Dissertations / Theses on the topic 'Helional'

Illicit drug profiling describes the applications of chemical or physical drug profiles to areas such as law enforcement and legislation. Stable isotope analysis by stable isotope ratio mass spectrometry (IRMS) has become a useful tool for illicit drug profiling purposes. The following research was focused on the illicit drug profiling of 3,4-methylenedioxyamphetamine (MDA) and 3,4-methylenedioxmethylamphetamine (MDMA) by IRMS. Following an extensive literature review, it was surmised that the illicit drug profiling of MDMA (and a lesser extent MDA) by IRMS was complicated. Previous research suggested that stable isotopic compositions of MDA/MDMA may not be characteristic of the synthetic history. Traditional precursors for these drugs have similar, plant-based origins and similar isotopic compositions. The changes to isotopic compositions during the synthesis of MDA/MDMA made it difficult to establish links back to specific precursors. The control of traditional precursors has seen illicit manufacturing utilise alternative compounds. Helional has emerged as a novel precursor for MDA and MDMA, and although recently legislated against in Queensland, Australia, remains largely uncontrolled in many other jurisdictions. The aim of this research was to investigate further the analysis of MDA and MDMA by IRMS, with particular focus on the alternative precursor helional. This was performed with the following individual aims: 1. To investigate the δ2H, δ13C and δ18O composition variation in traditional and alternative MDA/MDMA precursors available in Queensland, Australia including the novel precursor helional. 2. To investigate the δ13C and δ15N composition variation in nitrogen sources used for the synthesis of MDA and MDMA. 3. To investigate the synthesis of MDA and MDMA from helional, and characterisation to determine what, if any isotopic changes occur during each stage of synthesis. 4. To investigate the HCl salt precipitation of MDA and MDMA and to determine what, if any isotopic changes occur during this process. A survey of traditional and alternative precursors and pre-precursors, from which MDA/MDMA can be produced, found a greater variation in stable isotope ratios than previously reported. Of particular interest were samples found with δ13C values more negative than traditional precursors, including helional (between –32.47 and –32.21‰) and 3,4-methylenedioxyphenyl-2-propanone (MDP2P) prepared from the methyl-glycidate masking group (methyl-3-[3,4- (methylenedioxy)phenyl]-2-methyl-glycidate (MMDMG)) (–31.39‰). A survey of ATS nitrogen sources by IRMS was also conducted. Much greater variation was found in the δ15N compositions for the alternative nitrogen sources nitromethane (–37.21 to – 0.10‰) and hydroxylamine (–97.87 to +2.19‰). Hydroxylamine is utilised in the production of MDA from helional, and can itself be produced from nitromethane. Changes to stable isotope ratios from precursors and nitrogen sources to MDA and MDMA, and during the HCl salt precipitation, were next investigated. One pathway from helional to MDP2P was investigated via an enamine intermediate, and from MDP2P to MDMA by reductive amination. From helional to MDA two methods were investigated, both proceeding through an amide intermediate. Minimal change was observed in δ13C composition from helional to MDA and MDMA, however, isotopic changes occurred in δ2H, δ15N and δ18O compositions. During the HCl salt precipitation minimal change was seen in δ13C and δ18O composition. When multiple precipitations of the HCl salt were collected, changes occurred to δ2H and δ15N values. If high yields of MDA/MDMA were collected as the HCl salt and homogenised, this isotopic fractionation is expected to be reduced. These results have implications to the illicit drug profiling of MDA and MDMA by IRMS. With minimal changes to δ13C composition, this element may provide limited information about the synthetic history of a sample, especially when MDA or MDMA was prepared from alternative precursors with more negative δ13C values. Changes observed in δ2H, δ15N and δ18O values suggest that these elements may be more useful in characterising batch-to-batch variations between MDA or MDMA samples.
Thesis (PhD Doctorate)
Doctor of Philosophy (PhD)
School of Environment and Sc
Science, Environment, Engineering and Technology
Full Text

De nos jours, les besoins en biocapteurs dans différents domaines (environnement, médical. . . ) sont réels. Et c'est pour répondre à certains de ces besoins que dans ce travail nous nous sommes intéressés au développement de différents biocapteurs se basant sur l'immobilisation d'enzymes et/ou de micro-organismes sur des électrodes conductimètriques. La première partie de ce travail a été consacrée au developpement d'un biocapteur enzymatique à base de proteinase K pour le contrôle de la pollution organique dans les eaux naturelles à travers le dosage des protéines. Dans la partie suivante, nous nous sommes intéressés au développement d'un biocapteur associant deux activités enzymatiques : la β-galactosidase et la glucose oxydase et son application au dosage du lactose dans le lait. La réussite du suivi de la catalyse du lactose par la combinaison de son hydrolyse enzymatique par la β-galactosidase avec l'oxydation, du glucose généré (catalysée par la glucose oxydase), à l'aide des électrodes conductimétriques, ont ensuite été appliqués au dosage du sélénite (élément toxique à forte dose). Ceci a été réalisé en exploitant la β-gal induite dans les cellules bactériennes de Herminiimonas arsenicoxydans par la présence de sélénite. Ainsi, un biocapteur conductimétrique original associant la glucose oxydase à une bactérie génétiquement modifée, qui exprime l'activite β-galactosidase en présence de sélénite, a été développé pour la détermination du sélénite. Enfn, un biocapteur olfactif se basant sur l'immobilisation de levures S. Cerevisiae génétiquement modifées, exprimant le récepteur olfactif humain OR17-40 a été développé et appliqué avec succès à la détection de l'hélional
Nowadays, the needs in biosensors has proven to be real and relevant in several fields such as the environment, health,. . . To meet those needs and expectations, we focused in this thesis on the design of different biosensors based on enzyme and/or micro-organisms immobilized on conductometric electrodes. The first part of this study is dedicated to the use of proteinase K based biosensor to estimate and control organic pollution in river's waters through protein titration. The next part describes the development of a biosensor mixing two distinct enzymatic activities, the beta-galactosidase and the glucose oxidase, and its application to lactose determination in milk. The efficiency of the conductometric biosensor in lactose analysis, as a result of combination of lactose enzymatic hydrolysis (though beta-galactosidase) and glucose oxidation(catalyzed by glucose oxidase), were afterwards applied to selenite determination (toxic element if used in important quantities). This was realized by using Herminiimonas arsenicoxydans bacterial cells where the beta-galactosidase activity is induced by selenite. Thus, an original conductometric biosensor has been developed, based on the combination of glucose oxidase activity and genetically modified bacteria, which produced abeta-galactosidase activity in presence of selenite. Finally, an olfactory biosensor based on the immobilization of a genetically modified Saccharomyces Cerevisiæ yeast, expressing the human olfactory receptor OR17-40, has been successfully developed and applied to helional detection

Examensarbetet består av två fristående delar. Textdelen ”Att bygga staden i fyra dimensioner: några personliga reflektioner om arkitektens roll som stadsbyggare” tar upp samhällsbyggande och stadsbyggande mot bakgrund av begreppet samhälle i dess sociala respektive fysiska innebörd, arkitektuppgiften i det offentliga rummet respektive den fysiska miljön som system, samt några olika aspekter på tidsdimensionen i stadsbyggandet: tidskrävande, långvarigt resultat, kontinuerlig process, föränderliga premisser, påverkan på vardagstiden och stadsrummens skiftande med tiden. ”Heliodal i Rönninge: fakta och inspiration för dig som vill bygga villa” är en beskrivning av villaområdet Heliodal, dess karaktärsdrag och historia och förslag på hur de kan tillvaratas. Den är utformad som ett förslag till broschyr, riktad till privatpersoner som överväger att köpa tomt och bygga villa i området och baseras på en verklig detaljplan för ett omvandlingsområde i Salems kommun. Erfarenhetesmässigt kommer tillkommande bebyggelse sannolikt att mestadels bestå av kataloghus. I broschyren beskrivs områdets läge och historia, landskapets och den befintliga bebyggelsemiljöns karaktärsdrag, grunddragen i detaljplanen och konkreta förslag på hur den enskilda byggherren kan tänka vid val av hus och tomt för att få bebyggelsen och tomtens utformning att smälta in i området. Tyngdpunkten ligger på anpassning till befintlig terräng.
The thesis consists of two separate parts. The text ”Building the Town in Four Dimensions: Personal Reflections on the Architect's Role as an Urban Planner” discusses urban planning from a ”community” and a ”municipality” piont of view, the architect´s tasks of public space and of the town as a system, and some aspects of time as the fourth dimension: urban planning takes time, has long-lasting effects, is a continuous process, the premises keep changing, it affects people´s everyday life and the public space changes over the day and the year. ”Heliodal in Rönninge: Facts and Inspiration for Your Own New House” describes the area of Heliodal, its characteristics and history, and some ideas how this can be taken care of when adding new houses. This part of the thesis is presented as a brochure meant for families who consider buying some property and having their own house constructed. It is based on a real town plan for an area in the municipality of Salem, south of Stockholm. In areas like this most of the new houses are likely to be prefabricated houses of different kinds. The brochure shows the place and its history, the main features of the landscape and the existing buildings, the basic ideas of the town plan and some suggestions how to choose house and plan the garden to make them fit into the environment, emphasizing adaption to the natural topography.

Plusieurs méthodes existent pour évaluer de manière opérationnelle l'éclairement solaire au sol à partir d'images acquises par satellite. Durant sa thèse soutenue en 2009 à MINES ParisTech, Oumbe a conçu une nouvelle méthode, Heliosat-4, faisant appel à des modèles numériques du transfert radiatif et à des approximations d'exécution rapide. La présente thèse vise à consolider ces résultats et à effectuer la validation complète de la méthode Heliosat-4. Elle s'inscrit dans une collaboration scientifique internationale dans les projets européens MACC (Monitoring Atmosphere Composition and Climate) et MACC-II.Oumbe a proposé une approximation de l'équation de transfert radiatif s'écrivant alors comme un produit de l'éclairement par ciel clair par un terme d'extinction dû aux nuages. Nous avons établi que les erreurs liées à cette approximation sont très faibles dans les conditions usuelles et qu'elle peut donc être utilisée dans Heliosat-4, ce qui en facilitera l'implémentation informatique ainsi que son fonctionnement opérationnelle.La méthode Heliosat-4 est donc ainsi composé de deux modèles composés d'abaques : McClear pour l'éclairement par ciel clair et McCloud pour l'extinction cet éclairement due aux nuages. A l'aide de mesures in-situ d'éclairements direct et diffus de référence, nous avons analysé finement les performances de Heliosat-4 selon différentes conditions. La qualité de la première version pré-opérationnelle de Heliosat-4 est jugée satisfaisante car elle permet des estimations d'éclairement global avec une précision de l'ordre de celles des méthodes existantes mais des estimations des composantes directe et diffuse sensiblement de meilleure qualité
Several methods have been developed to assess operationally the surface solar irradiance from satellite images. During his PhD thesis presented in 2009 at MINES ParisTech, Oumbe has designed a new method using numerical radiative transfer model and fast approximations. The present PhD thesis aimed at consolidating these results and validating Heliosat-4. This work is the international scientific collaboration framework of the European-funded projects MACC (Monitoring Atmosphere Composition and Climate) and MACC-II.As a foundation of Heliosat-4, Oumbe has proposed an approximation of the radiative transfer equation by a product of clear-sky irradiance and a term describing the cloud extinction. We have established that estimation errors due to this approximation are very small in usual conditions and that this approximation may be adopted. It allows a convenient modular development of Heliosat-4 and eases its future operational use.The Heliosat-4 method is then composed of two abacus-based models: McClear for the irradiance under clear-sky and McCloud for the irradiance extinction due to clouds. With in-situ reference measurements of direct and diffuse irradiance, we have carried out deep performance analysis of Heliosat-4, under different conditions. The quality of this first preoperational version of Heliosat-4 is judged satisfactory as it enables estimations of global irradiance with the same level of quality of other existing methods in literature but also estimations of direct and diffuse irradiances with a noticeable better quality

Plusieurs méthodes existent pour évaluer de manière opérationnelle l'éclairement solaire au sol à partir d'images acquises par satellite. Durant sa thèse soutenue en 2009 à MINES ParisTech, Oumbe a conçu une nouvelle méthode, Heliosat-4, faisant appel à des modèles numériques du transfert radiatif et à des approximations d'exécution rapide. La présente thèse vise à consolider ces résultats et à effectuer la validation complète de la méthode Heliosat-4. Elle s'inscrit dans une collaboration scientifique internationale dans les projets européens MACC (Monitoring Atmosphere Composition and Climate) et MACC-II.Oumbe a proposé une approximation de l'équation de transfert radiatif s'écrivant alors comme un produit de l'éclairement par ciel clair par un terme d'extinction dû aux nuages. Nous avons établi que les erreurs liées à cette approximation sont très faibles dans les conditions usuelles et qu'elle peut donc être utilisée dans Heliosat-4, ce qui en facilitera l'implémentation informatique ainsi que son fonctionnement opérationnelle.La méthode Heliosat-4 est donc ainsi composé de deux modèles composés d'abaques : McClear pour l'éclairement par ciel clair et McCloud pour l'extinction cet éclairement due aux nuages. A l'aide de mesures in-situ d'éclairements direct et diffus de référence, nous avons analysé finement les performances de Heliosat-4 selon différentes conditions. La qualité de la première version pré-opérationnelle de Heliosat-4 est jugée satisfaisante car elle permet des estimations d'éclairement global avec une précision de l'ordre de celles des méthodes existantes mais des estimations des composantes directe et diffuse sensiblement de meilleure qualité.

L'éclairement du Soleil à la surface de la Terre est reconnu comme une variable climatique essentielle par l'Organisation Météorologique Mondiale. Sa connaissance est aussi précieuse pour les sciences du climat que pour le développement d'énergies alternatives aux combustibles fossiles, comme le solaire photovoltaïque. La mesure au sol de ce rayonnement est très clairsemée sur la Terre, d'où l'intérêt de méthodes d'estimation basées sur la télédétection par satellite. Combiner les estimations produites à partir de différents satellites en orbite est une voie pour couvrir au mieux l'information sur tout le globe terrestre. De plus, différentes générations de satellites ont produit une imagerie de la Terre depuis plusieurs décennies, permettant d'estimer de longues séries temporelles du rayonnement solaire, voire d'identifier des variations long terme, un objectif récurrent dans l'étude du changement climatique. Depuis plus de trente ans, les méthodes Heliosat permettent cette estimation, mais elles ont été conçues pour être appliquées à un capteur spécifique en orbite géostationnaire et ont des contraintes limitant leurs champs d'application : la nécessité d'utiliser une longue série temporelle passée (Heliosat, Heliosat-2), ou le besoin de mesures multispectrales (Heliosat-4). Ce travail sur le développement d'une méthode Heliosat-V apporte des éléments de polyvalence à l'estimation satellite par les méthodes dites à "indice d'ennuagement", dans l'objectif de tendre vers une donnée homogène du rayonnement solaire issue de mesures de différents instruments satellites. Deux problèmes sont en particulier considérés pour parvenir à cette estimation : la diversité des capteurs en termes de sensibilités spectrales, et l'influence des géométries de visée et d'éclairement solaire sur les mesures satellites. La méthode s'appuie extensivement sur la modélisation du transfert radiatif dans l'atmosphère dans la gamme spectrale 400-1000 nm pour simuler d'une part les mesures de radiomètres satellites en conditions de ciel clair et d'autre part celles en présence d'un nuage optiquement épais. La méthode est testée sur l'imagerie d'un instrument satellite géostationnaire, Meteosat-9/SEVIRI, et de manière plus exploratoire sur celle d'un non géostationnaire, DSCOVR/EPIC. Les résultats sont comparés à des mesures de référence au sol de l'éclairement, et montrent des performances similaires à celles de produits opérationnels d'éclairement solaire. La qualité des estimations dépend cependant du canal spectral utilisé, en particulier de la présence de diffusion ou d'absorption de l'atmosphère claire dans le signal mesuré par satellite. L'accent est aussi mis sur le besoin d'un étalonnage absolu précis des mesures radiométriques satellites pour produire des séries temporelles d'éclairement de surface avec des biais et une dérive temporelle les plus faibles possibles
Solar irradiance at the surface of the Earth is recognized as an essential climate variable by the World Meteorological Organization. Its knowledge is as much important for climate sciences as for the development of energy alternatives to fossil fuels, like solar photovoltaic. Ground measurements of this radiation are very sparse on Earth, explaining the interest for satellite-based remote sensing to estimate it. Combining estimations from different satellites in orbit is a pathway to cover the information on the whole globe. Different generations of satellites also produced a multidecadal imagery of the Earth, making it conceivable to estimate long time series of solar radiation, or even to identify long-term variations, a recurrent objective in the study of climate change. For more than 30 years, Heliosat methods estimate surface solar irradiance from satellite imagery, but they have been designed to be applied to a specific sensor on a geostationary orbit, and have limitations in their scope : the need for a long archive of satellite imagery (Heliosat, Heliosat-2), or else the need for multispectral measurements (Heliosat-4). This work dedicated to the development of a Heliosat-V method brings elements of versatility to the satellite-based estimation from so-called "cloud-index" methods, with the ultimate goal to reach homogeneous data of solar radiation derived from measurements made by different satellite instruments. Two issues are in particular considered here to reach such an estimation: the diversity of sensors in terms of spectral sensitivities, and the influence of viewing and solar geometries on spaceborne measurements. The method extensively deals with radiative transfer modeling in the spectral range 400-1000 nm to simulate on one hand satellite measurements in clear-sky conditions, and on the other hand satellite measurements in the presence of an optically thick cloud. The method is tested on the imagery of a geostationary satellite instrument, Meteosat-9/SEVIRI, and in a more exploratory way, on the non geostationary sensor DSCOVR/EPIC. Results are compared to high quality ground-based measurements of irradiance, and show performances similar to operational satellite products. However, the quality of estimates depends on the spectral channel used, and especially of the presence of clear-sky atmospheric scattering or absorption in the signal measured by the satellite instrument. The accent is also put on the need for an accurate absolute calibration of satellite radiometric measurements in order to produce time series of surface solar irradiance with the smallest biases and temporal drift possible

La connaissance du rayonnement solaire, ou irradiation solaire, à la surface de la Terre est d’un grand intérêt dans de nombreux domaines. Cependant le développement de systèmes utilisant l’énergie solaire nécessitent des données sur le rayonnement solaire denses (spatialement et temporellement) et suffisamment précises pour simuler, concevoir, gérer et optimiser le fonctionnement de ces systèmes. L’objectif principal de cette thèse est de concevoir et développer une méthode d'estimation de l'irradiation solaire applicable à la zone intertropicale. Les travaux de la première partie se concentrent sur la recherche d’une solution méthodologique pour estimer le l’irradiation solaire sur la partie Nord du continent Sud-Américain (Plateau des Guyanes) avec une haute résolution spatiale et temporelle et une précision similaire à celle des aux autres méthodes opérationnelles sous d’autres climats. Dans la deuxième partie, nous proposons d’améliorer les estimations d’irradiation solaire obtenues dans la première partie, notamment celles faites en ciel couvert. Le Plateau des Guyanes étant une zone fortement affectée par la ZIC et avec des passages nuageux très fréquents, il nous est apparu nécessaire de compléter les modifications apportées à la méthode originelle en introduisant une modélisation du ciel couvert. Dans la troisième partie, nous proposons de réaliser des cartographies d’indicateurs en utilisant les estimations d’irradiation obtenues avec la méthode Heliosat-2 modifiée. Enfin, nous concluons sur les avancées obtenues en termes de connaissance sur l’irradiation solaire et sur son exploitabilité sur le Plateau des Guyanes
Knowledge of solar radiation, or solar irradiation, at Earth’s surface is of great interest in many fields. However, the development of systems using solar energy need spatially and temporally dense data on solar radiation, sufficiently accurate to simulate, design, generate and optimize the operation of these systems.The main objective of this thesis is to design and develop a method to assess solar irradiation applicable on intertropical regions. The works of the first part focus on the search of a methodological solution to assess solar irradiation on the northern part of the South American continent (Guiana Shield) with a high temporal and spatial resolution and accuracy on the same level of other operational methods under other climates. In the second part, we propose to improve the solar irradiation assessments obtained in the first part, notably those done in cloudy sky. The Guiana Shield being a zone strongly affected by the ITCZ and with recurrent cloudy periods, it appeared necessary to us to complete the changes brought to the original method by introducing a modeling of the cloudy sky. In the third part, we propose to produce maps of indicators by using the assessments of solar irradiation obtained with the modified Heliosat-2 method. Finally, we conclude on the advances obtained in terms of knowledge on solar irradiation and its exploitability on the Guiana Shield

Peu de stations au sol mesurent l'éclairement et des méthodes ont été développées pour l'évaluer à partir d'images prises par des satellites géostationnaires ou en orbite polaire. Dans les méthodes actuelles, dites inverses, le signal perçu par le satellite est inversé pour dériver le rayonnement au sol. Il est estimé de manière générale que les limites des méthodes inverses sont certainement atteintes en terme de précision. En conséquence, une nouvelle voie, basée sur la modélisation directe de la propagation du rayonnement solaire dans l'atmosphère, est explorée. Dans cette thèse, nous concevons une nouvelle méthode -dite Heliosat-4- basée sur le code de transfert radiatif libRadtran et tirant profit des produits de meilleure qualité, extraits des nouvelles capacités d'observation de la terre. Dans cet objectif, nous avons - par une analyse de sensibilité, établi les entrées nécessaires pour toute méthode basée sur un code de transfert radiatif, - établi que l'éclairement au sol pour une atmosphère nuageuse peut être considéré comme égal au produit de l'éclairement obtenu par ciel-clair et d'une fonction de l'extinction due aux nuages et de la contribution de la réflectance du sol, - mis en œuvre des approximations de l'équation de transfert radiatif pour des atmosphères claire ou nuageuse, permettant des calculs rapides. Heliosat-4 est affranchi des paramètres empiriques, facile à implémenter et fournit simultanément les composantes directe, diffuse et la distribution spectrale de l'éclairement. Ces caractéristiques, bien que nécessaires pour différentes applications, sont rarement fournies. Les premiers résultats de la validation de cette nouvelle méthode avec les mesures sol sont prometteurs : les performances observées sont proches de celles des méthodes actuelles.

This thesis is on the estimation models for the daily global solar irradiation on a horizontal surface at the surface of the Earth. New approaches are developed and applied to 15 locations of Turkey and Germany. The main idea in developing the new models is to link the surface data to satellite imagery. Totally three new modeling approaches are developed and tested. Surface data of daily bright sunshine hours (s) and cloud index (n) values derived from satellite images are the main input parameters. In the first approach, monthly coefficients of Angströ
m linear relation between daily solar irradiation and daily bright sunshine hours are used to replace the clear sky irradiance calculations of HELIOSAT model. In the second approach new correlations are obtained between daily bright sunshine hours (s) and cloud index (n). Last model that is developed uses a new correlation expression between daily solar irradiation and daily data of s and n and this expression is derived using a physical consideration. The performances of the proposed models are tested against conventional methods (mainly, satellite-based HELIOSAT and ground-based linear Angströ
m-Prescott type). The results show that the use of sunshine duration together with the cloud index is quite satisfactory in the estimations of daily global solar irradiation. The accuracy of estimations of the combined models is considerably higher than the conventional approaches. Therefore, we propose to use the new approaches to estimate daily global irradiation whenever the data of bright sunshine hours is available for the location of interest or a nearby station. In addition, for a point on the earth surface, depending on the data in hand, suitable and most accurate models of estimations are proposed for that point.

Ce travail vise à contribuer à l’amélioration de notre connaissance de l’électrodynamique quantique des états liés, par des mesures de haute précision dans des états exotiques de la matière. Bien que notre connaissance de l’électrodynamique quantique des états liés et du problème relativiste à plusieurs corps aient fait des progrès importants ces dernières années, il reste des questions fondamentales dont la résolution nécessite d’augmenter le nombre et la précision des tests expérimentaux. La première partie de ce travail a été réalisée dans le cadre de l’expérience récente sur les ions muoniques d’hélium (μ4He+ et μ3He+) conduite par la collaboration CREMA. Cette expérience vise à fournir de nouvelles valeurs précises pour les rayons de charge moyens des noyaux des isotopes stables de l’hélium. Ces valeurs sont extraites de la mesure du déplacement de Lamb, c’est-à-dire, de la mesure de la différence d’énergie entre les États 2S − 2P. Une mesure des énergies de transition d’une précision d’au moins 50 ppm, permet de déterminer les rayons de charge des noyaux des isotopes d’hélium avec une incertitude de 0,03%, dix fois plus précise que les résultats précédents obtenus à partir de la diffusion d’électrons. La deuxième partie de ce travail a été de réaliser des mesures de haute précision de transitions de rayons X dans des ions fortement chargés, à l’aide d’un spectromètre à double cristal plan. Ces ions étaient produits dans le plasma d’une source d’ions de type ECRIS (electron-cyclotron resonance ion source). Le spectromètre utilisé est non seulement capable de fournir des mesures de haute précision, mais aussi des mesures sans référence à des énergies de transition théorique ou expérimentales. Quatre énergies de transition de n = 2 → n = 1 ont été mesurées pour des ions d’argon de trois états de charge différents, héliumoïde, lithiumoïde et berylliumoïde, avec une précision meilleure que 3 ppm. La largeur naturelle de chaque raie a également été obtenue expérimentalement. Les résultats trouvés sont en excellent accord avec les calculs théoriques les plus récents
This work aims to provide insight on Bound-State Quantum-Electrodynamics (BSQED) by experimental fundamentals high-precision tests in exotic states of matter. Although BSQED and the relativistic many-body problem have been undergoing important progress, there are still some issues that require the increase of the number and accuracy of experimental fundamental tests. The first part of this work was done within the framework of the recent experiment in muonic helium ions (μ4He+ and μ3He+) by the CREMA collaboration. This experiment, aims to provide new accurate values for the root-mean-square (rms) charge radii of the helium isotopes nuclei that are extracted from the measurement of the Lamb Shift, i.e., the measurement of the energy difference between the 2S − 2P states. With the goal of measuring the transition energies with an accuracy of at least 50 ppm, the rms charge radii of the helium isotopes will be determined with an uncertainty of 0.03%, a factor of ten more precise than previous results obtained from electron scattering. The second part of this work aims the high-precision measurement of x-ray transitions in Highly-Charged Ions (HCI) using a Double-Crystal Spectrometer (DCS). These ions were produced in the plasma of an Electron-Cyclotron Resonance Ion Source (ECRIS). This kind of spectrometer is able not only to provide high-precision measurements but also reference-free measurements, without reference to any theoretical or experimental energy. Four transitions energies from n = 2 → n = 1 have been measured in an argon plasma in three different charge states, He-, Be- and Li-like, with an accuracy of better than 3 ppm. Besides the energies, the natural width of each transition has also been experimentally obtained. The obtained results are in excellent agreement with the most recent theoretical calculations

Ce travail vise à contribuer à l’amélioration de notre connaissance de l’électrodynamique quantique des états liés, par des mesures de haute précision dans des états exotiques de la matière. Bien que notre connaissance de l’électrodynamique quantique des états liés et du problème relativiste à plusieurs corps aient fait des progrès importants ces dernières années, il reste des questions fondamentales dont la résolution nécessite d’augmenter le nombre et la précision des tests expérimentaux. La première partie de ce travail a été réalisée dans le cadre de l’expérience récente sur les ions muoniques d’hélium (μ4He+ et μ3He+) conduite par la collaboration CREMA. Cette expérience vise à fournir de nouvelles valeurs précises pour les rayons de charge moyens des noyaux des isotopes stables de l’hélium. Ces valeurs sont extraites de la mesure du déplacement de Lamb, c’est-à-dire, de la mesure de la différence d’énergie entre les États 2S − 2P. Une mesure des énergies de transition d’une précision d’au moins 50 ppm, permet de déterminer les rayons de charge des noyaux des isotopes d’hélium avec une incertitude de 0,03%, dix fois plus précise que les résultats précédents obtenus à partir de la diffusion d’électrons. La deuxième partie de ce travail a été de réaliser des mesures de haute précision de transitions de rayons X dans des ions fortement chargés, à l’aide d’un spectromètre à double cristal plan. Ces ions étaient produits dans le plasma d’une source d’ions de type ECRIS (electron-cyclotron resonance ion source). Le spectromètre utilisé est non seulement capable de fournir des mesures de haute précision, mais aussi des mesures sans référence à des énergies de transition théorique ou expérimentales. Quatre énergies de transition de n = 2 → n = 1 ont été mesurées pour des ions d’argon de trois états de charge différents, héliumoïde, lithiumoïde et berylliumoïde, avec une précision meilleure que 3 ppm. La largeur naturelle de chaque raie a également été obtenue expérimentalement. Les résultats trouvés sont en excellent accord avec les calculs théoriques les plus récents
This work aims to provide insight on Bound-State Quantum-Electrodynamics (BSQED) by experimental fundamentals high-precision tests in exotic states of matter. Although BSQED and the relativistic many-body problem have been undergoing important progress, there are still some issues that require the increase of the number and accuracy of experimental fundamental tests. The first part of this work was done within the framework of the recent experiment in muonic helium ions (μ4He+ and μ3He+) by the CREMA collaboration. This experiment, aims to provide new accurate values for the root-mean-square (rms) charge radii of the helium isotopes nuclei that are extracted from the measurement of the Lamb Shift, i.e., the measurement of the energy difference between the 2S − 2P states. With the goal of measuring the transition energies with an accuracy of at least 50 ppm, the rms charge radii of the helium isotopes will be determined with an uncertainty of 0.03%, a factor of ten more precise than previous results obtained from electron scattering. The second part of this work aims the high-precision measurement of x-ray transitions in Highly-Charged Ions (HCI) using a Double-Crystal Spectrometer (DCS). These ions were produced in the plasma of an Electron-Cyclotron Resonance Ion Source (ECRIS). This kind of spectrometer is able not only to provide high-precision measurements but also reference-free measurements, without reference to any theoretical or experimental energy. Four transitions energies from n = 2 → n = 1 have been measured in an argon plasma in three different charge states, He-, Be- and Li-like, with an accuracy of better than 3 ppm. Besides the energies, the natural width of each transition has also been experimentally obtained. The obtained results are in excellent agreement with the most recent theoretical calculations

La Guyane est un territoire d’outre-mer, situé en zone intertropicale (ZIT). Cette zone est le lieu de phénomènes de convections intenses. De ce fait, l’énergie solaire incidente au sol est très variable ce qui constitue un frein à son exploitation à grande échelle. La question de recherche étudiée dans ce manuscrit est : comment peut-on améliorer les estimations et prédictions de rayonnement au sol en ZIT de façon à augmenter le taux de pénétration dans le réseau électrique de cette énergie renouvelable intermittente ? Afin de répondre à cette question, nous avons utilisé deux outils. Le code Héliosat-II (HII) et le modéle de prévisions météorologiques Weather and research forecast (WRF). Nous avons utilisé ces outils de manière à améliorer les estimations et prévisions de rayonnement global au sol (IGH) dans la ZIT. La première partie de ce manuscrit présente le contexte de la thèse. La seconde présente une modification d’H-II permettant d’améliorer les estimations d’IGH par une modélisation explicite de l’absorption de nuages. Ces estimations améliorées donnent ainsi des outils décisionnels permettant de situer au mieux une centrale solaire en fonction du potentiel solaire du site et des systèmes services avoisinants. La seconde partie traite dans un premier temps de la précision des prévisions des modèles globaux IFS et GFS (i.e integrated forecast system, global forecast system GFS) en ZIT. Ces produits téléchargés sont validés par comparaison avec des mesures in situ de trois pays situés dans la ZIT et caractérisés par des climats tropicaux. Cette étude permet de combler un vide dans l’étude des prévisions d’IGH des modèles globaux en ZIT. Nous proposons ensuite une méthode générique permettant de calibrer le modèle WRF en ZIT. Cette méthodologie vise à limiter le nombre de simulations à effectuer en sélectionnant et en faisant varier uniquement les paramètres ayant le plus d’influence sur le rayonnement au sol en ZIT. Pour valider cette méthodologie nous avons comparé les prévisions d’IGH du modelé WRF calibré avec celle du modelé AROME ainsi qu’avec des mesures in situ en Guyane. La quatrième partie présente l’utilisation d’une méthode hybride ensembliste variationnelle d’assimilation de donnée permettant d’améliorer les prévisions de rayonnements en ZIT. Cette méthode initialement utilisée pour améliorer la description de phénomènes convectifs extrêmes tels que prévision de la trajectoire des cyclones est pour la première fois appliquée pour améliorer les prévisions d’IGH. Cette méthodologie appliquée à la ZIT fournie alors des prévisions améliorées d’IGH permettant ainsi une gestion améliorée de centrale solaire
French Guiana is a French territory located in the inter-tropical zone (ITZ). The ITZ is an area with highly variable dynamic in which we encounter significant amounts of convective clouds. Consequently the solar energy available at the ground is highly variable. This variability causes economical and technical challenges to fully exploit this resource. This thesis dissertation aims to answer the following scientific issue: How could the solar irradiance be assessed and forecast accurately in the ITZ to increase the penetration rate of this intermittent renewable energy into the electricity grid? To answer this scientific issue, we use two tools: Heliosat-II (H-II) and Weather and research forecast (WRF). We used these tools in order to produce improved GHI estimates in the inter-tropical zone. The first chapter introduces the thesis and the research issue. The second chapter presents a modification to H-II; with this modification H-II can account for cloud absorption. The GHI estimates from modified H-II provide therefore tools for decision making in the ITZ. These tools allow one identifying the most suitable locations to install solar facilities in the ITZ with respect to both solar potential and surrounding facilities that favor grid stability. In the third chapter we study first the accuracy in the ITZ of the GHI forecasts from integrated forecast system (IFS) and global forecast system (GFS) numerical weather prediction model (NWP). We validate the accuracy of these downloaded products by comparison with ground measurements from three countries located in the ITZ that have tropical climate. This study aims to fill the gap with regard to the accuracy of global NWP model in the ITZ. Second we propose a methodology to calibrate WRF to produce improved GHI forecasts in the ITZ. The goal is to restrain and select the minimum number of simulations to run, to obtain improved GHI forecasts compared to a non-calibrated model. This methodology to calibrate WRF is validated in French Guiana by comparison with the GHI forecasts of AROME NWP model and ground measurements. The fourth chapter deals with the use of an hybrid 3D variational (3D-Var) ensemble transform Kalman filter (ENTKF) to further improve the GHI forecasts of calibrated WRF in the ITZ. This methodology originally used in the tracking of extreme convection events such as cyclones is applied for the first time for GHI forecasts. This methodology applied to the ITZ therefore allows obtaining improved GHI forecasts which makes easier monitoring the electricity production from solar facilities

Le Soleil est la source d'énergie essentielle de notre planète, et la connaissance du rayonnement solaire devient nécessaire dans un nombre croissant de domaines, où les utilisateurs font face à un manque de données. Les mesures disponibles dans le réseau météorologique mondial fournissent des valeurs du rayonnement solaire reçu au sol ; cependant elles sont ponctuelles et dispersées. Il est alors nécessaire de recourir à des interpolations ou extrapolations, techniques d'autant moins précises que la distance à la station augmente. Dans ce contexte, nous proposons d'une part une méthode d'estimation du rayonnement solaire reçu au sol à partir d'images satellitales, et d'autre part des outils pour permettre à l'utilisateur d'accéder de manière plus efficace à l'information sur le rayonnement solaire par l'intermédiaire d'Internet. Parmi les méthodes existantes, la méthode Heliosat a été choisie au regard des critères de qualité, de robustesse, et d'exploitation, qualités qui doivent être renforcées dans l'objectif de créer une climatologie du rayonnement solaire. Nous proposons donc d'améliorer la méthode Heliosat en 1) introduisant une méthode automatique d'étalonnage, 2) utilisant un modèle ciel clair plus précis, 3) établissant une nouvelle relation entre les indices de ciel clair et d'ennuagement, 4) évaluant l'albédo des différentes surfaces à partir des images étalonnées. Forte de ces améliorations, la méthode " Heliosat-2 " constitue alors une base solide pour l'élaboration d'une base de données climatiques du rayonnement solaire, devant être disséminées au travers d'Internet.

The long-standing problem of possible formation of metastable states in collisions of the eta-meson with atomic nuclei is revisited. The two-body eta-nucleon interaction is described by a local potential, which is constructed by fitting known low-energy parameters of this interaction. The many-body eta-nucleus potential obtained within the folding model, is used to search for metastable states of the systems formed by the eta-meson with hydrogen and helium isotopes. It is found that all these systems generate strings of overlapping resonances.
Physics
M.Sc. (Physics)