSAR will be treated by using Multi-baseline SAR images over different sites. Prior to tomographic analysis, a phase calibration algorithm is needed to compensate for phase residuals that corrupt the data and influence the focusing of Multi-baseline data. First, a tomographic study has carried out in tropical forest, where the forest characterization was assessed by using SAR tomography at L and P-band. Second, different InSAR techniques have been compared with respect to their performance in monitoring earth’s surface deformation, taking Lebanon as a case study.The first part of the thesis presents the TomoSAR analysis in the tropical forest. A review of phase calibration techniques employed on TomoSAR data is shown. The problem formulation starts with the phase calibration of the data stack that is considered as the main gate to begin with SAR processing algorithms. Thus, the main phase calibration algorithms proposed in the literature are discussed. Two of the most important phase calibration approaches are then described and discussed in detail. The potential of L-band TomoSAR data to characterize tropical forest structure is evaluated. The challenge here is the short wavelength of L-band data, and whether can penetrate tropical forests down to the ground. Tomographic analysis is carried out using L-band UAVSAR data from the AfriSAR campaign conducted over Gabon Lopé Park in February 2016. It was found that L-band TomoSAR was able to penetrate into and through the canopy down to the ground, and thus the canopy and ground layers were detected correctly. Then, monitoring tropical forest structure using SAR tomography at L- and P-band are treated. For this, a comparison of the P- and L-band TomoSAR profiles, Land Vegetation and Ice Sensor (LVIS), and discrete return LiDAR is provided in order to assess the ability for TomoSAR to monitoring and estimating the tropical forest structure parameters for enhanced forest management and to support biomass missions. The L- and P-band's performances for canopy penetration are assessed to determine the underlying ground locations. Additionally, the 3D records for each configuration are compared regarding their ability to derive forest vertical structure.The second part of the thesis tackle the utilization of InSAR techniques in land subsidence monitoring. The idea is to split the estimation of earth's surface deformations into two steps. The first step is to use Maximum Likelihood technique to jointly process Permanent scaterrers and Distributed scaterrers in order to yield the best estimates of interferometric phases. Then, the second step is to separate the contributions to the interferometric phases due to the scene topography and deformation field from those caused by decorrelation noise and atmospheric disturbances. As a case study, an extensive InSAR analysis of Lebanon site is shown, relying on a data-set of 117 Sentinel-1 satellite data acquired over Lebanon between 2015 and 2019, with high temporal resolution (i.e. 6 days)

Les nuages de glace couvrent en moyenne 30 % de la surface du globe et occupent une place privilégiée dans l'étude du climat. Composés de cristaux de taille et de forme variables, ces nuages présentent des propriétés optiques complexes qu'il s'avère nécessaire de déterminer afin d'évaluer leur impact sur le bilan radiatif global. L'objectif de cette thèse est la restitution et l'analyse des propriétés microphysiques des nuages de glace et nous utilisons pour cela la synergie des observations spatiales de la constellation A-Train : les mesures du sondeur infrarouge AIRS et la caractérisation des différentes couches nuageuses fournit par le lidar CALIOP et le radar CloudSat. Nous développons une méthode de restitution des propriétés microphysiques basée sur la différence des émissivités nuageuses entre 8 et 12,5 μm qui nous permet de déterminer l'épaisseur en glace ainsi que le diamètre effectif et la forme des cristaux de glace des cirrus. L'analyse de six ans d'observations nous permet d'établir une climatologie des propriétés des cirrus que nous comparons à d'autres climatologies nuageuses dans le cadre du GEWEX cloud assessment. Nous analysons ensuite les relations entre les différentes propriétés physiques et microphysiques des cirrus afin d'établir des paramétrisations du diamètre effectif qui soient valides à l'échelle globale et utilisables dans les modèles de climat. Nous estimons également le contenu en glace des cirrus qui nous permet en plus d'évaluer une méthode alternative de caractérisation de leur comportement radiatif basée sur un ensemble de propriétés optiques obtenues à partir de campagnes de mesures aéroportées
Ice clouds cover on average 30% of the earth's surface and play a special role in climate studies. Composed of crystals of varying size and shape, these clouds have complex optical properties. So that it is necessary to determine them for assessing the impact of cirrus on the global radiation budget. The objective of this thesis is the retrieval and analysis of physical and microphysical properties. Therefore we use the synergy of space observations of the A-Train constellation: the infrared sounder AIRS measurements and characterization of different cloud layers provided by the lidar and radar of the CALIPSO and CloudSat missions. We develop a method to retrieve microphysical properties of cirrus, based on their spectral emissivity differences between 8 and 12. 5 microns. This allows us to determine ice water path and effective diameter and shape of ice crystals in cirrus. The analysis of six years of observations made it possible to establish a climatology of cirrus properties which is compared to other cloud climatologies within the frame work of the GEWEX cloud assessment. We then analyze the relationships between various physical and microphysical properties of cirrus to develop parameterizations of the effective diameter for application in climate models. We also estimate the ice water content of cirrus that allows us to evaluate an alternative approach to characterize their radiative impact based on an ensemble model of their optical properties obtained from airborne measurements

Ce travail porte sur l'etude des ecoulements turbulents en convection mixte. La premiere partie de ce travail fut consacree a la comparaison des couches limites de convection forcee et de convection naturelle. Nous avons pu montrer que ces deux ecoulements etaient fort differents, meme en proximite de paroi, tant sur les profils de grandeurs moyennes et les grandeurs fluctuantes que sur les transferts energetiques. Dans un deuxieme temps, nous avons calcule un ecoulement de convection mixte dans un canal vertical avec une paroi chaude et une froide. Pour cela, nous avons developpe un code unidimensionnel qui permet de calculer les profils etabli de cet ecoulement. Pour modeliser la turbulence, nous avons utilise un modele k- bas reynolds developpe par nagano et al. (celui-ci ayant donne les meilleurs resultats en convection forcee). Les resultats obtenus confirment ceux experimentaux de nakajima et al. . On observe une augmentation de l'intensite de la turbulence du cote de la paroi froide et inversement du cote de la paroi chaude. La principale conclusion porte sur les lois de paroi generalement utilisee en ecoulements turbulents. Ces lois de paroi de convection forcee paraissent inadequates pour resoudre des ecoulements avec forces de volume. En consequence, une etude experimentale sur l'etude de la turbulence en convection mixte semble necessaire afin d'obtenir une base de donnees detaillee pour developper des nouveaux modeles

Dans cette recherche est développé un modèle de calcul de la capacité portante des murs en maçonnerie de petits éléments sous charges verticales centrées ou excentrées. Le modèle est capable de prendre en compte l'influence des discontinuités mécaniques introduites par les joints horizontaux et verticaux en considérant les caractéristiques mécaniques des blocs et des joints de mortier. La détermination des caractéristiques mécaniques du mortier des joints a également été menée. Les essais sur des éprouvettes découpées dans les joints de mortier après durcissement ont mis en évidence l'influence des phénomènes de succion des blocs sur les caractéristiques mécaniques du mortier. Cette étude a montré également que la détermination de la loi de comportement du mortier à partir .de celle des assemblages et des blocs en utilisant l'approche proposée par PAGE sous-estime la valeur du module d'élasticité initial du mortier. Un dispositif expérimental spécifique a été mis au point pour la détermination des lois excentricité-courbure à effort normal maintenu constant. Ce dispositif permet également de mettre en évidence les modes de rupture observés dans les assemblages ainsi que l'influence du type de mortier sur leur déformabilité. D'une manière générale, on a pu constater une bonne correspondance entre résultats théoriques et expérimentaux en particulier dans le cas où l'on considère la maçonnerie comme un matériau hétérogène.

Le principal objectif de ce travail de recherche était l'étude de la dynamique des
communautés bactériennes de tapis microbiens afin de comprendre leurs fonctionnements et
leur mécanismes d'adaptation face aux stress environnementaux. De part le développement
dans des habitats très variés et soumis à des variations des conditions environnementales
importantes, les tapis microbiens constituent des modèles de choix pour ce type d'études. La
biodiversité bactérienne a principalement été abordée par T-RFLP (Terminal Restriction
Fragment Length Polymorphism), approche moléculaire d'écologie microbienne.
Premièrement, ce travail a porté sur la description de deux tapis microbiens
photosynthétiques présents sur deux sites différents de salinité distinctes, marin (Iles
Orcades), et hypersalé (Marais salants de Camargue). La combinaison de différentes
approches d'analyses ont permis d'obtenir une image à l'échelle du micromètre de ces tapis.
Ainsi, la diversité bactérienne des principales communautés (eubactéries, bactéries
phototrophes pourpres, bactéries sulfato-réductrices) de ces tapis microbiens a été décrite par
l'approche moléculaire de T-RFLP. Les résultats de cette analyse, associés à ceux d'analyses
biogéochimiques, moléculaire DGGE (Denaturing Gradient Gel Electrophoresis),
microscopiques (CLSM), et de biomarqueurs lipidiques a permis de relier les communautés
bactériennes présentes et d'appréhender leurs rôles écologiques au sein de ces écosystèmes
complexes. Ces deux tapis bien que très différents révèlent une organisation très fine,
constituée de couches distinctes verticales de quelques micromètres, où s'agencent les
populations bactériennes en fonction de leurs caractéristiques physiologiques et des
conditions environnementales. Le tapis de Camargue est dominé en surface par les
cyanobactéries filamenteuses, principalement Microcoleus chthonoplastes. De plus, la
distribution des bactéries phototrophes pourpres et sulfato-réductrices est répartie en fonction
des gradients mesurés de sulfure, oxygène et lumière. Le tapis des îles Orcades est au
contraire dominé par les bactéries pourpres, très diversifiées, principalement du genre
Thiocapsa. Les cyanobactéries y sont faiblement représentées. La diversité bactérienne
phototrophes et sulfato-réductrices est très finement organisée le long de gradients physicochimiques.
Dans un deuxième temps, la distribution spatio-temporelle du tapis microbien de
Camargue en fonction du cycle nycthéméral a été étudiée. Des comportements adaptatifs chez
les bactéries pourpres, les cyanobactéries et les bactéries sulfato-réductrices ont ainsi pu être
révélés. Parmi ces réponses aux variations des microgradients de sulfure et d'oxygène, la
migration a été mise en évidence chez un grand nombre de ces microorganismes.
L'analyse de l'impact d'hydrocarbures sur les tapis microbiens de Guérande et de
Camargue a été le troisième point abordé. L'influence des paramètres environnementaux sur
la dégradation naturelle du pétrole Erika a pu être démontrée. De plus, l'impact réel de la
pollution sur les communautés du tapis a été observé montrant une succession de différentes
communautés bactériennes. Ceci révèle les capacités d'adaptation de ces écosystèmes face à
ce stress d'hydrocarbures. Même si la dégradation par voie microbiologique n'a pu être mise
en évidence dans ces systèmes, l'analyse de la diversité des gènes codant pour les
dioxygénases montre une grande diversité, suggérant que les tapis microbiens possèdent un
potentiel de dégradation important.
Ce travail a permis de mettre en évidence l'organisation dynamique des bactéries au
sein de tapis microbiens, et d'approcher leurs comportements adaptatifs vis à vis des stress
soumis.

Thesis (Ph.D.)--Indiana University, 2005.
Source: Dissertation Abstracts International, Volume: 66-08, Section: A, page: 3030. Chair: John W. Maxwell. Title from dissertation home page (viewed Oct. 5, 2006).

The inter- and intra-annual variability of the western boundary North Atlantic 26.5 ◦N region has been central in the observations of the strength and structure of the Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC). Interest in this work began when some recent work estimated the inter-annual fluctuations of the AMOC at 26.5 ◦N to be up to 3 Sv, and with a 25% reduction in strength over the last 50 years. There was increased need to understand both the short and long-term changes in the region and the responsible mechanisms for its variability. With the unique use of RAPID-MOC and MOCHA transatlantic mooring array in combination with satellite altimetry and transatlantic hydrographic observations, we find evidence that a significant amount of the variability can be accounted for by various mechanisms on different time-space scales including propagating features. Here we present simultaneous assimilation of surface and sub-surface observations that shows fresh insights into the contribution of the propagating features in the vertical structure of the temporal-spatial evolution in the western boundary 26.5 ◦N Atlantic. There is great prospect in using altimetry observations to reflect and infer the variability throughout the water-column - an effort vital in future interpretations of the AMOC fluctuations using altimetry and numerical models.

Este trabalho apresenta a avaliação das tensões de cisalhamento nas interfaces verticais de paredes de alvenaria interconectadas em casos onde atuam simultaneamente carregamentos verticais e ações horizontais. Os valores obtidos para as máximas tensões de cisalhamento são comparados com as resistências estabelecidas na norma brasileira em vigor, NBR 10837 (ABNT, 1989), e no texto base para sua revisão. Os valores das referidas normas também são confrontados com valores experimentais, avaliando-se criticamente a aplicação dos limites normativos na prática de projetos de edifícios existentes. Adicionalmente, são avaliadas duas formas distintas de modelagem de edifícios de alvenaria estrutural, quando submetidos às ações horizontais. A primeira consiste em uma abordagem simplificada e bastante usual entre projetistas, a associação plana de paredes isoladas. Sua aferição é importante para fornecer ao projetista uma ferramenta que lhe permita obter resultados de maneira rápida e confiável. A segunda forma de modelagem é uma análise de pórtico tridimensional que permite uma análise mais completa das paredes de contraventamento, incluindo os efeitos das deformações por cisalhamento. Com o intuito de avaliar as diferenças observadas entre os dois modelos, foram empregados testes estatísticos, que permitem analisar se eles são estatisticamente iguais a um nível de significância de 5%. Para aquisição dos dados para as análises são feitos estudos de casos com quatro edifícios residenciais usuais, com diferentes arranjos arquitetônicos, variando-se o número de pavimentos em quatro, oito, doze e dezesseis, de modo a se obter maior representatividade dos resultados. Com os resultados obtidos nas avaliações, concluiu-se que os valores adotados como limites de resistência pelo texto base da revisão da NBR 10837 (ABNT, 1989) parecem ser rigorosos para realidade brasileira. Com relação à comparação dos modelos estudados, os testes estatísticos direcionam a uma conclusão importante, que é a de não haver diferença entre eles, para um nível de 5% de significância.
This work presents the evaluation of the shear stress at the vertical interfaces of interconnected masonry walls simultaneously subjected to vertical and horizontal loads. The obtained maximum shear stress values are compared to the shear strengths prescribed by the current Brazilian code, NBR 10837 (ABNT, 1989), and by its review base text. The prescribed values are also confronted with experimental values, critically evaluating the application of the regulatory limits in the practical design of existing buildings. Additionally, two different ways of modeling the structural masonry buildings when submitted by horizontal actions are evaluated. The first one is a simple approach, largely used by designers, that consists in the two dimensional association of isolated walls. Its evaluation is important to provide the designer with a quick and reliable analytical tool. The second way of modeling is a three dimensional frame analysis, which allows a more complete simulation of the shear walls, including the shear strain effects. In order to evaluate the differences between the two models, statistical tests were employed for examining whether they are statistically equal at a significance level of 5%. Case studies were performed taking into account four residential buildings with different architectural arrangements. The number of floors was also varied considering four, eight, twelve and sixteen, in order to obtain more meaningful results. The developed analysis showed that the strength limits prescribed by the review base text of the NBR 10837 (ABNT, 1989) seem to be very much strict according to the Brazilian common practice. Regarding the comparison of the studied analytical models, the statistical tests showed that there is no difference between them at a significance level of 5%.

Vertical structure, the top-to-bottom arrangement of aboveground vegetation, is an important component of forest and shrubland ecosystems. For many decades, ecologists have used foliage height profiles and other measures of vertical structure to identify discrete stages in post-disturbance succession and to quantify the heterogeneity of vegetation. Such studies have, however, required resource-intensive field surveys and have been limited to relatively small spatial extents (e.g., less than]15 ha). Light detection and ranging (lidar) is an active remote sensing technology with enormous potential to characterize the three-dimensional structure of vegetation over broad spatial scales. In this study, discrete-return lidar data were used to create vertical profiles for over 500 vegetation patches on approximately 1000 ha of an oak scrub landscape in the Kennedy Space Center/Merritt Island National Wildlife Refuge area on the east-central coast of Florida. Nonparametric multivariate analysis of variance (NPMANOVA) tests detected significant differences among the profiles belonging to the four predominant land use/land cover (LULC) types in the study area. For the dominant LULC category (Herbaceous upland non-forested), pairwise NPMANOVA comparisons indicated that there were significant differences between vertical profiles for some of the distinct time since fire (TSF) values. Measures of vertical structural diversity (VSD) were calculated from the vertical profiles and then null, linear, and quadratic models relating VSD to TSF were compared via an Akaike information criterion (AIC) model selection procedure. As predicted by the Intermediate Disturbance Hypothesis, the quadratic model was the best model for the Herbaceous upland non-forested LULC category, but it explained less than 3% of the total variation in VSD.; When fire frequency was considered in conjunction with TSF for this LULC category, however, the model that was quadratic in both predictor variables was the best model among the candidates and explained over 6% of the total variation in VSD. These results support the Extended Keystone Hypothesis, which predicts that disturbance generates discrete structural patterns across landscapes, and the Intermediate Disturbance Hypothesis, since the VSD of the predominant LULC category was maximized at intermediate levels of fire disturbance (i.e., intermediate values of TSF and/or fire frequency). In addition to demonstrating the ability of discrete-return lidar to characterize the vertical structure of vegetation at the landscape scale, this research has potential management implications. Using the techniques developed in this study, practitioners can compare the vertical structure of managed ecosystems to reference natural systems to evaluate the efficacy of managed disturbance regimes.
ID: 029094364; System requirements: World Wide Web browser and PDF reader.; Mode of access: World Wide Web.; Thesis (M.S.)--University of Central Florida, 2010.; Includes bibliographical references (p. 42-47).
M.S.
Masters
Department of Biology
Sciences

La thèse porte sur l'intégration fonctionnelle autour des composants commandables bidirectionnels en courant et en tension, avec pour application, la conversion AC-AC à prélèvement sinusoïdal (PFC). La première partie du document de thèse présente la mise en oeuvre d'un gradateur AC-AC à l'aide de dispositifs intégrables. Certains bénéfices sont clairement mis en évidence à travers une analyse fonctionnelle et une validation expérimentale complètes. La seconde partie du mémoire porte sur l'intégration fonctionnelle des périphériques nécessaires à la mise en oeuvre d'un composant de puissance à structure verticale. En particulier, les conditions d'intégration, le contexte technologique et les performances électriques sont abordés et analysés. L'étude est conduite à travers un effort de modélisation conséquent, tant au niveau des composants que des interactions entre composants. Une validation expérimentale conduite au CIME-Nanotech apporte des conclusions intéressantes sur la démarche suivie
The thesis focuses on the functional integration of the components drived by bidirectional current and voltage, applied for the AC-AC conversion with Power Factor Correction (PFC). The first part of the thesis presents the implementation of a AC-AC dimmer with integrated devices. Some benefits are clearly highlighted through a functional analysis and a complete experimental validation. The second part of the thesis concentrates on the functional integration of « peripherals » which are needed for the implementation of a power component with vertical structure. In particular, the conditions for integration, technological and electrical performances are discussed and analysed. The study is carried on through an important work of modelling efforts both on components and on their interactions. An experimental validation done at CIME-Nanotech provides interesting conclusions about the approach which has been used

The most common offshore structures are the Jackets which are tools used to extract the oil and natural gas in relative low water depth particularly exist in Adriatic Sea and a lot of them have been constructed in the last 50 years. When the offshore oil and gas resources exhaust, these structures must be replaced to another region containing underground resources or removed if reaching the design life, furthermore, another solution can be considered: changing life of the future working of these platforms by applying renewable energy and alternating them into offshore wind towers. This thesis proposes to study and examine the stiffness matrix of an existing Jacket which consider damaged components for reliability analysis of offshore installations. In this research it was used the 8-step simplified methodology which includes several step to analyze the ability of the offshore jacket structure to examine if it is tolerable to endure the effect of wind or wave loads (environmental forces) more than usual by simulating a minimizing of the stiffness matrix using several random cases which they are ten cases, firstly minimizing in the x direction ( 5 cases) and lastly in y direction and then comparing each of these cases with the original case .It was presented two of the most critical cases to show the effect of each step one in x direction and the other in y direction consequently. At the end it is showed that even the structure jacket is 50 years old it is standable and bearable to face some reduction of its stiffness

Le but de ce travail était double. La première partie a été consacrée à la recherche de la taille et de la forme de la Terre au Vietnam à travers la détermination d'un modèle quasigeoïde gravimétrique local. La deuxième partie consistait à étudier la structure intérieure de la Terre sous le Vietnam en déterminant la profondeur du Moho et de la limite entre Lithosphère-Asthénosphère. Pour le premier objectif, un modèle quasigeoïde gravimétrique à haute résolution pour le Vietnam et ses environs a été déterminé sur la base de nouvelles données issues de campagnes gravimétriques terrestres en combinaison avec des observations satellites dans les régions non couvertes par les observations au sol. Le modèle quasigeoïde a été évalué en utilisant 812 points GNSS/nivellement dans la région d'étude. Cette comparaison indique que le modèle quasigeoïde a un écart type de 9.7 cm et un biais moyen de 50 cm. Ce nouveau modèle quasigeoïde local pour le Vietnam représente une amélioration significative par rapport aux modèles globaux EIGEN-6C4 et EGM2008, qui ont des écarts-types de 19.2 et 29.1 cm, respectivement, par rapport aux données GNSS/nivellement. Une application sociétale et technique essentielle du quasigeoïde gravimétrique est le nivellement par GNSS, et un modèle de décalage vertical pour le Vietnam et ses environs a donc été déterminé sur la base des points GNSS/nivellement et du modèle quasigeoïde gravimétrique. Le modèle de décalage (ou modèle de correction) a été évalué en comparant avec des données GNSS/nivellement. Les résultats indiquent que le modèle obtenu a un écart type de 5.9 cm au sens absolu. Grâce à ce modèle de décalage, le nivellement par GNSS peut donc être effectué dans la plupart du territoire vietnamien conformément aux exigences de nivellement du troisième ordre, tandis que les exigences de précision pour les réseaux de nivellement du quatrième ordre sont satisfaites pour tout le pays. Pour tenter d'unifier le système de hauteur ainsi déterminé vers l'IHRF (International Height Reference System), la valeur géopotentielle à zéro-hauteur pour le système de référence vertical local du Vietnam W_0^LVD a été déterminée en fonction de deux approches: 1) Utilisation de données GNSS/nivellement de haute qualité et du modèle quasigeoïde gravimétrique. 2) Utilisation de l'approche du problème de la valeur aux limites géodésiques basée sur le modèle de champ de gravité global GOCE amélioré avec des données de gravité terrestres. Cette valeur géopotentielle est utilisée pour rattacher le système de hauteur du Vietnam avec les pays voisins. De plus, l'approche du problème de la valeur des limites géodésiques a également été utilisée pour la détermination du potentiel de gravité à la surface de trois stations GNSS-CORS à l'époque 2018.0 au Vietnam. Sur la base de séries chronologiques de composantes verticales dérivées des observations GNSS ainsi que des données InSAR, les variations temporelles du géopotentiel ont également été estimées sur ces stations GNSS permanentes. Cela permet de surveiller la référence verticale et de détecter d'éventuelles déformations. Ces stations peuvent ainsi contribuer à augmenter la densité des points de référence dans l'IHRF pour cette région. Pour le deuxième objectif, le modèle de quasigéoïde local a d'abord été converti en géoïde. Ensuite, des modèles de profondeur du Moho et de la limite entre Lithosphère-Asthénosphère à haute résolution ont été déterminés sous le Vietnam sur la base de l'hypothèse isostatique locale en utilisant la hauteur du géoïde dérivée du géoïde, des données de hauteur et d'analyse thermique. [...]
The goal of this work was twofold. The first part was devoted to the research of the size and physical shape of the Earth in Vietnam through the determination of a local gravimetric quasigeoid model. The second part was to better constrain the Earth's interior structure beneath Vietnam by determining the Moho and Lithosphere-Asthenosphere Boundary (LAB) depth models. For the first objective, a high-resolution gravimetric quasigeoid model for Vietnam and its surrounding areas was determined based on new land gravity data in combination with fill-in data where no gravity data existed. The resulting quasigeoid model was evaluated using 812 GNSS/levelling points in the study region. This comparison indicates that the quasigeoid model has a standard deviation of 9.7 cm and 50 cm in mean bias. This new local quasigeoid model for Vietnam represents a significant improvement over the global models EIGEN-6C4 and EGM2008, which have standard deviations of 19.2 and 29.1 cm, respectively, when compared to the GNSS/levelling data. An essential societal and engineering application of the gravimetric quasigeoid is in GNSS levelling, and a vertical offset model for Vietnam and its surrounding areas was determined based on the GNSS/levelling points and gravimetric-only quasigeoid model for this purpose. The offset model was evaluated using cross-validation technique by comparing with GNSS/levelling data. Results indicate that the offset model has a standard deviation of 5.9 cm in the absolute sense. Thanks to this offset model, GNSS levelling can be carried out over most of Vietnam's territory complying to third-order levelling requirements, while the accuracy requirements for fourth-order levelling networks is met for the entire country. To unify the height system towards the International Height Reference Frame (IHRF), the zero-height geopotential value for the Vietnam Local Vertical Datum W_0^LVD was determined based on two approaches: 1) Using high-quality GNSS/levelling data and the estimated gravimetric quasigeoid model, 2) Using the Geodetic Boundary Value Problem (GBVP) approach based on the GOCE global gravity field model enhanced with terrestrial gravity data. This geopotential value can be used to connect the height system of Vietnam with the neighboring countries. Moreover, the GBVP approach was also used for direct determination of the gravity potential on the surface at three GNSS Continuously Operating Reference Station (CORS) stations at epoch 2018.0 in Vietnam. Based on time series of the vertical component derived from these GNSS observations as well as InSAR data, temporal variations in the geopotential were also estimated on these permanent GNSS stations. This enables monitoring of the vertical datum and detect possible deformation. These stations may thus contribute to increase the density of reference points in the IHRF for this region. For the second objective, the local quasigeoid model was first converted to the geoid. Then, high-resolution Moho and LAB depth models were determined beneath Vietnam based on the local isostatic hypothesis using the geoid height derived from the estimated geoid, elevation data and thermal analysis. From new land gravity data, a complete grid and map of gravity anomalies i.e., Free-air, Bouguer and Isostatic was determined for the whole of Vietnam. The Moho depth was also computed based on the gravity inversion using the Bouguer gravity anomaly grid. All new models are computed at 1' resolution. The resulting Moho and LAB depth models were evaluated using available seismic data as well as global and local lithospheric models available in the study region. [...]

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Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
Esta pesquisa foi realizada com o intuito de se conhecer, através de análise teórico- experimental, a distribuição das ações verticais ao longo da altura das paredes de um edifício em alvenaria estrutural cerâmica não armada em escala reduzida. O edifício em questão é formado por quatro pavimentos, blocos cerâmicos e lajes maciças estando apoiado sobre sistema de vigas baldrames e estacas, sendo que as estacas estão sobre um pequeno radier. Após obtenção dos resultados experimentais necessários, foram feitas análises teóricas da distribuição das ações verticais, utilizando-se dos modelos de cálculos atualmente conhecidos e também através de um software comercial baseado no Método dos Elementos Finitos. Fez- se comparações com os resultados obtidos através dos ensaios experimentais com o intuito de verificar qual modelo de cálculo melhor representou o comportamento da alvenaria. A fim de avaliar a distribuição das ações verticais, o edifício foi ensaiado através de carregamentos uniformemente distribuídos - bandejas com água - sobre as lajes dos diferentes pavimentos, medindo assim, os valores de reações de apoio nos pontos instrumentados. Como principal conclusão, verificou-se que para cálculos manuais de distribuição de ações verticais as paredes não devem ser tratadas como isoladas, mesmo para edifícios de pequena altura, com poucos pavimentos, mas como pertencentes a determinado grupo, por causa da existência de interação entre elas.
This research was carried out in order to know, through theoretical and experimental analysis, the distribution of vertical loads along the height of the walls of a building in unreinforced structural masonry with ceramic blocks in small scale. The building in question consists of four floors, ceramic blocks and slabs being supported on system foundation beams and piles, the piles are upon a small raft. After obtaining the necessary experimental results were made theoretical analysis of the vertical loads distribution, using the currently model calculations and also with a commercial software based on finite element method. Comparisons were made with the results obtained from experimental tests with in order to determine which calculation model best represented the behavior of masonry. In order to evaluate the distribution of vertical loads, the building was tested by imposing uniformly distributed loads - trays with water - upon the slabs of different floors, thus measuring the values of support reactions at points instrumented. The main conclusion, it was found that for manual calculations of the distribution of vertical loads the walls should not be treated as isolated, even for buildings of small height, with few floors, but as belonging to a particular group, because of interaction between them.

O presente trabalho teve como objetivo principal a análise experimental da distribuição das ações verticais entre paredes de alvenaria estrutural com a utilização de modelo físico reduzido na escala 1:5. Precedendo a construção do modelo físico reduzido foram realizados ensaios de caracterização dos componentes e da alvenaria na escala reduzida 1:5. Os ensaios no modelo físico reduzido consistiram na inserção de carregamentos uniformemente distribuídos e aplicados em diferentes ambientes e níveis. A análise da distribuição das ações verticais foi possível devido à instrumentação realizada na base do modelo físico reduzido através de células de carga. Os resultados foram analisados comparando-se os resultados experimentais com os usuais procedimentos teóricos de distribuição das ações verticais e também com a modelagem por elementos finitos; visando, desta forma, identificar qual o procedimento que mais se aproxima dos resultados experimentais. Foi possível concluir que a modelagem por elementos finitos e o procedimento de Grupos de Paredes apresentaram resultados mais próximos dos experimentais na análise da distribuição das ações verticais.
This study had as a main aim the experimental analysis of vertical loads distribution between structural masonry walls using a reduced physical model in a 1:5 scale. Preceding the building of the physical model were performed tests in order to obtain characterization of the components and of the masonry in a 1:5 reduced scale. The tests in the reduced physical model consisted in the insertion of loads uniformly distributed and applied in different environments and levels. The analysis of the vertical loads distribution was possible due to instrumentation performed on the basis of the physical model by load cells. The results were analyzed by comparing the experimental results with the usual theoretical procedures of vertical loads distribution and also with the modeling by finite elements; aiming, this way, to identify which procedure is closer to the experimental results. It was concluded that modeling by finite elements and Walls Groups procedure showed results closer to the experimental analysis of vertical loads distribution.

Negli ultimi anni, la presenza in mare di strutture fondate su pali, come piattaforme petrolifere e turbine eoliche offshore, sta diventando sempre più importante. Per questa ragione, guadagna sempre più importanza l’analisi di possibili criticismi e incertezze nella loro progettazione. L’obiettivo di questa tesi è lo studio dell’idro e della morfodinamica indotta da onde regolari e non su un palo di piccolo diametro attraverso una modellazione fisica e numerica. Questa tesi vuole quindi dare un contributo per la comprensione di tali processi fisici. In particolare, si vogliono fornire degli strumenti che possono risultare utili ad evitare valutazioni errate dei parametri che rientrano nella progettazione di tali strutture. Particolare attenzione è riservata alla valutazione della forza dell’azione ondosa sulla struttura, allo scavo generato alla sua base e al run-up sulla sua superficie. Un modello fisico a fondo rigido è stato realizzato per valutare quale fosse il miglior approccio per la stima della forza dovuta ad onde non lineari. Viene quindi proposta un’alternativa al classico metodo di Morison (1950) per il calcolo della forza totale con valori di velocità e accelerazione orbitale calcolati a partire da una serie temporale della superficie libera. Tale metodo consiste in una decomposizione spettrale di Fourier del segnale di livello; il contributo di ogni componente, calcolato mediante la teoria di Airy, viene quindi sommato per ottenere un profilo di velocità orizzontale e verticale in ogni istante. I risultati mostrano che questo approccio fornisce una buona stima della forza totale sia in termini di valore massimo che di valutazione della fase ondosa in cui avviene. Al contrario invece, l’applicazione della teoria lineare a tale scopo (che viene utilizzata usualmente nella progettazione) porta ad una sottostima del valore di picco e ad una cattiva rappresentazione dell’andamento della forza nel periodo. Lo scavo alla base del palo è un altro parametro fondamentale nella sua progettazione. Una campagna sperimentale a fondo mobile è stata quindi realizzata studiando l’effetto di onde regolari e non regolari su un fondale sabbioso in cui è stato inserito un cilindro verticale. I risultati di questo studio sono abbastanza in accordo con quelli ottenuti da un precedente la voro di Sumer et al. (1992) sebbene sia mostrato come il processo di scavo inizi in presenza di condizioni idrodinamiche di minore intensità (parametro di Keulegan-Carpenter KC=4) rispetto a quanto presente in letteratura (KC=6). Diverse formule sono proposte per valutare la profondità di scavo in funzione di parametri adimensionali come KC e Ur. Per lo scavo dovuto ad onde irregolari, è stato modificato l’approccio di Ong et al. (2013). Questo metodo dipende dalla funzione di distribuzione cumulata delle altezze di cresta ma, a causa della sua complessità, è stata semplificata per essere resa più adatta a fini progettuali senza però inficiare la bontà dei risultati. Per migliorare la comprensione sul processo di formazione, crescita e distacco dei vortici, sono state svolte misure di tipo PTV che, integrate con le misure di pressione e coi risultati del fondo mobile, hanno permesso di caratterizzare l’intero processo di scavo. Dai risultati si è osservato come le fasi e le posizioni in cui i gradienti di pressione sono massimi corrispondono a quelle in cui è stato osservato distacco dei vortici. Le mappe di scavo ottenute nella campagna a fondo mobile sono state quindi spiegate dall’interpretazione delle mappe di vorticity e del parametro OW. È stato inoltre realizzato un modello numerico con OpenFOAM per ampliare la comprensione del complesso fenomeno tridimensionale riguardante l’interazione onda-struttura. Una nuova condizione al contorno per la generazione ondosa a partire da una serie temporale misurata di superficie libera è stata implementata nel codice. Il campo di velocità viene calcolato con la scomposizione di Fourier sopra descritta. I test della campagna a fondo rigido sono stati simulati allo scopo di ottenere ulteriori informazioni sul distacco dei vortici e per stimare il run-up sulla struttura che è un parametro fondamentale per garantire l’accesso alle strutture in mare. Il confronto con le misure sperimentali di livello, velocità, pressione e forza è eccellente. L’analisi dei massimi valori di run-up è stata realizzata confrontando i risultati con formule presenti in letteratura. In particolare, l’equazione di Hallermeier (1976) è stata adattata per il calcolo del run-up a partire dall’altezza della cresta e i risultati, ottenuti con un numero di campioni significativo, sono molto buoni. Infine, le strutture vorticose sono visualizzate mediante l’uso del Q-criterion. I risultati numerici mostrano come, a volte, un vortice generato nella prima metà di un periodo può rimanere nell’area di influenza del palo. Dopo l’inversione del flusso cambia direzione insieme al flusso e viene finalmente rimosso nel lato del palo opposto rispetto a dove era stato generato. I risultati sono in accordo con quelli della campagna PTV: sia la fase, la dimensione e la posizione dei vortici sono ben rappresentate. Gli obiettivi raggiunti con il modello numerico aumentano la comprensione di tale complesso processo fisico unendo informazioni di diversa natura come i gradienti di pressioni, le strutture vorticose e le mappe di scavo ad esse associate.
During the last years, the presence of piled structures, such as offshore wind farms or oil platforms, in the marine environment is becoming more important. For this reason, it gains relevance the correct analysis of possible criticisms and uncertainties in the design process. The aim of this thesis is the study of both the hydrodynamics and the morpho-dynamics induced by regular and random waves over a single slender pile by means of laboratory and numerical modelling. Therefore, the objective of the present thesis is to contribute to a better understanding of such physical processes. In particular, it aims to provide some tools that can be useful in the design process, in order to avoid a wrong estimation of the most important parameters and, thus, to ensure a proper design of the piled marine structure and its facilities. Particular attention is paid on the evaluation of the total force due to wave action, on the scour at the base of the pile and on the run-up over its surface. A rigid bed model has been realised to evaluate the best approach for the estimation of the total force over the pile due to nonlinear waves. An alternative method to the classical Morison (1950)'s approach has been proposed for the computation of the total force from the velocity and acceleration of the water particles from a measured water surface elevation time series. Such method consists in a Fourier spectral decomposition of the input free water surface signal; the contribution of each component, computed according to the Airy theory, is summed to obtain the total horizontal and vertical velocity along the vertical profile. The results showed that this approach allowed to give a very good estimate of the total force both in terms of maximum value and of the phase in which it occurs. On the contrary, the application of the linear theory for the calculation of the velocity to be applied in the force calculation (classical Morison approach used in the design process) leads to an underestimation of the peak value and to a wrong representation of the shape of the force. Another primary parameter in the stability of a structure in the marine environment is the scour at the base of the monopile. This experimental campaign is performed by means of a mobile bed model in which a vertical cylinder is placed over a sandy seabed and it is attacked by both regular and random nonlinear waves. The results for regular waves are quite in agreement with the earlier work of Sumer et al. (1992). However, the results of this study reveal that the scour process due to nonlinear regular waves starts for hydrodynamic conditions characterized by a lower intensity Keulegan-Carpenter parameter KC=4) in comparison with those reported in the literature for linear waves (KC=6). Different formulas are proposed for its estimation depending on dimensionless parameters (KC, Ur). For random waves, the approach proposed by Ong et al. (2013) for scour evaluation has been modified. This method depends on the cumulative distribution function of the dimensionless crest heights but, because of its complexity, it has been simplified in order to became suitable for design purposes without affecting the quality of the results. To better understand the process of formation, growth and detachment of vortices, PTV measurements are carried out and the results are integrated with those from pressure sensors and from the mobile bed model for the characterization of the whole process of vortex formation and scour generation. The results showed that the wave phases and positions in which the maximum values of the pressure gradients occur, correspond to those in which the detachment of vortices is observed. From the interpretation of the contour maps of the vorticity and of the OW parameter it is possible to explain the scour patterns obtained in the mobile bed campaign. Furthermore, a numerical model has been realised with the tool OpenFOAM that permitted to contribute to the comprehension of the complex 3D physical phenomenon induced by the wave-structure interaction. A new wave generation boundary condition for the generation of a measured water surface elevation time series has been added to the numerical code. The corresponding velocity field in this BC has been computed with the Fourier decomposition method mentioned above. The nonlinear waves of the rigid bed experimental campaign are here simulated for the better comprehension of the vortex formation process and for the estimation of wave run-up which is very important for the design of the access facility of the marine structures. Excellent results are obtained in comparison with experimental data of force, pressure, velocity and water elevation. The analysis of the maximum values of run-up is performed and the results are compared with some formula available in the literature. An adaptation of the equation of Hallermeier (1976) that compute the run-up depending on the crest height, is proposed and the results, obtained with a significant number of samples, are very good. Finally, the visualization of the three-dimensional vortical structures by means of the Q-criterion has been performed. The numerical results showed that, in some instances, a vortex generated during the first half of the period can remain in the area of influence of the pile. After the reversal of the flow, it changes the direction according to the stream until it is finally removed on the opposite side of the pile with respect to where it was generated. The results are in agreement with those of the PTV campaign: both the phase, size and position of vortices are well represented. The achievements obtained with the numerical model are able to improve the understanding of the complex physical processes by linking the different results, such as the pressure gradients, vortical structures and the associated scour patterns.

Our understanding of the functions played by RNA molecules is expanded with the understanding of RNA structures. Except for primary structure, RNA molecules present pairings within a sequence, which is called RNA secondary structure. Since its discovery, RNA secondary structure has drawn considerable attention because it is widely appeared. Many programs for RNA secondary structure prediction have been developed, including [4, 20, 38, 39, 46]. Based on our knowledge, however, there is a family of RNA secondary structure which can not be covered by any of these algorithms. And even without considering this family, none of programs can cover all other structures in Rfam data-set. These structures are found to be important in many biological processes, for example, chromosome maintenance, RNA processing, protein biosynthesis. And efficient structure prediction can give direction for experimental investigations. Here, we present a general algorithm with a new grammar: Vertical Tree Grammar (VTG) which has stochastic context-free grammar architecture for RNA secondary structure prediction. VTG significantly expands the class of structures that can be handled, including all structures that can be covered by other paper, and all structures in Rfam data-set. Our algorithm runs in O(n^6) time, and it's precision is reasonable high, with average sensitivity and specificity over 70%.
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Computer Science
Master
Master of Philosophy

This thesis presents the results of an extensive experimental investigation into the hydraulic efficiency of a vertically-oriented water intake. Water supplied from rivers and reservoirs is usually drawn through intakes. Under low submergence conditions, the operation of an intake is associated with the formation of surface vortices, which result in flow reduction and the downstream entrainment of air and swirl. The experimental work considered the fact that vortex formation is governed by the geometrical characteristics of the intake (e.g. diameter, shape, submergence, surrounding boundary, etc.) and the approaching flow conditions. Therefore, the experimental study was conducted to investigate the influence that the local shape and the proximity to boundaries each have on the hydraulic performance of a water intake. The results of the present experimental program have lead to a better understanding of the phenomena that govern the flow in such structures and to the elaboration of improved design guidelines.