Dissertations / Theses on the topic 'Radiative charge transfer'

En esta tesis, se ha estudiado dos tipos de reacciones fotoquímicas. Por una parte, se han determinado los mecanismos de reacciones de desactivación no radiativa en la molécula de Uracilo, que forma parte del ARN. Mediante el estudio de derivados del uracilo (5-fluorouracilo y 5- y 6-aminouracilo) se ha podido explicar por qué los derivados presentan estados excitados con tiempos de vida màs largos que el sistema original. También se ha estudiado la fotoquímica de la familia de los aminobenzonitrilos (biciclos, 4F-DMABN y los isomeros del DTABN). Se han determinado los mecanismos de la reacción de transferencia intramolecular de carga, con localización de las especies luminiscentes. Los diferentes derivados han permitido estudiar los efectos estericos y electrónicos y explicar los patrones de fluorescencia diferentes encontrados para los distintos derivados. Los estudios fueron realizados mediante el método CASSCF/CASPT2, con una buena adecuación a los resultados experimentales.
In this thesis, we studied two different types of photochemical reactions. On one hand, we determined non-radiative decay mechanisms for uracil molecule, which is part of the RNA. We then studied some derivatives of uracil (5-fluorouracil and 5- and 6-aminouracil) in order to explain their longer excited states lifetime relative to the parent system. It also allowed us to confirm our initial hypothesis. A second part of our work was about the Intramolecular Charge Transfer (ICT) in the benzonitrile family. Three derivatives of the DMABN have been studied: bicycle systems, 4F-DMABN and DTABN isomers. These systems allowed us to check both electronic and steric effects as well as to explain the mechanisms controlling the potential dual fluorescence and the emitting species. Our studies have been done using the CASSCF/CASPT2 method, with a good agreement with experimental results, which confirms the reliability of this method.

L'objectif de ce projet de recherche est la mise au point et l'utilisation de charges inorganiques barrière aux rayonnements infrarouge pour la préparation de matériaux d'enduction à base de plastisols PVC. Dans un premier temps, cette étude a été consacrée à la caractérisation rhéologique, morphologique et optique de la matrice PVC et à l'élaboration de nouvelles formulations, en incorporant dans le plastisol des charges commerciales de natures chimiques différentes (nacre, billes de verre, alumine, oxyde de Zinc, TiO2 …). Ensuite, des mesures radiatives sur des films de plastisols chargés à différents taux massiques ont été réalisées dans le but de sélectionner les charges présentant les meilleures performances optiques. Enfin, les formulations optimales ont été enduites sur un textile polyester et la stabilité des revêtements soumis à des rayonnements UV a été suivie par plusieurs techniques analytiques. Diverses caractérisations mécaniques, esthétiques et morphologiques sont venues compléter cette étude. Dans un second temps, un modèle de transfert radiatif permettant de simuler la propagation du rayonnement dans les systèmes de protection développés a été testé
This project aims to develop new filled PVC plastisol composite offering enhanced optical properties. Different types of inorganic fillers were tested and added to the PVC matrix. Rheological, morphological and optical characterization of the PVC matrix and development of new formulations by incorporation of different fillers (nacre, glass beads, alumina, zinc oxide, TiO2 ...) were the subject of the first phase of the project. Then, radiative measurements on plastisol films loaded at different mass ratios were performed in order to select the fillers having the best optical performance. The second phase was dedicated to the validation and the testing of the optimal formulations coated on polyester textile substrate. Different analytic technics were used in order to rank the UV stabilization as a function of the tested formulations. In addition, mechanical, aesthetic and morphological characterizations were used to complete this study. Finally, radiative transfer model was developed to simulate the radiative behavior of the different formulations

Thesis (Ph.D.)--University of Western Sydney, 2008.
Thesis submitted to the University of Western Sydney, College of Health and Science, School of Natural Sciences, in fulfilment of the requirements for admission to the Doctor of Philosophy. Includes bibliography.

Ionising radiation is present in a variety of astrophysical problems, and it is particularly important for shaping the process of star formation in molecular clouds, containing hot, high-mass stars. In order to account for the effects of ionising radiation within numerical models of star formation, we need to combine a hydrodynamics method with a radiative transfer method and obtain a radiation hydrodynamics scheme (RHD). In this thesis I achieve live radiation hydrodynamics by coupling the Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) code Phantom with the Monte Carlo Radiative Transfer (MCRT) code CMacIonize. Since SPH is particle-based and MCRT is grid-based, I construct an unstructured, Voronoi grid in order to establish a link between the two codes. In areas with large density gradients, a Voronoi grid based purely on the SPH particle positions achieves insufficient resolution, and therefore I propose a novel algorithm for inserting a small number of additional grid cells to improve the local resolution. Furthermore, the MCRT calculations require the knowledge of an average density for each Voronoi cell. To address this, I develop an analytic density mapping from SPH to a Voronoi grid, by deriving an expression for the integrals of a series of kernel functions over the volume of a random polyhedron. Finally, I demonstrate the validity of the live RHD through the benchmark test of D-type expansion of an H II region, where good agreement is shown with the existing literature. The RHD implementation is then used to perform a proof-of-concept simulation of a collapsing cloud, which produces high-mass stars and is subsequently partially ionised by them. The presented code is a valuable tool for future star formation studies, and it can be used for modelling a broad range of additional astronomical problems involving ionising radiation and hydrodynamics.

Suite à la signature du Protocole de Montréal en 1987, la concentration atmosphérique des substances destructrices d’ozone (ODS) est en baisse. La couche d’ozone montre des signes de récupération (Morgenstern et al. 2008a). Toutefois, l’émission des gaz à effet de serre (GHG) est en augmentation et devrait affecter au cours du 21ème siècle la distribution et les niveaux d’ozone dans l’atmosphère terrestre. En particulier, la modélisation du climat futur montre des signes d’accélération de la circulation de Brewer-Dobson transportant l’ozone de l’équateur vers les pôles. L’ozone est un constituant chimique important de l’atmosphère. Bien que nocif dans la troposphère, il est essentiel à la vie sur Terre grâce à sa capacité d’absorption d’une grande partie du rayonnement ultraviolet (UV) provenant du Soleil. Des modifications dans sa variabilité temporelle ou géographique impliqueraient des changements d’intensité du rayonnement UV à la surface de la Terre (Hegglin et al. (2009), Bais et al. (2011)). Le rayonnement UV à la surface affecte toute la biosphère. Les interactions entre rayonnement UV et écosystèmes terrestres et aquatiques sont nombreuses. Ces interactions ont des effets sur les cycles biogéochimiques et engendrent des rétroactions positives et négatives sur le climat (Erickson III et al., 2015a). La capture du CO2 atmosphérique par photosynthèse des plantes terrestres en est un exemple (Zepp et al., 2007a). Dans l’océan la pompe biologique du CO2 par la photosynthèse du phytoplancton est aussi directement affecté par la variabilité du rayonnement UV (Hader et al., 2007a). Pour l’homme le rayonnement UV est nécessaire car il participe à la photosynthèse de la vitamine D (Holick et al., 1980), mais une surexposition à des niveaux d’intensité élevés du rayonnement UV est la cause principale du développement de cancer de la peau (Matsumura and Ananthaswamy, 2004). L’objectif de ce travail de thèse est d’analyser l’évolution possible du rayonnement UV au cours du 21ème siècle, en particulier aux tropiques sud, dans le cadre des modifications climatiques attendues. Une première partie de ce travail consiste à modéliser le rayonnement UV en ciel clair dans les tropiques grâce au modèle TUV (Madronich et al., 1998) et à comparer les résultats aux mesures sols réalisées à la Réunion. Cette première partie permet l’utilisation future du modèle aux tropiques avec un bon niveau de confiance. La sensibilité du modèle de transfert radiatif en fonction de différents paramètres d’entrée est analysée (section efficace d’absorption de l’ozone,spectre extraterrestriel du soleil, ...). Les sorties du modèle sont ensuite validées à partir de mesures UV spectral au sol obtenues grâce à un spectromètre BENTHAM DM300n. Un filtrage ciel-clair des données au sol est opéré à partir de mesures de flux et de l’algorithme de Long and Ackerman (2000). Les projections climatiques des indices UV (Mc Kinlay and Diffey, 1987) sont réalisées par la suite. Pour cela, on utilise les sorties de plusieurs modèles de Chimie-Climat participant à l’exercice d’inter-comparaison CCMI (Chemistry Climate Model Initiative), couplées aux modèle TUV, validé en première partie dans les tropiques. L’exercice CCMI consiste à projeter le climat et la chimie Terrestre jusqu’en 2100 selon différents scénarios. Ces sorties décrivant la chimie et physique de l’atmosphère servent d’entrée au modèle de transfert radiatif, on obtient alors le rayonnement UV jusqu’en 2100 pour différents scénarios. Une première analyse comparative de l’UV obtenue pour quatre scénarios d’émissions (RCP2.6/4./6.0/8.5, Meinshausen et al., 2011) est effectuée. La fin du travail consiste à étudier l’impact des ODS, GHG et aérosols sur l’évolution du rayonnement UV au cours du 21ème siècle, avec un focus particulier sur les tropiques de l’hémisphère sud
Following the 1987 Montreal Protocol, atmospheric concentrations of ozone-depleting substances are decreasing. The ozone layer shows signs of recovery. Nonetheless, greenhouse gases emissions (GHG) are rising et should affect the ozone distribution in the atmosphere. Ozone is an important due to his ability to absorb ultraviolet (UV) radiation. The goal of this work is to analyse the possible evolution of UV radiation through the 21st century, particularly in the tropics, for possible climate modification. The first part of this work is to UV in clear-sky in the tropics with the TUV (Madronich et al., 1998) model and to compare against ground-based observations made on Reunion Island. This validation allows the utilisation of TUV in the tropics with a good confidence level. The sensitivity of the model is analysed for multiple parameters. Modelling output is validated against spectral ground-based measurement. Climate Projection of UVI (Mc Kinlay and Diffey, 1987) are then realized with the use of output from model participating in the CCMI ( Model Initiative) exercise and the TUV model. CCMI output describes the chemistry and physics of the atmosphere through the 21st century for four climate scenarios (RCP2.6/4.5/6.0/8.5), they are used as input for the TUV model in order to obtain UV radiation. ODS, GHG and aerosols impact on UVI evolution is analysed

Ce mémoire porte sur l'étude expérimentale et théorique du transfert radiatif dans les milieux diffusants unidimensionnels et en particulier, sur la détermination des propriétés radiatives en régime dépendant (i. E. Aux forts taux de charge). On présente les travaux relatifs au développement d'un outil numérique de résolution de l'équation de transfert radiatif par une méthode d'adding-doubling. Des conditions aux limites originales du problème radiatif permettent la prise en compte des pertes du milieu dans le cas d'interfaces planes et des propriétés de diffusion surfacique modélisées par un code électromagnétique (hypothèse de Rayleigh) dans le cas d'interfaces rugueuses. Le calcul des paramètres radiatifs de milieux hétérogènes charges d'inclusions sphériques est ensuite aborde et l'influence des pertes du milieu sur les paramètres radiatifs (théorie de Fardella) est étudiée et discutée. Une méthode d'identification des paramètres radiatifs dont l'objectif est de déterminer, par optimisation, les propriétés radiatives d'un milieu semi-transparent hétérogène quelconque est ensuite présentée. Étudiée numériquement, la confrontation de cette méthode sur des milieux modèles et sur des milieux réels permet alors de confirmer l'étendue de ses possibilités. On aborde ensuite l'évolution des propriétés radiatives (essentiellement l'extinction) en régime dépendant. Un certain nombre de modèles basés sur une approche de champ moyen ou un formalisme cohérent sont alors présentés puis confrontés aux résultats expérimentaux. Ces comparaisons mettent en avant l'intérêt du modèle de champ moyen de Keller et du formalisme cohérent que nous avons étendu au cas des milieux à pertes. Pour finir, on présente notre approche du couplage incohérent faible entre les diffusions surfacique et volumique au travers d'un exemple d'application et d'une comparaison calcul-mesure. L'approche développée s'est alors avérée satisfaisante pour le régime de couplage étudié.

Les régions de hautes latitudes nord se réchauffent de façon plus intense que sur le reste du globe. Ce phénomène, appelé amplification arctique, est dû en partie à la diminution de l'étendue de glace de mer et de la couverture de neige. Par ses changements de pouvoirs réfléchissant et isolant, la neige, présente 9 mois de l'année, pourrait avoir un effet important sur l'augmentation des températures du sol. Le dégel du pergélisol à travers le carbone ainsi libéré serait susceptible d'avoir un impact important sur le climat futur de l'Arctique. Ce projet de recherche a pour objectif d'améliorer le suivi du couvert nival arctique et des températures du sol. À l'heure actuelle, les modèles détaillés d'évolution du manteau neigeux tels que le modèle Crocus ne parviennent pas à reproduire la physique particulière de la neige arctique ce qui conduit à des incertitudes importantes dans la modélisation des températures du sol. De nouvelles paramétrisations physiques ont été implémentées au sein du modèle Crocus pour améliorer la stratification verticale du manteau neigeux en introduisant les effets de la végétation (neige moins dense en profondeur) et les effets du vent (neige plus dense en surface), ainsi que pour modifier la conductivité thermique de la neige. Ces nouvelles paramétrisations permettent une meilleure représentation des températures du sol sous la neige, validée avec un large jeu de données en Alaska, dans l'Arctique canadien et en Sibérie. Les simulations ainsi réalisées à l'aide du modèle Crocus modifié, piloté par la réanalyse météorologique ERA-Interim sur les 39 dernières années (1979-2018), à l'échelle panarctique, montrent une augmentation significative de la densité de la neige au printemps ainsi que de l'humidité de la neige principalement au printemps et en automne, accompagnée d'une diminution significative de la durée d'enneigement. Ces effets cumulés à l'augmentation des températures de l'air entraînent une augmentation des températures du sol allant jusqu'à +0.89 K par décade pour le mois de juin. De façon à pouvoir améliorer le suivi de l'évolution spatiale et temporelle du couvert nival, l'utilisation de données d'observations satellitaires micro-onde est proposée. À partir de l'analyse d'un jeu de données unique de mesures radiométriques en surface associées à la caractérisation in-situ du manteau neigeux (119 snowpits avec des observations simultanées) en zone arctique et subarctique, une paramétrisation optimale du modèle de transfert radiatif SMRT a été définie. En utilisant une longueur de corrélation exponentielle ajustée comme paramètre de microstructure de la neige dans le modèle électromagnétique Improved Born Approximation (IBA), l'étude montre, par rapport aux autres configurations de modèles testées, de meilleurs résultats avec une erreur moyenne (RMSE) inférieure à 30% des observations pour la neige subarctique et 24% pour la neige arctique. Couplées à Crocus, les températures de brillance simulées sur l'ensemble de l'Arctique sont significativement meilleures avec Crocus modifié qu'avec Crocus standard (38 K d'amélioration de l'erreur en moyenne). Ces résultats ouvrent la voie à l'utilisation de l'assimilation des observations micro-onde satellitaires dans le modèle Crocus à grande échelle afin d'améliorer les simulations de densité de la neige arctique, paramètre clef du manteau neigeux influant sur l'évolution des températures du sol sous la neige
Northern high-latitude regions are warming more intensely than the rest of the world. This phenomenon, called Arctic amplification, is due in part to the decrease in sea ice extent and snow cover. Snow, which is present 9 months of the year, could have a significant effect on the increase in land surface temperatures by changing its reflective and insulating properties. Thawing of permafrost which could release important amount of soil carbone into the atmosphere could have a significant positive feedback on the future climate of the Arctic. The objective of this research project is to improve the monitoring of Arctic snow cover and ground temperatures. Detailed models of snow cover evolution such as the Crocus multi-layered model are unable to reproduce the particular physics of Arctic snow, which leads to significant uncertainties in the modeling of ground temperatures. New physical parameterizations have been implemented within the Crocus model to improve the vertical stratification of the snowpack by introducing vegetation effects (less dense snow at the bottom) and wind effects (denser snow at the surface), as well as to modify the thermal conductivity of snow. These new parameterizations allow a better representation of ground temperatures under the snowpack, validated with a large dataset in Alaska, Canadian Arctic and Siberia. The simulations thus carried out using the modified Crocus model, driven by the ERA-Interim meteorological reanalysis over the last 39 years (1979-2018), at the pan-Arctic scale, show a significant increase in snow density in spring as well as in snow moisture, mainly in spring and fall, accompanied by a significant decrease in the duration of the snow cover. These effects, combined with the increase in air temperature, lead to an increase in ground temperature of up to +0.89 K per decade for the month of June. In order to improve monitoring the spatial and temporal evolution of the snow cover, the use of microwave satellite observation data is proposed. Based on the analysis of a unique dataset of surface radiometric measurements, associated with the in-situ characterization of the snowpit (119 snowpits with simultaneous observations) in the Arctic and sub-Arctic zones, an optimal parameterization of the SMRT model has been defined. The results show that using a fitted exponential correlation length as a snow microstructure parameter in the Improved Born Approximation (IBA) electromagnetic model gives the best results compared to the other model configurations tested, with a mean error (RMSE) of less than 30% of the observations for subarctic snow and 24% for Arctic snow. Coupled with Crocus, the simulated brightness temperatures over the entire Arctic are significantly better with modified Crocus than with standard Crocus (38 K improvement in mean bias). These results pave the way for using the assimilation of satellite microwave observations into the Crocus model to improve simulations of Arctic snow density, a key snowpack parameter influencing the evolution of ground temperatures under the snow

Cette thèse porte sur la mesure du protoxyde d'azote (N2O) à partir de capteurs spatiaux. Dans un premier temps, nous avons étudié les processus d'émissions et de transport de N2O depuis l'Asie jusqu'au bassin méditerranéen. Pour cette étude, nous avons utilisé des sorties du modèle de chimie-transport LMDz-Or-INCA ansi que des profils de N2O estimés à partir d'observations du capteur spatial TANSO-FTS (Thermal And Near infrared Sensor for carbon Observation Fourier Transform Spectrometer) de la plateforme GOSAT (Greenhouses gases Observing SATellite). Ensuite, nous avons mis en place un système de restitution des profils troposphériques de N2O à partir des mesures du capteur spatial infrarouge IASI (Infrared Atmospheric Sounding Interferometer) des plateformes MetOp. Ce système a ensuite été validé en utilisant les mesures in-situ des campagnes aéroportées HIPPO (High performance Instrumented airborne platform for environmental research Pole-to-Pole Observations). Enfin, nous avons étudié l'apport théorique du capteur IASI-NG (IASI-New Generation) par rapport à IASI pour la mesure du N2O troposphérique
This thesis focuses on the measurement of nitrous oxide (N2O) from space sensors. Firstly, we studied the transport and emission processes of N2O from Asia to the Mediterranean Basin (MB). For this study, we used N2O profiles over the period 2010-2013 retrieved from TANSO-FTS (Thermal And Near infrared Sensor for carbon Observation Fourier Transform Spectrometer) observations onboard the platform GOSAT (Greenhouses gases Observing SATellite) . We also used outputs of the chemistry-transport model LMDz-Or-INCA over the same period. Secondly, we built an algorithm to retrieve N2O profiles using observations from IASI (Infrared Atmospheric Sounding Interferometer) onboard the MetOp platforms. This algorithm was validated by comparing the retrieved profiles with in-situ measurements from HIPPO (High performance Instrumented airborne platform for environmental research Pole-to-Pole Observations) airborne campaigns. Finally, we performed a theoretical intercomparison between IASI-NG (IASI-New Generation) and IASI concerning the tropospheric N2O measurements

xv, 165 p. A print copy of this thesis is available through the UO Libraries. Search the library catalog for the location and call number.
The amount of solar radiation at the earth's surface is modulated by fluctuations in aerosol density and cloud optical depth--two uncertain factors in climate change studies. The University of Oregon Solar Radiation Monitoring Lab has collected five-minute resolution surface shortwave irradiance measurements at three sites in Oregon since 1980 or earlier. Direct normal surface solar irradiance has increased 4-5% per decade (8-11 W/m 2 per decade) at these three sites since 1980 (1979 in Eugene). Total solar irradiance has likewise increased by 1-2% per decade (2-3 W/m 2 per decade). This unusually long direct normal time series was used to examine the causes of trends because of its high sensitivity to scattering and high instrumental accuracy. The strongest factor causing direct normal irradiance trends was found to be the high stratospheric aerosol concentrations after the volcanic eruptions of El Chichà à à à ³n (1982) and Mt. Pinatubo (1991). Removing the four years most impacted by each volcanic eruption (1982-1985 and 1991-1994) reduces the trend in annual average direct normal irradiance by 20-55%, depending on the site. All measurement sites show low irradiance values before the volcanic eruption of El Chichà à à à ³n in 1982 compared to later periods of relatively low volcanic aerosols (1989- 1990, and 2000-2007). These low values are visible both in all-sky and clear-sky monthly averages, suggesting high aerosol loads as a likely cause. Clear-sky direct normal irradiance measurements from high solar zenith angles (6575à à à à °) are analyzed to test the hypothesis that the increase in irradiance comes from a reduction of anthropogenic aerosols since the late 1980s. No change in anthropogenic aerosols between 1987 and 2007 is detectable within the noise of the data. Even after removing the four years most heavily impacted by volcanic eruptions, the continued reduction of volcanic aerosol loads causes over half of the clear-sky direct normal irradiance increase since 1987. The remaining increase could be accounted for by a 20-year decrease in 550 nm aerosol optical depth of .005 à à à à ± .005, or 6% à à à à ± 6%, but considerable statistical uncertainty exists.
Adviser: Gregory Bothun

A relative, lie-value image normalisation (LVIN) procedure was investigated as a means of estimating surface reflectances from sequences of Landsat TM and ETM+ imagery, and standardising image data for change detection studies when there are uncertainties in sensor calibration and atmospheric parameters over time. The basis of the LVIX procedure is that for an A-date sequence, the digital numbers (DNs) of N-1 overpass images can be mapped to the reflectance values of a reference image for a set of pseudo- invariant targets (PITs) common to all images in the sequence. The robust M-estimator was employed to provide the transformation function that achieved the mapping. The investigation also showed that in some instances the LVIN procedure could incorporate the modelled Path DN-the modelled DN for a target of zero surface reflectance. A lack of surface validation data was a limitation in the investigation. However, a qualitative evaluation of the LVIN procedure was possible by examining the pre- and post-normalisation image histograms. In a comparison with the results of the 6S radiative transfer code, it war observed that when both overpass and reference images were acquired with the same sensor, the LVIK procedure appeared t o correct for atmospheric effects; and when overpass and reference images were with different sensors, the LVIN procedure also corrected for between-sensor differences. Moreover, it was demonstrated for the more "temporally-invariant" PITs that the procedure retrieved surface reflectances that were on average within ±0.02 reflectance units.
The ability of the LVIK procedure to standardise sequences of image data was further demonstrated in the study of vegetation change. The normalised difference vegetation index (NDVI) was calculated from LVIN estimates of surface reflectance for a selection of sites around the township of Mt. Barker, Western Australia. NDVI data had characteristics consistent with data that have been corrected for atmospheric effects. A modification to the LVIN procedure was also proposed based on an investigation of some empirically-derived vegetation reflectance relationships. Research into the robustness of the relationships for a greater range of vegetation types is recommended.

Le cas hypothetique de la perte de refrigerant primaire dans un reacteur a eau pressurisee (rep) peut entrainer, en cas de non intervention, le denoyage du cur du reacteur, sa montee en temperature, la fonte des crayons combustibles et des structures qui les maintiennent. On peut alors aboutir a la degradation complete du cur et au percement de la cuve par les debris fondus (le corium). Le corium a haute temperature (2000 a 3000 k) peut ainsi couler sur le radier en beton du reacteur et l'eroder rapidement, comme l'ont montre plusieurs programmes experimentaux. De cette interaction, on a observe, entre autre, le degagement d'un epais nuage d'aerosols et d'importants flux de chaleur. L'effet de ces aerosols sur la propagation du flux de chaleur emis par le bain de corium a ete mis en evidence au cours de ce travail. Nous avons ecrit un modele numerique de transfert radiatif dans un milieu capable d'absorber, de diffuser et d'emettre de l'energie. Des resultats experimentaux puises dans la litterature nous ont permis de degager des elements de validation de ce modele et de montrer clairement l'effet d'ecran lie aux aerosols. A partir de ce modele, nous avons ensuite etabli des correlations relatives a des essais particuliers (essais l1, l2, l4 et l7 du programme advanced containment experiment). Ces correlations donnent l'extinction moyenne due aux aerosols en fonction de la concentration moyenne en aerosols dans le milieu. Elles sont destinees a etre ajoutees aux logiciels d'analyse de l'interaction corium/beton lesquels, en majorite, ne tiennent pas compte de la presence des aerosols et surestiment les pertes radiatives vers le haut de l'enceinte. Nous avons applique l'une de ces correlations a l'essai l7 a l'aide du logiciel corcon-uw. Nous avons ainsi montre que la prise en compte des aerosols rapproche significativement nos calculs des resultats experimentaux et nous permet d'observer le blocage de l'energie thermique pres du bain et l'elevation de la temperature du corium qui en resulte

Les composés à commutation électronique constituent une large famille de systèmes particulièrement prometteuse, notamment pour le stockage de l'information à l'échelle moléculaire. Parmi ces composés, les analogues du bleu de Prusse cobalt-fer (ABP AxCoFe) sont des polymères inorganiques formés d'enchaînements Co-N≡C-Fe pouvant présenter deux états électroniques CoII(HS)-N≡C-FeIII(BS) et CoIII(BS)-N≡C-FeII(BS) (HS : haut spin ; BS : bas spin) aux propriétés structurales et électroniques bien distinctes. La transition électronique entre ces deux états peut être contrôlée de manière réversible par une grande variété de paramètres chimique (insertion de cations alcalins) et physiques (température, pression, irradiation). Ces propriétés de photo-commutation sont particulièrement intéressantes pour le développement de mémoires optiques à l'échelle moléculaire.Afin de comprendre les propriétés électroniques des ABP AxCoFe, nous nous sommes intéressés à l'interaction entre les centres métalliques via le pont cyanure dans l'enchaînement Co-N≡C-Fe, aussi bien sur un plan expérimental (mise en œuvre de techniques d'analyse reposant sur l'utilisation du rayonnement synchrotron) que théorique (modélisation ab initio de type post-Hartree-Fock). Nous avons également étudié la nature de l'interaction, démontrée expérimentalement, entre les cations alcalins et le réseau bimétallique formé par les enchaînements Co-N≡C-Fe. Finalement, la pertinence du modèle à deux états, habituellement utilisé pour rendre compte des propriétés électroniques des systèmes commutables, est discutée, avec la mise en évidence de multistabilités au sein des ABP AxCoFe. Ce travail propose ainsi une étude la plus complète possible des phénomènes électroniques rencontrés dans ces systèmes.

Thesis (MScEng (Mechanical and Mechatronic Engineering))--University of Stellenbosch, 2010.
ENGLISH ABSTRACT: A reactor cavity cooling system (RCCS) is used in the PBMR to protect the concrete citadel surrounding the reactor from direct nuclear radiation impingement and heat. The speci ed maximum operating temperature of the concrete structure is 65 ±C for normal operating conditions and 125 ±C for emergency shut-down conditions. A conceptual design of an entirely passive RCCS suitable for the PBMR was done by using closed loop thermosyphon heat pipes (CLTHPs) to remove heat from a radiation heat shield over a horizontal distance to an annular cooling dam placed around the PBMR. The radiation shield is placed in the air space between the Reactor Pressure Vessel (RPV) and the concrete citadel, 180 mm from the concrete citadel. A theoretical heat transfer model of the RCCS was created. The theoretical model was used to develop a computer program to simulate the transient RCCS response during normal reactor operation, when the RCCS must remove the excess generated heat from the reactor cavity and during emergency shut-down conditions, when the RCCS must remove the decay heat from the reactor cavity. The main purpose of the theoretical model is to predict the surface temperature of the concrete citadel for di erent heat generation modes in the reactor core and ambient conditions. The theoretical model assumes a 1D geometry of the RCCS. Heat transfer by both radiation and convection from the RPV to the radiation heat shield (HS) is calculated. The heat shield is modelled as a n. The n e ciency was determined with the experimental work. Conduction through the n is considered in the horizontal direction only. The concrete structure surface is heated by radiation from the outer surface of the heat shield as well as by convection heat transfer from the air between the heat shield and the concrete structure surface. The modelling of the natural convection closed loop thermosyphon heat pipes in the RCCS is done by using the Boussinesq approximation and the homogeneous ow model. An experiment was built to verify the theoretical model. The experiment is a full scale model of the PBMR in the horizontal, or main heat transfer, direction, but is only a 2 m high section. The experiments showed that the convection heat transfer between the RPV and the HS cannot be modelled with simple natural convection theory. A Nusselt number correlation developed especially for natural convection in enclosed rectangles found in literature was used to model the convection heat transfer. The Nusselt number was approximately 3 times higher than that which classic convection theory suggested. An optimisation procedure was developed where 121 di erent combinations of n sizes and heat pipe sizes could be used to construct a RCCS once a cooling dam size was chosen. The purpose of the optimisation was to nd the RCCS with the lowest total mass. A cooling dam with a diameter of 50 m was chosen. The optimal RCCS radiation heat shield that operates with the working uid only in single phase has 243 closed loop thermosyphon heat pipes constructed from 62.72 mm ID pipes and 25 mm wide atbar ns. The total mass of the single phase RCCS is 225 tons. The maximum concrete structure temperature is 62.5 ±C under normal operating conditions, 65.8 ±C during a PLOFC emergency shut-down condition and 80.9 ±C during a DLOFC emergency shut-down condition. In the case where one CLTHP fails and the adjacent two must compensate for the loss of cooling capacity, the maximum concrete structure temperature for a DLOFC emergency shut-down will be 87.4 ±C. This is 37.6 ±C below the speci ed maximum temperature of 125 ±C. The RCCS design is further improved when boiling of the working uid is induced in the CLTHP. The optimal RCCS radiation heat shield that operates with the working uid in a liquid-vapour mixture, or two phase ow, has 338 closed loop thermosyphon heat pipes constructed from 38.1 mm ID pipes and 20 mm wide atbar ns. The total mass of the two phase RCCS is 198 tons, 27 tons less than the single phase RCCS. The maximum concrete structure temperature is 60 ±C under normal operating conditions, 2.5 ±C below that of the single phase RCCS. During a PLOFC emergency shut-down condition, the maximum concrete structure temperature is 62.3 ±C, 3.5 ±C below that of the single phase RCCS and still below the normal operating temperature of the single phase RCCS. By inducing two phase ow in the CLTHP, the maximum temperature of the working uid is xed equal to the saturation temperature of the working uid at the vacuum pressure. This property of water is used to limit the concrete structure temperature. This e ect is seen in the transient response of the RCCS where the concrete structure temperature increases until boiling of the working uid starts and then the concrete structure temperature becomes constant irrespective of the heat load on the RCCS. An increased heat load increases the quality of the working uid liquid-vapour mixture. Working uid qualities approaching unity causes numerical instabilities in the theoretical model. The theoretical model cannot capture the heat transfer to a control volume with a density lower than approximately 20 kg/m3. This limits the extent to which the two phase RCCS can be optimised. Recommendations are made relating to future work on how to improve the theoretical model in particular the convection modelling in the reactor cavities as well as the two phase ow of the working uid. Further recommendations are made on how to improve the basic design of the heat shield as well as the cooling section of the CLTHPs.
AFRIKAANSE OPSOMMING: 'n Reaktor lug spasie verkoelingstelsel (RLSVS) word in die PBMR gebruik om die beton wat die reaktor omring te beskerm teen direkte stralingskade en hitte. Die gespesi seerde maksimum temperatuur van die beton is 65 ±C onder normale bedryfstoestande en 125 ±C gedurende die noodtoestand afskakeling van die reaktor. 'n Konseptuele ontwerp van 'n geheel en al passiewe RLSVS geskik vir die PBMR is gedoen deur gebruik te maak van geslote lus termo-sifon (GLTSe) om hitte van die stralingskerm te verwyder oor a horisontale afstand na 'n ringvormige verkoelingsdam wat rondom die reaktor geposisioneer is. Die stralingskerm word in die lug spasie tussen die reaktor drukvat (RDV) en die beton geplaas, 180 mm vanaf die beton. 'n Teoretiese hitteoordrag model van die RLSVS was geskep. Die teoretiese model was gebruik vir die ontwikkeling van 'n rekenaar program wat die transiënte gedrag van die RLSVS sal simuleer gedurende normale bedryfstoestande, waar die oorskot gegenereerde hitte verwyder moet word vanuit die reaktor lug spasie, asook gedurende noodtoestand afskakeling van die reaktor, waar die afnemingshitte verwyder moet word. Die primêre doel van die teoretiese model is om the oppervlak temperatuur van die beton te voorspel onder verskillende bedryfstoestande asook verskillende omgewingstoestande. Die teoretiese model aanvaar 'n 1D geometrie van die RLSVS. Hitte oordrag d.m.v. straling asook konveksie vanaf die RDV na die stralingskerm word bereken. The stralingskerm word gemodelleer as 'n vin. Die vin doeltre endheid was bepaal met die eksperimente wat gedoen was. Hitte geleiding in die vin was slegs bereken in die horisontale rigting. Die beton word verhit deur straling vanaf die agterkant van die stralingskerm asook deur konveksie vanaf die lug tussen die stralingskerm en die beton. The modellering van die natuurlike konveksie GLTS hitte pype word gedoen deur om gebruik te maak van die Boussinesq benadering en die homogene vloei model. 'n Eksperiment was vervaardig om the teoretiese model te veri eer. Die eksperiment is 'n volskaal model van die PBMR in die horisontale, of hoof hitteoordrag, rigting, maar is net 'n 2 m hoë snit. Die eksperimente het gewys dat die konveksie hitte oordrag tussen die RDV en die stralingskerm nie met gewone konveksie teorie gemodelleer kan word nie. 'n Nusselt getal uitdrukking wat spesi ek ontwikkel is vir natuurlike konveksie in geslote, reghoekige luggapings wat in die literatuur gevind was, was gebruik om die konveksie hitteoordrag te modelleer. Die Nusselt getal was ongeveer 3 maal groter as wat klassieke konveksie teorie voorspel het. 'n Optimeringsprosedure was ontwikkel waar 121 verskillende kombinasies van vin breedtes en pyp groottes wat gebruik kan word om 'n RLSVS te vervaardig nadat 'n toepaslike verkoelingsdam diameter gekies is. Die doel van die optimering was om die RLSVS te ontwerp wat die laagste totale massa het. 'n Verkoelingsdam diameter van 50 m was gekies. Die optimale RLSVS stralingskerm, waarvan die vloeier slegs in die vloeistof fase bly, bestaan uit 243 GLTSe wat van 62.72 mm binne diameter pype vervaardig is met 25 mm breë vinne. The totale massa van die enkel fase RLSVS is 225 ton. Die maksimum beton temperatuur is 62.5 ±C vir normale bedryfstoestande, 65.8 ±C vir 'n PLOFC noodtoestand afskakeling en is 80.9 ±C vir 'n DLOFC noodtoestand afskakeling. In die geval waar een GLTS faal gedurende 'n DLOFC noodtoestand afskakeling en die twee naasgeleë GLTSe moet kompenseer vir die vermindering in verkoelings kapasiteit, is die maksimum beton temperatuur 87.4 ±C. Dit is 37.6 ±C laer as die gespesi seerde maksimum temperatuur van 125 ±C. Die RLSVS ontwerp kan verder verbeter word wanneer die vloeier in die GLTSe kook. Die optimale RLSVS stralingskerm met die vloeier wat kook, of in twee fase vloei is, bestaan uit 338 GLTSe wat van 38.1 mm binne diameter pype vervaardig is met 20 mm breë vinne. The totale massa van die twee fase vloei RLSVS is 198 ton, 27 ton ligter as die enkel fase RLSVS. Die maksimum beton temperatuur is 60 ±C vir normale bedryfstoestande, 2.5 ±C laer as die enkel fase RLSVS. Gedurende 'n PLOFC noodtoestand afskakeling is die maksimum beton temperatuur 62.3 ±C, 3.5 ±C laer as die enkel fase RLSVS en nogtans onder die maksimum beton temperatuur van die enkel fase RLSVS vir normale bedryfstoestande. Deur om koking te veroorsaak in die GLTS word die maksimum temperatuur van die vloeier vasgepen gelyk aan die versadigings temperatuur van die vloeier by die vakuüm druk. Hierdie einskap van water word gebruik om 'n limiet te sit op die maksimum temperatuur van die beton. Hierdie e ek kan gesien word in die transiënte gedrag van die RLSVS waar die beton temperatuur styg tot en met koking plaasvind en dan konstant raak ongeag van die hitte belasting op die RLSVS. 'n Toename in die hitte belasting veroorsaak net 'n toename in die kwaliteit van die vloeistof-gas mengsel. Mengsel kwaliteite van 1 nader veroorsaak numeriese onstabiliteite in die teoretiese model. The teoretiese model kan nie die hitteoordrag beskryf na 'n kontrole volume wat 'n digtheid het laer as ongeveer 20 kg/m3. Hierdie plaas 'n limiet op die optimering van die twee fase RLSVS. Aanbevelings was gemaak met betrekking tot toekomstige werk aangaande die verbetering van die teoretiese model met spesi eke klem op die modellering van konveksie in die reaktor asook die modellering van twee fase vloei. Verdere aanbevelings was gemaak aangaande die verbetering van die stralingskerm ontwerp asook die ontwerp van die verkoeling van die GLTSe.

Medidas in situ na Bacia Amazônica mostraram uma grande variedade de partículas de aerossol provenientes principalmente de fontes biogênicas e de queimadas. Partículas de queimadas foram estudadas em detalhe e são compostas de misturas de partículas esféricas e não esféricas, e aglomerados de até milhares de esferas nanométricas de \"black carbon\" PC). A forma e a estrutura macroscópica das partículas de queimadas são determinadas pelo tipo de combustíve1 queimado, pel0 tipo de combustição e pela \"idade\" das partículas. A estrutura macroscópica das partículas muda em função de suas interações com vapor d\'água, gotas de nuvens e devido à condensação de gases em sua superfície (e.g. gases orgânicos e dióxido de enxofre). Partículas não esféricas e grandes aglomerados tornam-se mais compactos e esféricos em função de seu envelhecimento. Estes aglomerados foram encontrados apenas perto das fontes de queimadas em fase \"flaming\", o que sugere que a compactação dos aglomerados ocorre numa escala de tempo relativamente pequena após sua emissão (minutos até horas). Esta mudança de morfologia produz alterações significativas nas propriedades ópticas das partículas aumentando suas eficiências de absorção e espalhamento de radiação. Micrografias obtidas com microscopia eletrônica de varredura em filtros amostrados em paralelo com diversas outras medidas sugerem o efeito da morfologia nas propriedades ópticas das partículas. Propriedades intensivas das partículas foram medidas neste trabalho para partículas de queimadas e biogênicas. Apesar serem emitidas por fontes bastante distintas, as partículas de queimadas e biogênicas apresentaram importantes similaridades em composição química, tamanho, coeficientes de Angström e rações de retroespalhamento. Por outro lado, as eficiências de absorção e espalhamento assim como o albedo simples apresentaram diferenças significativas entre partículas provenientes das duas fontes. Uma nova metodologia foi desenvolvida neste trabalho para a obtenção da forçante radiativa direta (FRD) por partículas de aerossol usando imagens de sensoriamento remoto. Novos parâmetros das partículas de aerossol foram também definidos neste trabalho para o estudo de seu impacto radiativo. Medidas espectrais com o sensor AVIRIS (224 comprimentos de onda entre 0,38 e 2,5 µm) a bordo do avião ER2 da NASA durante o experimento SCAR-B (Smoke Clouds and Radiation-Brazil) foram utilizadas para a derivação do albedo simples, da espessura óptica e da FRD. Valores significativos da FRD foram obtidos entre 0,25 e 1,6 µm com pico de aproximadamente -200 W m-2µm-1 para um comprimento de onda da ordem de 0,5 µm, por unidade de espessura óptica (valores de em = 0.66 µm). A integral da FRD ao longo do espectro solar é da ordem de -60 w m-2 em média para uma região de superfície heterogênea (incluindo áreas urbanas e vegetação) em Cuiabá. A FRD sobre áreas urbanas se mostrou significativamente menor que em áreas de vegetação devido à sua maior reflectância de superfície.
In situ measurements in the Amazon Basin showed a large variety of aerosol particles in the atmosphere due mainly to biogenic and biomass burning sources. Particles from biomass burning are generally composed of a mixture of spherical and non-spherical particles, and chain aggregates of thousands of tiny black carbon (BC) spherules. The morphology and structure of smoke particles from biomass burning are determined by the type of fuel, the phase of combustion, and the age of the smoke. This structure changes due to interactions with water vapor, cloud droplets and due to condensation of gases on its surface (eg. sulfates and organic gases). Non-spherical and large (tens of micrometers) fluffy aggregates become more compacted and increasingly spherical with age. They are generally found only near the source of flaming-phase combustion, which suggests that particle compaction occurs in a relatively short time (likely, few hours) after release from a biomass fire. This change in morphology produces a significant change in the optical properties of these particles, enhancing its absorption and scattering cross sections. Scanning electron microscope photographs of aerosol particles from biomass burning taken in parallel with other physical measurements show correlation between morphology and the absorption coefficients suggesting the effect of the particle shape on optical properties. Intensive microphysical properties of the particles were measured and modeled in this work for biomass burning and biogenic aerosols. Despite of completely distinct sources, biogenic and biomass burning aerosols show some important similarities in chemical composition and particle sizes. Angström coefficients and backscattering ratios of biogenic aerosols were also found in the same range as biomass burning particles, but the scattering and absorption efficiencies, as well as single scattering albedo showed significantly different values. A new methodology was developed to obtain the spectral direct radiative forcing (DRF) by aerosol particles using remote sensing images and new parameters were defined in this work to access the radiative impact of the aerosols. Spectral measurements with the AVIRIS spectrometer (224 wavelengths between 0.38 and 2.5 µm) onboard the NASA-ER2 aircraft during the SCAR-B experiment (Smoke Clouds and Radiation -Brazil) have been used in this work to derive the spectral single scattering albedo of the aerosol particles, the aerosol optical thickness, and .the DRF.Significant values of spectral direct radiative forcing were found between 0,25 and 1.6 µm with a peak about -200 W m-2 µm-1 for a wavelength around 0.5 µm, per unity of optical depth (optical depth values at 0.66 µm). The integral over the whole solar spectrum averaged over heterogeneous surfaces (urban areas and vegetation) is about -60 W m-2 for the studied region (Cuiabá). The DRF over urban areas is smaller than over vegetation due to its brighter surface reflectance.

Fullerenes have been shown to constitute a prototypical building block for truly nanometer-sized devices and exotic nanounit-based materials, e.g., high-temperature superconductors. This makes the detailed understanding of fullerene electronic states in compounds and at interfaces of primary importance, since the high symmetry of the molecule greatly simplifies the starting point of the analysis. Carbon nanotubes, which combine one macroscopic with two nanoscopic dimensions, are perhaps of even greater practical interest. Angle-dependent electron spectroscopies have been employed in the present work to study these materials, characterizing their structure, bonding, and electronic states. For solid C60, the photoelectron angular distribution has been found to be essentially that of the free molecule, modified by solid state scattering; a similar distribution is found for K3C60. The surface and bulk electronic structure of K3C60 has been identified by angle-dependent core and valence photoelectron spectroscopy (PES) and x-ray emission spectroscopy. An insulating surface layer has been identified for this high-temperature superconductor. Angle-dependent valence PES is used to investigate the electronic states of C60/Al(110). Electron correlations are found to be the origin of the splitting observed in the molecular orbitals, which is quite sensitive to the molecular orientation. The components of the highest occupied molecular orbital are differentiated according to their overlap with the substrate. A rigid shift of valence- and core-levels has been observed even for ionic and covalent C60 compounds, reflecting the efficient static polarizability screening of the molecule. The alignment of multi-walled carbon nanotubes has been investigated by x-ray absorption spectroscopy, using the spectral intensity ratio of π*- and *-resonances. Core level combined with valence PES shows that the degree of defect structure varies from position to position on the sample. Valence photoelectron spectra of defect-free sample spots closely resembles the total DOS of graphite.

Diss. (sammanfattning) Uppsala : Univ., 2003.
Härtill 8 uppsatser. På titelsidan feltryck av serietitel: Digital Comprehensive Summaries of Uppsala Dissertations from the Faculty of Science and Technology.

Assurer la sécurité routière et maintenir les autorités en état de circulation est une charge qui incombe aux gestionnaires autoroutiers. Cette charge se voit compliquer en période hivernale par des conditions météorologiques difficiles dont la formation de verglas routier. Pour lutter contre ce fléau, il convient de savoir prévoir la température de la surface du revêtement de la chaussée. Une telle approche notamment mise en place au travers du système PREVIROUTE sur l'autoroute de semi montagne A75, a servi de cadre aux études réalisées au cours de cette thèse. Les études du système PREVIROUTE se sont articulées autour de deux thèmes : l'étude de la sensibilité du système aux variables et paramètres du modèle physique de prévision de la température de surface à 24 heures d'échéance qui le constitue et l'étude des performances de ce système dans différentes conditions afin d'en connaître les limites. L'étude de la sensibilité de la prévision de la température de surface aux variables et aux paramètres du modèle a commencé par la constitution d'une base de données contenant huit années de mesures et de prévisions météorologiques relatives à l'autoroute A75. Ensuite, pour cette étude il a été procédé de deux manières différentes. La première a consisté à faire la relation entre les erreurs sur les variables météorologiques prévisionnelles et celles faites sur les prévitions de la température de surface. La seconde a consisté à apporter des variations volontaires sur les variables et paramètres et d'en observer l'influence sur la prévision de la température de surface. Cette étude a permis de conclure que parmi les paramètres du modèle, seule la diffusivité thermique possède une influence considérable sur le modèle. Quant à ce qui concerne les variables atmosphériques alimentant le modèle, ce sont la température de l'air et la nébulosité qui jouent le rôle le plus important par leur intervention dans le calcul des grandeurs radiatives. Par ailleurs, j'ai évalué en utilisant la base de données constituée, la performance du modèle dans diverses configurations. Il fut ainsi possible de distinguer trois phases de fonctionnement pour ce modèle : une première phase diurne où le modèle fournit des prévisions avec un écart moyen de 2,5°C+-3,2°C, une phase noctrune où le modèle fournit des prévisions avec un écart moyen de -0,1°C+-2,1°C et une phase diurne où le modèle fournit des prévisions avec un écart moyen de -1, 1°C+-3,8°C. J'ai pu constater et démontrer que ces performances étaient inchangées quel que soit le mois de prévision, l'état de la surface de la chaussée ou le lieu géographique ce qui fait du système PREVIROUTE un outil performant pour la prévision de la température de surface spécialement en phase nocturne, phase critique en terme de formation de verglas

Cette thèse a pour but d'évaluer l'hétérogénéité crustale et de comprendre son effet sur la propagation des ondes sismiques. Nous étudions l'énergie de la coda de sismograrnrnes courte période. Pour cela, nous simulons la propagation des ondes en milieu hétérogène en résolvant l'équation de transfert radiatif (ETR) par des méthodes Monte Carlo, La première partie de cette thèse est effectuée dans l'approximation acoustique. Nous résolvons l'ETR dans un milieu composé d'un guide d'ondes hétérogène (la croûte) et d'un demi espace transparent (le manteau). Ces simulations sont comparées aux observations de la coda de séismes régionaux français, Cette étude nous permet de définir un modèle simple pouvant expliquer l'atténuation des ondes Lg directes et de leur coda en temps et en distance. Nous montrons qu 'en France l'atténuation produite par les diffracteurs est de l'ordre de l'absorption anélastique, Dans un deuxième temps, nous étudions la possibilité d'imager un contraste latéral d 'hétérogénéité dans les volcans, Avec des simulations numériques, des analyses de données et des expériences en laboratoire, nous montrons qu'un contraste latéral d'hétérogénéité influence fortement la répartition spatio-temporelle de l'énergie de la coda. La seconde partie est consacrée à la diffusion multiple des ondes élastiques dans un milieu stratifié composé d'un guide d'onde hétérogène d'épaisseur H (croûte) et d'un demi espace homogène (manteau).Une étude de coda-Q montre que la fuite vers le manteau est gouvernée par le libre parcours moyen de transport. L , et cela même si L > > H . Nous montrons également que les valeurs de coda-Q obtenues sont, pour un L donné, identiques à celles mesurées en acoustique. Enfin, nous étudions le phénomène d'équipartition (stabilisation du rapport entre l'énergie des ondes S et P) . Nous montrons que la valeur de stabllisation du rapport dépend de l'anisotropie de scattering et de L.

Par leur effet radiatif, les poussières atmosphériques et les nuages de glace d'eau jouent un rôle essentiel dans le climat de la planète Mars. Un module améliorant le calcul de l'extinction par les aérosols est implémenté dans le Modèle de Climat Global (GCM) martien du LMD, et permet de prendre en compte au cours de la simulation les variations 3D des propriétés radiatives des particules en fonction de leur évolution en taille. Le modèle est d'abord utilisé pour revisiter l'impact radiatif de la poussière atmosphérique. De nouvelles propriétés des poussières sont utilisées et couplées à un schéma de transport guidé par les opacités observées. Pour la première fois, les températures simulées sont en accord avec les observations sans que l'on ait besoin d'ajuster artificiellement l'opacité des poussières. Ce cycle des poussières est ensuite couplé au cycle de l'eau, et l'effet radiatif des nuages est ajouté. Pour mieux contraindre ces travaux, l'évolution diurne des nuages est d'abord cartographiée grâce au spectromètre imageur OMEGA, puis la taille des cristaux et l'opacité des nuages sont mesurées. Le cycle de l'eau du GCM est ensuite ajusté à ces observations, et l'effet radiatif des nuages est analysé. Un assèchement global du cycle de l'eau est observé, tandis que les derniers biais de température significatifs disparaissent. Le grand rôle joué par les poussières lors des changements climatiques récents est enfin mis en évidence dans un scénario expliquant l'origine des glaciations des moyennes latitudes Nord. La répartition longitudinale des dépôts est expliquée, et la sensibilité de la glaciation aux paramètres orbitaux et à l'inertie thermique de la glace est étudiée.

Nous étudions la dépendance spatio-temporelle de l'énergie de la coda courte-période (> 1Hz) des seismes. Pour celà, nous développons des solutions de l'équation de Transfert Radiatif (TR) pour les ondes élastiques dans des milieux réalistes. Deux approches sont adoptées, l'une numérique basée sur les méthodes de Monte-Carlo, l'autre analytique basée sur l'équation de diffusion. Dans l'approximation acoustique, nous résolvons l'équation de TR pour la croûte terrestre représentée par un guide d'ondes hétérogène. Pour ce modèle, l'énergie de la coda décroît exponentiellement en raison des fuites d'énergie à la base de la croûte. Nous confrontons cette théorie de façon critique à des données du Mexique. Nous concluons que notre modèle avec fuite rend parfaitement compte des observations et nous montrons que l'anélasticité des roches est faible. Enfin nous introduisons le temps de résidence des ondes diffuses pour décrire la décroissance énergétique de la coda. Nous abordons ensuite le problème de diffusion multiple en élasticité complète. Nous tenons compte des conversions entre ondes P et S, ainsi que de leur polarisation, décrite par 5 paramètres de Stokes. Nous montrons que l'énergie de la coda est rapidement dominée par les ondes S. Un équilibre d'énergie universel s'établit rapidement entre les modes P et S, en accord avec le principe d'équipartition . Le phénomène d'équilibrage de l'énergie est également observé pour les ondes de coda du Mexique, démontrant leur caractère diffusif. Enfin, nous calculons le cône de rétro-diffusion cohérente dynamique en champ proche. Nous montrons qu'après un régime transitoire, le cône se stabilise et s'étend sur une longueur d'onde autour de la source. L'ensemble des modèles et observations nous permettent de confirmer la nature diffusive de la coda.

Four types of astrochemically relevant radiative processes are studied: bound-bound, bound-free, free-bound and free-free. The former two together determine radiative lifetimes, which are calculated for the HeLi+ molecular ion. Free-bound processes, also called radiative association, are studied on two systems: He in collisions with Li+ , and O in collision with C+. Collisions of He and Li+ are believed to have occurred during the recombination era of the Universe, while collisions of O with C+ are considered to be relevant in SN 1987A. Altogether, 17 radiative association cross sections and rate coefficients are calculated for radiative association, and the effect of a stimulated emission is also illustrated. A free-free process, also called radiative charge transfer, is studied in collisions of He with Li+.

Charge transfer (CT) complexes have been used in a number of radiation polymerisation processes including grafting and curing. The complexes studied include donor (D) monomers like vinyl ethers and vinyl acetate (VA) with acceptor (A) monomers such as maleic anhydride (MA). Both UV and EB have been utilised as radiation sources. The complexes are directly grafted to these substrates in the presence of radiation. The complexes yield novel copolymers when radiation cured with concurrent grafting improving the properties of the finished product. The term cure grafting has been proposed for this concurrent grafting process. Studies in basic photografting work to complement the cure grafting have been proposed. The role of solvent in grafting is discussed, particularly the effect of aromatics in photografting to naturally occurring trunk polymers like wool and cellulose. The effect of the double bond molar ratio (DBMR) of the DA components in grafting is examined. The ultraviolet (UV) conditions for gel formation during photografting, hence the importance of homopolymer yields in these processes is reported. A plausible mechanism to explain the results from this photografting work is proposed. The significance of these photografting studies in the related field of curing, especially in UV and ionising radiation (EB) systems, is discussed. EB curing and cure grafting of charge transfer (CT) monomer complexes is investigated. The EB results are compared with UV curing and cure grafting of the same complexes. The work has been extended to include EB/UV curing and cure grafting of thiolene systems. The significance of these results in the potential commercial application of these complexes is discussed. Variables affecting the UV/EB curing and cure grafting of thiolenes on cellulose have been studied. These include effect of varying the type of olefin, increasing the functionality of the thiol, use of acrylate monomers and oligomers in hybrid systems, altering the surface structure of the cellulose and finally the role of air in these processes particularly with EB. Photopolymerisation of the thiol-enes in bulk has also been investigated. The thesis content is based on the published work of 14 research papers over the course of the project.
Doctor of Philosophy (PhD)

En raison du nombre croissant des populations vivant sur les littoraux, il devient capital de caractériser ces milieux ainsi que leurs évolutions. De par sa diversité instrumentale, la télédétection spatiale présente des possibilités exceptionnelles pour analyser les caractéristiques des littoraux. Ce travail porte sur l'étude de certaines propriétés du littoral à l'aide des images de télédétection. Le trait de côte caractérise la position du rivage. Sous certaines conditions (tempêtes, raz de marée ...), ce dernier peut évoluer rapidement et dans des proportions importantes. À l'aide des radars imageurs, il est possible d'observer les littoraux dans de telles situations. Pour extraire le trait de côte, nous proposons une méthode exploitant la texture de ces images. Cette méthode est évaluée en la comparant avec d'autres méthodes sur un site étalonné, ainsi que sur d'autres sites et avec des instruments différents. Ce travail porte aussi sur l'analyse du milieu côtier à l'aide d'instruments optiques. Nous montrons que les méthodes usuelles d'analyse permettent, en général, de ne traiter qu'une seule caractéristique parmi l'ensemble. Cette façon d'opérer nous a conduit à définir une méthode plus générale pour analyser les caractéristiques optiques du milieu marin non plus séparément mais ensemble. Basée sur une modélisation du transfert radiatif dans les eaux côtières, cette méthode offre des informations sur les natures de l'eau, des fonds marins et sur la profondeur. Cette méthode est évaluée à l'aide de simulations numériques. Elle est ensuite appliquée sur des images acquises avec un spectromètre aéroporté et avec un radiomètre spatial. Ces exemples montrent que cette méthode offre des résultats prometteurs pour l'étude des eaux côtières. Cette étude montre la complémentarité des instruments spatiaux pour l'étude du littoral. Pour obtenir des cartes riches et précises, nous montrons qu'il faut tenir compte d'images acquises à des dates distinctes et avec des instruments différents.