Dissertations / Theses on the topic 'Architecture des failles'

Haïti est située sur la partie occidentale de l'île d'Hispaniola, qu'il partage avec la République dominicaine à l'est. Haïti est située en limite septentrionale des Caraïbes, où le mouvement relatif entre les plaques Caraïbes et Amérique du Nord est accommodé par un système complexe de microplaques de failles et de blocs tectoniques. Deux failles décrochantes sismogènes liées à ce système se trouvent en Haïti ; la zone de faille d'Enriquillo – Plantain Garden (EGPFZ) sur la partie sud d'Haïti et la zone de faille Septentrionale (SFZ) au large de la partie nord d'Haïti, tandis que la chaîne trans-haïtienne, composée de chevauchements d’unités tectoniques haïtiennes se propage vers le sud-ouest. La géologie et le contexte géodynamique d'Haïti font l'objet d'un regain d'intérêt scientifique à cause du séisme très destructeur de Mw 7.0, survenu le 12 janvier 2010, qui s’est produit au sud d'Haïti à Leogâne, près de la capitale Port-au-Prince. Cette étude, qui est une collaboration entre Sorbonne Université, IFP Energies nouvelles (IFPEn), l’Université d’Etat d’Haïti (UEH), URGéo, et le Bureau des Mines et de l’Energie d’Haïti (BME), participe à l'accroissement des connaissances géologiques de la zone méridionale d'Haïti. Elle comporte trois objectifs principaux ; 1) identifier le nombre et la chronologie des phases de déformation de la péninsule sud d'Haïti, leur impact régional, leur style structural, et l'évolution des paléo-contraintes, 2) contraindre l'histoire de la déformation de la zone frontale de la chaîne trans-haïtienne (la chaîne des Matheux), et (3) caractériser l'interaction entre les fluides et la déformation en examinant la circulation des paléo‐fluides associée à la déformation dans les deux régions. Pour atteindre ces objectifs, cette étude intègre des données géologiques et des observations à terre sur Haïti acquises lors de deux campagnes de terrain en 2015 et 2017. Les données stratigraphiques et structurales sont combinées avec l’étude des images satellitaires pour établir quatre cartes géologiques à petite échelle (~1:50.000) et des coupes transversales, qui permettent de mieux comprendre et de contraindre la déformation dans la région. Des échantillons de roches et de veines sont analysés à l'aide d'une série de techniques analytiques, incluant la microscopie optique, la cathodoluminescence, la micro‐thermométrie des inclusions fluides et la spectroscopie Raman sur ces inclusions, la diffraction des rayons X, la géochimie des isotopes stables, et la géochimie sur roche totale. L'ensemble des analyses est intégré afin de documenter et comprendre la circulation des paléo‐fluides. Les résultats de cette étude indiquent que la Péninsule du Sud s’est développée sur une large zone d’inversion bordée par des chevauchements impliquant le socle, tandis que la déformation dans la Chaîne des Matheux est principalement à l’origine d'une tectonique contrôlée par des niveaux de décollement peu profonds, suivie tardivement par des inversions de socle. L'histoire de déformation de la Péninsule du Sud est polyphasée et caractérisée par trois phases tectoniques majeures; 1) Compression et soulèvement durant le Maastrichtien et le Paléocène inférieur, 2) compression et soulèvement du Miocène inférieur qui affectaient principalement la partie sud‐ ouest de la Péninsule du Sud, et 3) déformation transpressive du Miocène supérieur à l’actuel. Cette dernière phase est caractérisée par une concentration progressive d'activité décrochante le long de l'EPGFZ, qui enregistre un maximum de 15 km de déplacement sénestre depuis la fin du Messinien [...]
Haiti is located on the western part of the island of Hispaniola, shared with the Dominican Republic in the east. Haiti is situated within the northern Caribbean plate boundary region where relative motion between the Caribbean and North American plates is accommodated by a complex system of fault-bounded microplates and tectonic blocks. Two seismogenic strike-slip faults related to this system are found in Haiti; the Enriquillo – Plantain Garden Fault Zone (EGPFZ) onshore southern Haiti, and the Septentrional Fault Zone (SFZ) offshore northern Haiti, with the southwest-verging, forward-propagating Haitian Fold-and-Thrust Belt situated in between them. The geology and geodynamic setting of Haiti became the focus of increased scientific interest following the January 12th 2010 Mw 7.0 Leogâne earthquake, which struck southern Haiti close to its capital Port-au-Prince. This study, which is a collaboration between Sorbonne Université, IFP Energies nouvelles (IFPEn), Université d’Etat d’Haïti (UEH), URGéo, and Bureau des Mines et de l’Energie d’Haïti (BME), is dedicated to increase our knowledge of the onshore geology of southern Haiti. There are three main objectives to this study; 1) identify the number and timing of deformation phases on the Southern Peninsula of Haiti, their regional impact, and the associated structural style of deformation and paleo-stress evolution, 2) constrain the deformation history of the southernmost onshore part of the Haitian Fold-and-Thrust Belt (the Chaîne des Matheux), the structural style of deformation and the associated paleo-stress evolution, and 3) characterize the interaction between fluids and deformation by examining the paleo-fluid circulation related to deformation in both regions. To fulfill these objectives this study integrates geological data and observations onshore Haiti from field campaigns in 2015 and 2017. Stratigraphic and structural data are combined with satellite imagery and digital elevation models to create four small-scale (~1:50.000) geological maps and associated cross sections. These are used to better understand and constraining the style of deformation in the region. Samples of host rocks and veins from fault zones and fractures are analyzed using a suite of analytical techniques, which include optical and cathodoluminescence microscopy, fluid inclusion microthermometry and Raman spectroscopy on fluid inclusions, x-ray diffraction, stable oxygen and carbon isotope geochemistry, and whole-rock geochemistry, all of which are integrated to constrain the paleofluid circulation. The results of this study indicate that 1) the Southern Peninsula evolved by basement-involved inversion, thrusting, and strike-slip, while 2) the style of deformation in the Chaîne des Matheux is predominantly thin-skinned controlled by shallow dipping decollement levels, although a component of thick-skinned basement-involved deformation is probable. The polyphase deformation history of the Southern Peninsula is characterized by three major tectonic events; 1) Deformation and uplift during the Maastrichtian and early Paleocene, 2) early Miocene compression and uplift that mainly affected the southwestern part of the Southern Peninsula, and 3) transpressive deformation from the late Miocene to recent. This last phase is characterized by a progressive focus of strike-slip activity along the EPGFZ, which accommodated a maximum of 15 km of left-lateral displacement since the late Messinian [...]

Cette étude s’inscrit dans le cadre d’un programme de recherche de l’IRSN relatif au stockage géologique de déchets de moyenne et de haute activité et à vie longue, qui vise à comprendre et modéliser les phénomènes importants pour la sûreté d’une installation de stockage géologique. Un tel stockage est actuellement envisagé en Meuse/Haute-Marne dans la formation argileuse du Callovo-Oxfordien encadrée par des formations calcaires. Dans ce système, d’épaisseur plurihectométrique, des éventuelles failles affectant la couche hôte pourraient créer des drains susceptibles d’amoindrir sa capacité de confinement. Cette étude vise à caractériser l’architecture et la croissance des failles normales dans des alternances argilo-calcaires. Des analyses structurales et des profils de déplacement ont été réalisés sur des failles normales affectant différentes alternances du Bassin du Sud-Est (France) et des propriétés pétrophysiques ont été quantifiées pour chaque lithologie. Les failles étudiées -de simples plans ou des zones de failles- sont fortement influencées par la lithologie. L’analyse de ces caractéristiques complétée par des modélisations numériques a permis d’évaluer les processus responsables de la nucléation, de la restriction et de la croissance des failles.

Les zones de failles constituent des discontinuités majeures dans la croûte supérieure. Ce mémoire s'intéresse aux failles actives à des profondeurs de 5-8 km, i.e. dans des conditions pouvant jouer un rôle important (i) sur le comportement mécanique de de la croûte, en particulier sur son potentiel sismogénique et (ii) sur la compartimentation des réservoirs géologiques profondément enfouis. Les failles étudiées sont des failles normales (rejet jusqu'à 50 mètres) affectant des alternances de bancs de grès arkosiques et de pélites dans les Grès d'Annot, une formation turbiditique d'âge priabonien-rupélien du bassin d'avant-chaine alpin. Les Grès d'Annot ont été enfouis sous les nappes de l'Embrunais-Ubaye peu de temps après leur dépôt et exhumés au Miocène moyen-supérieur. L'étude a été réalisée dans deux secteurs des Alpes de Haute-Provence, (1) le secteur de l'Estrop (chaine des Trois Evéchés, dans la partie occidentale du bassin) et (2) le secteur de Point Vert-Restefond (alentours du col de la Bonette, dans la partie orientale du bassin). La réflectance de la vitrinite dans les Grès d'Annot indique des températures maximales de 160-190°C dans le secteur (1) et de 240-260 °C dans le secteur (2) , soit des profondeurs d'enfouissement de 5-6 km et 8-10 km, respectivement, dans l'hypothèse d'un gradient géothermique moyen de 25-30°C/km. A partir des observations microstructurales, de données d'inclusions de fluides, de modélisations thermodynamiques sur chlorites syncinématiques et des indices de cristallinité de l'illite, on a établi que les failles du secteur (1) ont fonctionné à une température d'environ 200°C pour une pression de 0.6Kbar et celles du secteur (2) dans une gamme de température de 200-220°C et de pression comprise entre 0.6 et 1.1 Kba. L'activité de la faille de Point-Vert a été datée par la méthode 40Ar/39Ar au Miocène inférieur (21 Ma). Ces failles sont interprétées comme associées aux premiers stades du soulèvement résultant de l'activité des chevauchements dans le socle sous-jacent. Deux types principaux de roches de failles caractérisent les failles étudiées. Les brèches dilatantes sont majoritaires dans les zones de failles du secteur (1) alors que les arkoses foliées sont majoritaires dans les zones de failles du secteur (2). Les brèches dilatantes témoignent de mécanismes de déformation dominés par la fracturation transgranulaire et la pression-solution des silicates. Ce dernier mécanisme se manifeste principalement par d'abondantes précipitations cycliques de quartz, les stylolites restant peu développés. Les géométries structurales sont associées à l'activation de plans T de Riedel déterminant l'ouvertures de relais extensifs et un régime localement dilatant. Nous associons ce type de roche de faille à une faible pression effective au cours de la déformation. La déformation cisaillante exprimée dans les arkoses foliées témoigne de mécanismes de déformation dominés par (i) la fracturation intragranulaire et transgranulaire, (ii) la pression-solution/précipitation des silicates, principalement le quartz, (iii) la néoformation de micas blancs liée à l'altération des feldspaths et (iv) la précipitation de chlorite. Ce travail montre également que les transformations minéralogiques liées aux interactions fluide-roche dans la zone de faille (forte augmentation de la proportion des phyllosilicates au dépend des feldspaths) changent radicalement la composition minéralogique de la roche. Nous associons ce type de roche de faille à une forte pression effective au cours de la déformation. La pétrophysique montrent que les brèches de failles (secteur 1) ont une perméabilité isotrope et équivalente à celle du protolithe (10-3mD sous 2 MPa de confinement) tandis que les roches foliées (secteur 2) montrent une augmentation de perméabilité (10-2mD) selon l'axe Y de la déformation, d'un ordre de grandeur supérieure aux perméabilités suivant les axes X et Z et dans la roche hôte (10-3mD)
Architecture and petrophysical properties of fault zones affecting a deeply buried silico clastic arkosic succession : Role of deformation mechanisms and fluid-rock interactions.Example of the Grès d'Annot (external Alps)

La stratigraphie synrift du bloc de faille est divisée en trois groupes stratigraphiques, représentant une épaisseur de 1624 m. Le Groupe inférieur est composé de sédiments fluvio-lacustres, le Groupe moyen comporte les Gilbert-deltas géants et leurs faciès fins associés, le Groupe supérieur est formé de Gilbert-deltas récents à actuels ainsi que de formations superficielles. La discordance basale de l'Unité du prérift présente une paléotopographie. La phase d'extension précoce (Groupe inférieur) est caractérisée par une très faible subsidence assurée par l'activité précoce de la faille de Pirgaki et des failles mineures. La transition avec la phase d'extension principale (Groupe moyen) est marquée par un approfondissement du bassin ainsi que par une augmentation du taux de subsidence. La phase d'abandon et de soulèvement du bloc (Groupe supérieur) est caractérisée par des évènements de creusement-comblement. Le Gilbert-delta géant de Kerinitis se serait déposé dans la période Pléistocène inférieur-Pléistocène moyen, en milieu marin. L'étude de la sédimentologie de faciès a permis de mettre en évidence quatre associations de faciès : topset, foreset, bottomset, prodelta. L'architecture stratigraphique est composée de onze Unités Stratigraphiques (SU) séparées par onze Surfaces Stratigraphiques (KSS). Dans un contexte de création continue d'espace d'accommodation, les SU se déposent pendant les maxima et les périodes de chute du niveau marin. Les KSS se mettent en place pendant des périodes d'augmentation du niveau marin. Les quatres étapes de construction du Gilbert-delta de Kerinitis ont enregistré le début, le maximum et l'arrêt de l'activité du système de failles.

As a result of evergrowing data and recent interest in storing and analyzing it, distributed storage systems (DSS), which is also known as cloud storage, have become one of the most important research areas in the literature. Not only such networks are being used as backbone systems for companies like Google, Microsoft and Facebook but also they have accelerated the growth of cloud computing, which is an essential business line for institutions such as IBM, Amazon and Salesforce. In this dissertation, the focus is on the storage side of cloud in order to address the important questions in designing such systems. First, coding theoretic approach is taken to handle correlated failures of multiple storage nodes. In particular, this dissertation studies distributed storage systems that can provide resilience against correlated failure patterns that affect the availability of multiple storage nodes, i.e., power loss that may affect multiple disks. Maximum file size that can be stored in such DSS is studied and then optimal code constructions are provided. This dissertation also studies cloud storage systems that prevent data loss from mixed failure patterns of disks and sectors in disk drives. Specifically, a general code construction is proposed to overcome such failures for any given parameter set. Due to its large field size requirement of proposed construction, a relaxation on the efficiency of storage system is considered to provide codes with smaller field sizes. Maintenance of cloud storage systems is also studied. To that end, this dissertation first studies the maintenance of DSS that include a backup node, which is called hierarchical DSS. Hierarchical DSS can model cellular networks such as femtocell as well as caching in wireless networks. In particular, we present an upper bound on the file size that can be stored over hierarchical DSS and propose optimal code constructions. Then, maintenance cost and data access cost for users of such DSS are studied. Lastly, mobility effects of cloud storage over wireless devices are studied. Specifically, an analysis on the mobile cloud storage system that initiates the maintenance process after certain number of devices remains in the network is performed and different maintenance strategies are proposed that are optimal with respect to average cost in certain mobility regimes.

Scientific and engineering communities (e.g., chemistry, bioinformatics and engineering manufacturing) have presented unprecedented requirements for knowing the provenance of their data products, i.e., where they originated from, how they were produced and what has happened to them since creation. Without such important knowledge, scientists and engineers cannot reproduce, analyse or validate experiments and processes. Previous work has conceived a computer-based representation of a past process for determining provenance, termed process documentation. However, current provenance systems do not adequately address the problem of reliably recording process documentation in large scale environments like Service Oriented Architectures. For example, a service may not be available and network connection may be broken. In this context, reliably recording process documentation becomes challenging, given that the documentation produced in a process can be spread over multiple provenance repositories across the world. The presence of failures (specifically, the crash of provenance repositories and communication failures) may prevent process documentation from being recorded, losing the evidence that a process occurred. This would have disastrous consequences and hence is not acceptable in the domains that rely on process documentation to determine the provenance of their data products. In this thesis, we systematically analyse all situations that may occur during capturing process documentation in the event of assumed failures. We then present a novel coordinator-based protocol that is formally proved to record complete process documentation. In addition, we use graphs to intuitively represent the topology of process documentation recorded in multiple interlinked provenance repositories, which helps us to investigate the entire retrievability of distributed process documentation. Finally, we evaluate a system architecture that employs the protocol and supports practical issues such as communication, storage and performance. The results show that the system can record complete and retrievable process documentation while maintaining acceptable performance.

L’architecture structurale et l’évolution du bassin d’avant-pays Pyrénéo-Alpin de Provence sont contrôlées par des failles profondes héritées du rifting de Gondwana au cours du Permo-Trias, par des variations d’épaisseur de la pile sédimentaire mésozoïque et par l'alternance d’évènements tectoniques compressifs et extensifs qui ont affecté la zone depuis la fin du Paléozoïque. La construction de deux coupes équilibrées d’échelle régionale (~150 km) montre que le style tectonique de l’avant-pays provençal est dominé par une tectonique de socle en Provence orientale et par une tectonique de couverture en Provence occidentale, associé avec du diapirisme dans les deux domaines. Les deux domaines sont couplés à l’échelle crustale et séparés par une zone d'accommodation dans la couverture: la Faille de la Moyenne Durance, dont la partie profonde est héritée du Paléozoïque. La structure actuelle de l’avant-pays Pyrénéo-Alpin de Provence correspond essentiellement à la signature de la compression Pyrénéo-Provençale Crétacé supérieur-Eocène (>90%). La part de la déformation Alpine est minime (9%). La phase d'extension Oligocène entre ces deux périodes compressives a été quantifiée à 1.7%. Les données de traces de fission sur apatite suggèrent une exhumation régionale à ~80 Ma reliée à la compression Pyrénéenne. Les chevauchements pyrénéens principaux ont joué simultanément, comme l’indiquent l’âge et la répartition des séries sédimentaires syntectoniques
The structural architecture and evolution of the Pyrenean-Alpine foreland of Provence are controlled by deep-seated basement faults inherited from Gondwana rifting during Permo-Triassic time, by variations in the Mesozoic sedimentary pile thickness and by alternating compressive and extensive tectonic events that affected the area since the late Paleozoic. The construction of two balanced cross sections at regional scale (~150 km) shows that the structural style of the Provence foreland is dominated by thick-skinned tectonic in eastern Provence and thin-skinned tectonic in western Provence, associated with diapirism in each domain. Both domains are coupled at crustal scale and separated by an accommodation zone in the cover: the Middle Durance Fault, whose deep-seated part is inherited from the Paleozoic. The current structure of the Pyrenean-Alpine foreland of Provence mainly corresponds to the Pyrenean-Provence compression signature during Late Cretaceous to Eocene (>90%). The Alpine deformation proportion is minor (9%). The Oligocene extension phase between these two compressive periods has been quantified at 1.7%. The apatite fission track data suggests an exhumation stage around 80 Ma related to the Pyrenean compression. The main Pyrenean thrusts were synchronous, as indicated by the age and distribution of syntectonic sedimentary series

Optimum Sensor Localization/Selection in A Diagnostic/Prognostic Architecture Guangfan Zhang 107 Pages Directed by Dr. George J. Vachtsevanos This research addresses the problem of sensor localization/selection for fault diagnostic purposes in Prognostics and Health Management (PHM)/Condition-Based Maintenance (CBM) systems. The performance of PHM/CBM systems relies not only on the diagnostic/prognostic algorithms used, but also on the types, location, and number of sensors selected. Most of the research reported in the area of sensor localization/selection for fault diagnosis focuses on qualitative analysis and lacks a uniform figure of merit. Moreover, sensor localization/selection is mainly studied as an open-loop problem without considering the performance feedback from the on-line diagnostic/prognostic system. In this research, a novel approach for sensor localization/selection is proposed in an integrated diagnostic/prognostic architecture to achieve maximum diagnostic performance. First, a fault detectability metric is defined quantitatively. A novel graph-based approach, the Quantified-Directed Model, is called upon to model fault propagation in complex systems and an appropriate figure-of-merit is defined to maximize fault detectability and minimize the required number of sensors while achieving optimum performance. Secondly, the proposed sensor localization/selection strategy is integrated into a diagnostic/prognostic system architecture while exhibiting attributes of flexibility and scalability. Moreover, the performance is validated and verified in the integrated diagnostic/prognostic architecture, and the performance of the integrated diagnostic/prognostic architecture acts as useful feedback for further optimizing the sensors considered. The approach is tested and validated through a five-tank simulation system. This research has led to the following major contributions: ??generalized methodology for sensor localization/selection for fault diagnostic purposes. ??quantitative definition of fault detection ability of a sensor, a novel Quantified-Directed Model (QDG) method for fault propagation modeling purposes, and a generalized figure of merit to maximize fault detectability and minimize the required number of sensors while achieving optimum diagnostic performance at the system level. ??novel, integrated architecture for a diagnostic/prognostic system. ??lidation of the proposed sensor localization/selection approach in the integrated diagnostic/prognostic architecture.

Bien que les zones de failles représentent un très petit volume de la croute terrestre, elles influencent grandement ses propriétés hydromécaniques. Ce travail compare des analyses multidisciplinaires, de hautes précisions, de deux zones de failles aux propriétés contrastées : l’une est une zone de failles mature de plusieurs kilomètres de long, l’autre s’étend seulement sur quelques centaines de mètres. Leurs propriétés architecturales, hydromécaniques et de résistance mécanique ont été caractérisées dans le but d’améliorer la compréhension des couplages entre l’évolution de leurs propriétés hydromécaniques et leur potentiel de réactivation. Un protocole de caractérisation in-situ des propriétés hydrauliques et mécaniques a été mis au point. Il intègre des analyses microstructurales, des descriptions détaillées des propriétés pétrophysiques à plusieurs échelles. Les deux zones de failles étudiées montrent toutes deux des relations entre leurs histoires diagénétiques, les propriétés initiales des formations sédimentaires et leurs propriétés actuelles hydromécaniques. Il a été mis en évidence que le paramètre le plus important gouvernant le comportement hydromécanique des zones de failles est la continuité de sa zone d’endommagement. Une zone de failles mature aura une zone d’endommagement relativement continue alors qu’une zone de failles non-mature aura une zone d’endommagement hétérogène caractérisée par une alternance de niveaux fracturés et non-fracturés. Ces contrastes architecturaux dépendent des propriétés initiales de la roche intacte. Au sein de la série sédimentaire, les variations de la résistance à la compression (σc) de la roche intacte induisent différents mécanismes d’accommodations des déformations. Il en résulte une architecture de zone de failles présentant de fortes variations d’épaisseur, caractérisée par une alternance de niveaux très perméables et très déformables avec des niveaux imperméables et peu déformables
Although fault zones represent a very small volume of the crust, they highly influence the crust’s mechanical and fluid flows properties. This work compares high definition trans-disciplinary analyses of two fault zones with highly contrasted properties. One is a mature fault zone of plurikilometer length, and the other is a small fault zone of a few hundred meters length. We have characterized the architectural, hydromechanical and strength properties of these faults to improve the understanding of the coupling between fault zones hydromechanical properties and their potential activation. A protocol to characterize in the field (on outcropping segments) the faults hydraulic and mechanical properties has been conducted through the coupling of micro-structural analyses, detailed rock physical descriptions at the rock mass several scales. The two studied fault zones despite their different sizes display some similarities. Both show a strong coupling between the fault zone diagenetic history, the initial properties of the sedimentary layers and the fault zone current hydraulic and mechanical properties. We show that the most important parameter governing the hydromechanical behaviors of fault zones is the continuity of the damage zones. A mature fault zone will have a relatively continuous damage zone while a small fault zone will contain a more heterogeneous damage zone characterized by an alternation of fractured and un-fractured layers. These architectural contrasts of damage zones also depend on the initial intact rock properties of the sedimentary series. Contrasted initial intact rock strengths (σc) induce contrasted strain accommodation mechanisms in the fault zone compartments, and an associated fault zone architecture that displays large thickness variations, characterized by alternate high-permeable-low-stiff and low-permeable-high-stiff layers in the damage zone

Cette étude vise caractériser le manteau lithosphérique du massif du Hoggar (Algérie) et son évolution, grâce à une étude multidisciplinaire (pétrologique, géochimique et pétrophysique) d'enclaves mantelliques échantillonnées par le volcanisme cénozoïque. L'échantillonnage provient de deux districts volcaniques (Tahalagha et Manzaz) situés respectivement en périphérie et au coeur du bombement du Hoggar. Le district de Tahalgha est par ailleurs situé à cheval sur un grand cisaillement pan-africain (le 4°35), séparant deux domaines structuraux majeurs du socle du Hoggar : le Hoggar Central Polycyclique à l'Est (domaine LATEA) et le Hoggar occidental à l'Ouest (bloc d'Iskel). Les xénolites étudiés apportent des informations sur l'évolution du manteau lithosphérique depuis l'orogenèse pan-africaine, au cours de laquelle s'est structuré le socle de cette région (le Bouclier Touareg), jusqu'aux événements cénozoïques responsables du bombement topographique et du volcanisme.L'héritage pan-africain est essentiellement préservé dans les échantillons du district périphérique de Tahalgha, sous la forme de lherzolites équilibrées à basse température (750 - 900°C), à clinopyroxènes appauvris en terres rares légères. Ces échantillons sont considérés comme représentant la lithosphère sous-continentale à l'issue des processus de réjuvénation qui ont marqué les derniers stades de l'orogenèse pan-africaine. Ils montrent des textures de déformation (porphyroclastiques à equigranulaires) bien préservées, attribuées à ces événements et caractérisées par des orientations cristallographiques préférentielles (OPRs) de l'olivine (axiales-[010]) compatibles avec un régime transpressif. Les événements cénozoïques sont marqués par un recuit partiel de ces textures, particulièrement prononcé à Manzaz et dans les échantillons de Tahalgha équilibrés à des températures moyennes à élevées (900-1150°C), et affectés par différents degrés de métasomatisme. Les xénolites de Tahalgha représentent un cas d'étude exemplaire du métasomatisme mantellique, couplant variations texturales, minéralogiques et chimiques le long de gradient locaux de température. Une modification des OPRs d'olivine est observée, qui résulterait à la fois de l'infiltration de liquides métasomatiques et d'une réactivation des accidents pan-africains en cisaillement pur.Des implications importantes de cette étude résident dans l'échelle des variations de premier ordre attribuées aux interactions lithosphère-asthénosphère au Cénozoïque. Celles-ci sont essentiellement à l'échelle du bombement du Hoggar (différences entre Manzaz et Tahalga, c'est-à-dire entre Hoggar central et périphérique) ou à celle de conduits magmatiques et de leurs épontes (variabilité locale des xénolites de Tahalgha). Par contre, les résultats obtenus montrent peu de variations significatives pour les échelles intermédiaires, notamment pour des localités de Tahlagha situées de part et d'autre ou à différentes distances du 4°35. Ceci favorise plutôt, pour l'origine du bombement volcanique du Hoggar, les modèles faisant appel à des structures d'assez grande échelle telle qu'un panache mantellique ou une cellule de convection asthénosphérique de type « Edge Driven Convection », plutôt qu'un processus essentiellement lié à la réactivation des failles lithosphériques pan-africaines
This study aims to characterize the lithospheric mantle of the Hoggar swell (Algeria) and its evolution through time via a multidisciplinary (petrological, geochemical and petrophysical) study of mantle xenoliths sampled by Cenozoic volcanism. The samples were collected in two volcanic districts (Tahalagha and Manzaz) located in the periphery and in the central part of the Hoggar massif, respectively. The Tahalgha sampling also straddles a mega pan-African shear zone (the 4°35 fault) between two major structural domains of the Tuareg Shield basement: the Central Polycyclic Hoggar to the East (LATEA terranes) and the Western Hoggar domain to the West (Iskel block). The studied xenoliths provide information on the evolution of the lithospheric mantle from the Pan-African orogeny – i.e. the period when the Tuareg Shield was structured – to the Cenozoic events responsible for topographic upwelling and volcanism in the Hoggar swell.The Pan-African heritage is found in xenoliths from the peripheral Tahalgha district. These samples are distinguished by low equilibrium temperatures (750-900°C) and LREE-depleted clinopyroxene compositions. They are considered to represent the sub-continental lithosphere after the rejuvenation process that marked the later stages of the Pan-African orogeny. They show well preserved deformation textures (porphyroclastic to equigranular) assigned to these events and characterized by preferential crystallographic orientations (CPOs) of olivine (axial-[010]) consistent with a transpressional regime. The Cenozoic events are marked by partial annealing of these textures, particularly pronounced in the Manzaz samples, as well as in the Tahalgha xenoliths equilibrated at medium to high temperatures (900-1150°C). These samples were affected by different degrees of metasomatism. The Tahalgha xenoliths represent a rather unique case study of mantle metasomatism, where coupled textural, mineralogical and chemical variations occur along local temperature gradients. The Cenozoic events were also responsible for a change in olivine CPOs, resulting from both infiltration of metasomatic fluids and reactivation of Pan-African accidents in a pure-shear regime.Important implications of this study lie in the scale at which the first-order lithosphere modifications ascribed to the Cenozoic event are observed, i.e. either at the scale of the whole Hoggar swell, as shown by the increasing degree of textural annealing and metasomatism from Tahalgha to Manzaz (i.e. from outer to central Hoggar), or at the small scale of magma conduits and their wall rocks, as shown by the local variability registered by the Tahalgha xenoliths. Conversely, our data show little changes at intermediate scales, as might be expected, for instance, among the Tahalgha localities situated on either sides - or at different distances - from the 4°35. As regards the origin of the Hoggar volcanic swell, this result favours the models involving relatively large-scale structures such as a mantle plume or "Edge Driven Convection", rather than a process involving merely the reactivation of pan-African lithospheric faults

Software systems will eventually contribute to their own maintenance using implementations of self-awareness. Understanding how to specify, model, and implement software with a sense of self is a daunting problem. This research draws inspiration from the automatic functioning of a gimbal---a self-righting mechanical device that supports an object and maintains the orientation of this object with respect to gravity independently of its immediate operating environment. A software gimbal exhibits a self-righting feature that provisions software with two auxiliary mechanisms: a historical mechanism and a reflective mechanism. The historical mechanism consists of behavior classifiers trained on statistical models of data that are collected from executions of the program that exhibit known behaviors of the program. The reflective mechanism uses the historical mechanism to assess an ongoing or selected execution. This dissertation presents techniques for the identification and modeling of program execution features as statistical models. It further demonstrates how statistical machine-learning techniques can be used to manipulate these models and to construct behavior classifiers that can automatically detect and label known program behaviors and detect new unknown behaviors. The thesis is that statistical summaries of data collected from a software program's executions can model and predict external behaviors of the program. This dissertation presents three control-flow features and one value-flow feature of program executions that can be modeled as stochastic processes exhibiting the Markov property. A technique for building automated behavior classifiers from these models is detailed. Empirical studies demonstrating the efficacy of this approach are presented. The use of these techniques in example software engineering applications in the categories of software testing and failure detection are described.

A paradigm shift is emerging in system reliability and maintainability. The military and industrial sectors are moving away from the traditional breakdown and scheduled maintenance to adopt concepts referred to as Condition Based Maintenance (CBM) and Prognostic Health Management (PHM). In addition to signal processing and subsequent diagnostic and prognostic algorithms these new technologies involve storage of large volumes of both quantitative and qualitative information to carry out maintenance tasks effectively. This not only requires research and development in advanced technologies but also the means to store, organize and access this knowledge in a timely and efficient fashion. Knowledge-based expert systems have been shown to possess capabilities to manage vast amounts of knowledge, but an intelligent systems approach calls for attributes like learning and adaptation in building autonomous decision support systems. This research presents an integrated knowledge-based approach to diagnostic reasoning for CBM of engineering systems. A two level diagnosis scheme has been conceptualized in which first a fault is hypothesized using the observational symptoms from the system and then a more specific diagnostic test is carried out using only the relevant sensor measurements to confirm the hypothesis. Utilizing the qualitative (textual) information obtained from these systems in combination with quantitative (sensory) information reduces the computational burden by carrying out a more informed testing. An Industrial Language Processing (ILP) technique has been developed for processing textual information from industrial systems. Compared to other automated methods that are computationally expensive, this technique manipulates standardized language messages by taking advantage of their semi-structured nature and domain limited vocabulary in a tractable manner. A Dynamic Case-based reasoning (DCBR) framework provides a hybrid platform for diagnostic reasoning and an integration mechanism for the operational infrastructure of an autonomous Decision Support System (DSS) for CBM. This integration involves data gathering, information extraction procedures, and real-time reasoning frameworks to facilitate the strategies and maintenance of critical systems. As a step further towards autonomy, DCBR builds on a self-evolving knowledgebase that learns from its performance feedback and reorganizes itself to deal with non-stationary environments. A unique Human-in-the-Loop Learning (HITLL) approach has been adopted to incorporate human feedback in the traditional Reinforcement Learning (RL) algorithm.

Consumers demand new and innovative personal computing devices every 2 years when their cellular phone service contracts are renewed. Yet, a 2 year development cycle for the concurrent development of both hardware and software is nearly impossible. As more components and features are added to the devices, maintaining this 2 year cycle with current tools will become commensurately harder. This dissertation delves into the feasibility of simplifying the development of such systems by employing heterogeneous systems on a chip in conjunction with a retargetable compiler such as the hybrid computer retargetable compiler (Hy-C). An example of a simple architecture description of sufficient detail for use with a retargetable compiler like Hy-C is provided. As a software engineer with 30 years of experience, I have witnessed numerous system failures. A plethora of software development paradigms and tools have been employed to prevent software errors, but none have been completely successful. Much discussion centers on software development in the military contracting market, as that is my background. The dissertation reviews those tools, as well as some existing retargetable compilers, in an attempt to determine how those errors occurred and how a system like Hy-C could assist in reducing future software errors. In the end, the potential for a simple retargetable solution like Hy-C is shown to be very simple, yet powerful enough to provide a very capable product in a very fast-growing market.

La diminution des dimensions critiques dans l'industrie du semi-conducteur requiert l'utilisation de nouveaux matériaux fragiles qui dégradent la résistance mécanique des puces. On s'intéresse plus particulièrement aux étapes précédant la mise en boîtier, à savoir les tests paramétriques qui permettent de vérifier la fonctionnalité électrique de la puce, et les assemblages tels la connexion filaire qui ont pour but d'établir les connexions avec le boîtier. Durant ces opérations, des défaillances mécaniques sont observées dans les interconnexions situées sous le pad. Des techniques expérimentales (par ex : FIB/MEB) sont mises en œuvre une fois les tests ou les assemblages avec des fils d'or et de cuivre réalisés afin de mieux comprendre les raisons d'apparition de ces défaillances ainsi que leur localisation. Des plans d'expériences sont mis en place pour évaluer l'influence des divers paramètres de tests et d'assemblage et également celle des architectures de pad. En parallèle, une nouvelle méthode d'analyse basée sur la nanoindentation est utilisée pour comparer la robustesse mécanique de divers plots de connexion. D'autre part, plusieurs modèles éléments finis complexes, prenant en compte la gestion du contact entre la pointe de test et le pad ainsi que les effets inertiels associés, sont développés dans le but de reproduire les conditions de chargement sur les pads. Finalement, un ensemble d'outils adaptés à l'étude et l'optimisation des architectures de pad, dans une optique industrielle, est présenté de même que des règles de dessin permettant d'accompagner le développement technologique.

Le bassin profond du Golfe du Mexique (BPMG) est localisé à l'est du Mexique, au sud-est des États-Unis et à l'ouest de l'Océan Atlantique. Cette étude de la partie profonde du Golfe du Mexique est basée sur l'intégration de données de sismique, de forages pétroliers et d'études de terrain; elle comprend toute la pente continentale et la plaine abyssale, avec une bathymétrie qui varie de 200 à 3750 m. La première partie de cette thèse est consacrée à la description du remplissage sédimentaire de la bordure occidentale du Golfe du Mexique, dans le secteur de Veracruz, en liaison avec son évolution géodynamique. L'évolution géodynamique du BPMG commence au Trias-Jurassique avec la rupture et la propagation d'un rift continental, dans le secteur sud de la plaque nord américaine. Cette ouverture et le déplacement relatif vers le sud-est du bloc crustal du Yucatan sont à l'origine du BPGM. Cette géodynamique de rift continental est suivie d'une étape post-rift accompagnée de l'océanisation du bassin. Les bassins de la marge passive ont poursuivi leur évolution sous l'effet de la subsidence thermique à l'ouest du Golfe du Mexique, tandis que de la croûte océanique se formait dans le BPGM. Cette subsidence thermique de la marge a ensuite été perturbée par l'orogénèse Laramienne, qui a remodelé l'architecture stratigraphique silico-clastique des dépôts du Tertiaire entre les éléments morphotectoniques suivants: lefront tectonique de la Sierra Madre Orientale (SMO), le bassin d'avant-pays Chicontepec, la Plateforme de Tuxpan-Faja de Oro, la pente continentale et la plaine abyssale, ces deux dernières provinces morphotectoniques appartenant au BPGM. Pendant le Paléogèneinférieur, les effets de la subsidence thermique de la marge passive ont été accentués par la charge tectonique de l'orogénèse laramienne (SMO), permettant ainsi le développement d'un bassin flexural d'avant-pays. Au cours de cette étape, les principaux transferts sédimentaires se sont effectués du front tectonique "SMO" vers le BPGM. La source principale de sédiments clastiques est liée à l'érosion de la chaîne de montagnes "SMO". Pendant le Paléocène et l'Éocène inférieur, l'architecture des premiers sédiments silico-clastiques syn-tectoniques déposés dans des éventails sous-marins sont caractérisés par des figures de glissement, des faciès turbiditiques A et B de Bouma, des chenaux-levées. Après l'arrêt de la subsidence flexurale, la subsidence thermique de la marge passive s'est poursuivie pendant l'Éocène supérieur, l'Oligocène et le Néogène, permettant le développement d'un nouveau prisme sédimentaire progradant. Les remplissages sédimentaires sont encore constitués de chenaux et de levées, avec des barres de sable associées à des systèmes deltaïques sur la plateforme. Pendant le Néogène, un système de failles listriques s'est développé sur la pente du BPGM, au-dessus d'une surface de décollement située, dans la région d'étude, dans les argiles de l'Éocène-Oligocène. Ce système de failles de croissance a piégé plus de 60% des sédiments silico-clastiques du Miocène. Ce remplissage sédimentaire évolue latéralement de faciès fluviaux deltaïques vers des faciès de pente affectés de glissements gravitaires et associés à des turbidites. La deuxième partie de cette thèse est consacrée à une approche quantitative basée sur des modélisations structurales (coupes équilibrées et modélisations cinématiques directes avec Thrustpack, couplant décollement gravitaire, flexure lithosphérique, érosion et sédimentation), puis sédimentaires (prise en compte des transferts de matériel clastique depuis la partie émergée de la chaîne jusqu'au bassin profond, à l'aide du logiciel Dionisos, afin de mieux comprendre les processus de piégeage des sédiments grossiers dans les structures de croissance et les bassins perchés de la marge.

Thesis (M.Sc.)--University of Alberta, 2009.
Title from PDF file main screen (viewed on Apr. 1, 2010). "A thesis submitted to the Faculty of Graduate Studies and Research in partial fulfillment of the requirements for the degree of Master of Science in Engineering Management, [Department of] Mechanical Engineering, University of Alberta." Includes bibliographical references.

No
This paper presents a new partitioning strategy with the objective of increasing scalability by reducing computational effort of routing in networks. The original network is partitioned into blocks (subnetworks) so that there is a bi-directional link between any two blocks. When there is a connection request between a pair of nodes, if the nodes are in the same block, we only use the small single block to derive routings. Otherwise we combine the two blocks where the two nodes locate and in this way the whole network will never be used. The strategy is generic in that it can be used in any underlying routing algorithms in the network layer and can be applied to any networks with fixed topology such as fixed wired subnetworks of the Internet. The performance of this strategy has been investigated by building a simulator in Java and a comparison with existing stochastic partitioning techniques is shown to give superior performance in terms of trade-off in blocking probability (the probability of failure to find a path between source and destination satisfying QoS constraints) and reduction of computational effort.

The field buses, and particularly the ‘PROFIBUS’, are currently widely used in automation systems, with the intention to automate industrial applications. It is of the utmost importance that one should understand how these systems operate, because failure to understand may result in improper applications, which can ultimately lead to intense network problems and, consequently, lead to potential catastrophic failures in industrial equipment, as well as compromising the health and safety of the people. This research was the performance evaluation of SAMANCOR PROFIBUS network that controls the chrome manufacturing plant. The problem with the network was that it was failing intermittently. These network failures resulted in loss of production, loss of throughput, compromised quality, downtime due to reworks, high costs in energy used to rework, and equipment damage or failure. One of the OBJECTIVES of the research was to carry out a performance evaluation of the PROFIBUS network in terms of the possible electromagnetic interference (EMI) within the plant’s PLC network. This topic emanated from the network service providers that kept insisting that the network was unstable, due to possible electromagnetic interference caused by possible high voltage cables running next to the plant network cables. This assumption was without fact, and hence the research was conducted. The QUANTITATIVE research method was used to conduct the research, where simulation of the plant network, using external parameters, were used to carry out the research. Furthermore, experiments were conducted and the physical measurements were performed on the network, where parameters derived from these measurements were used to compare the two networks. In essence, the network was tested under known configurations. The manner in which the network was simulated was that of stepping up the electrical current from the external device, and recording the response of the network. A stand-alone network rig was built and used to carry out the tests, and the results were compared with those obtained from the plant network.
Electrical and Mining Engineering
M. Tech. (Electrical Engineering)