Dissertations / Theses on the topic 'The Earth Charter'

Este estudo pretende mostrar que os princÃpios da Carta da Terra podem ser inseridos nas prÃticas de responsabilidade social adotadas pelas agroindÃstrias localizadas na zona rural. Por meio da Responsabilidade Social Empresarial (RSE), muitas das prÃticas socialmente responsÃveis encontram-se diretamente e indiretamente ligados aos valores e princÃpios desta declaraÃÃo. A Carta da Terra à o principal instrumento desta recente Iniciativa que visa promover a transiÃÃo para uma sociedade global fundamentada em um modelo de Ãtica compartilhada, que inclui o respeito e o cuidado pela comunidade da vida, a integridade ecolÃgica, a democracia e uma cultura de paz. Para as empresas, ela traz a visÃo mais abrangente e o conceito mais amplo de responsabilidade social, fornecendo elementos universais estruturados para reconhecer seu papel na humanidade. Para tanto, avaliou-se a atuaÃÃo socialmente responsÃvel da Unidade Agroindustrial do Grupo 3 CoraÃÃes no EuzÃbio â CearÃ. Utilizaram-se dados de origem primÃria, obtidos por meio de questionÃrio e dados de origem secundÃrias oriundos principalmente da Earth Charter International. As prÃticas socialmente responsÃveis propostas foram analisadas segundo os Indicadores Ethos e segundo os princÃpios e pilares da Carta da Terra e avaliadas atravÃs da metodologia EC-Assess, o que possibilitou estabelecer os variados nÃveis de implementaÃÃo, bem como os nÃveis de valorizaÃÃo dessas prÃticas na atuaÃÃo empresarial. A agroindÃstria demonstrou uma atuaÃÃo socialmente responsÃvel quanto à implementaÃÃo e a valorizaÃÃo, em vÃrios nÃveis, das aÃÃes sugeridas. Com isso, foi possÃvel perceber que à viÃvel, atravÃs de uma gestÃo socialmente responsÃvel, inserir a Carta da Terra no ramo agroindustrial e gerar ganhos para todos os pÃblicos de relacionamentos, sobretudo no meio rural, onde as carÃncias reforÃam o papel das agroindÃstrias como promotoras de crescimento e desenvolvimento e potencializa seu impacto na melhoria da qualidade de vida dessa populaÃÃo.
This study aims to show that the principles of Earth Charter can be embedded in social responsibility practices adopted by agribusinesses companies, located in the Ceara‟s country area. Through Corporate Social Responsibility (CSR), many of the social responsible practices are directly and indirectly linked to values and principles of this declaration. The Earth Charter is the main instrument of this recent initiative to promote the transition to a global society based on a model of shared ethics, which includes respect and care for the community of life, ecological integrity, democracy and a culture of peace. It brings more comprehensive and broader concept of social responsibility to businesses by providing them universal elements structured to recognize their role in humanity. For this, we evaluated the performance of a social responsible agribusinesses company Unit from Group 3 Hearts in EuzÃbio - CearÃ. We used primary source data obtained through a questionnaire and secondary source data drawn mainly from the International Earth Charter. The social responsible practices proposed were analyzed according to the Ethos and the principles and pillars of the Earth Charter. Those were evaluated through the EC-Assess methodology, which enabled them to establish several levels of implementation and levels of recovery of those practices in business. The agribusinesses company has demonstrated a social responsible regarding the implementation and enhancement at various levels of suggested actions. Thus, it was possible to see what is feasible, through responsible management, entering the Earth Charter in the agroindustrial sector and generate gains for all public relations, especially in rural areas, where deprivation reinforce the role of agribusiness as promoters growth and development and maximize its impact in improving the quality of life for this population.

Thesis: S.B., Massachusetts Institute of Technology, Department of Earth, Atmospheric, and Planetary Sciences, 2017.
Cataloged from PDF version of thesis.
Includes bibliographical references (page 22).
The Lower Charles River has been a heavily utilized urban river that runs between Cambridge and Boston in Massachusetts. The recreational usage of the river is dependent on adequate water depths and there have been no definitive prior studies on the sedimentation rate of the Lower Charles River. The river transitioned from tidal to a freshwater basin in 1908 and the study area for historical comparisons was from the old Charles River Dam to the Boston University Bridge. This study surveyed the river, digitized three prior surveys that spanned 114 years, calculated volumes and depth distributions for each survey, and estimated sedimentation rates from fits to the volumes over time. The average sedimentation rate is estimated as 5-10 mm/year, which implies 1.8-3.5 feet sedimentation since 1908. Sedimentation rates and distributions are necessary to develop comprehensive management plans for the river.
by Madonna K. Yoder.
S.B.

Ultra-cold atoms in optical lattices provide a versatile and robust platform to study fundamental condensed-matter physics problems and have applications in quantum optics as well as quantum information processing. For many of these applications, Rydberg atoms (atoms excited to large principal quantum numbers) are ideal due to its long coherence times and strong interactions. However, one of the pre-requisite for such applications is identical confinement of ground state atoms with Rydberg atoms. This is challenging for conventionally used alkali atoms. In this thesis, I discuss the potential of using alkaline-earth Rydberg atoms for many-body physics by implementing simultaneous trapping for the relevant internal states. In particular, I consider a scheme for generating multi-particle entanglement and explore charge transport in a one dimensional atomic lattice.

The human hand, in building as in art, has left its impression on all the earliest forms of architecture. Its mark has been one of imperfection, variation, and uniqueness, and with these traits the personification of something innately human. This character, instilled into any work, immortalizes the idiosyncrasies descriptive of its creator. Rather than viewed as anachronism, inculcating the human component, â manufactumâ , into modern design reacquaints us with our own capricious temperaments. As powerful tools of the contemporary world heighten our faculty for exactitude, the prudence remains as to whether and when it is appropriate to do so.
Master of Architecture

The apparel and footwear industry’s contribution to global greenhouse gas (GHG) emissions is one of the fifth largest per industry, equal to that of livestock, after electricity and heat, oil and gas, agriculture, and transportation (Ellen MacArthur Foundation, 2017). For industry-wide emissions reduction, investing in renewable energy and energy efficiency programs across highest impacting life cycle phases offer the most effective solution. However, identifying the highest impacting life cycles phases shows varied results depending on the particular type of business model under examination. This paper responds to the lack of existing data and empirical research on how to accurately measure, report and reduce carbon emissions across the highly complex and globally interconnected apparel value chain. This is done through a single case study investigation of an Icelandic fashion brand. A hybrid approach of a standard Life Cycle Assessment (LCA) and the Sustainable Global Value Chain (SGVC) functions to produce a Hotspot Identification Tool (HIT) to establish a holistic portrayal of business operations in relation to emission impacts and level of controllability across Scopes. The conceptual analysis and qualitative results identify the most relevant emission hotspots to lie within the company’s privately owned manufacturing facilities, as well as the procurement phase, due to its direct connection with and influence on material production, user phase, and end-of-life. The main obstacle in this pursuit is identified as restriction of resources in terms of time, capital and expertise. It is suggested that this be overcome by joining a Multi-Stakeholder Initiative where resources and expertise is pooled in a pre-competitive manner to reach common objectives. The investigation further suggests a need for global fashion brands to leverage their influential position on down- and upstream activities across the value chain, i.e. with their supply chain partners and consumers. I argue that fashion brands play an integral role in supporting local efforts to build a decarbonisation pathway towards climate neutral economies on a global scale.

Recently, experimental observations have shown that radar echoes from the irregularity
source region associated with mesospheric dusty space plasmas may be modulated by radio wave heating with ground-based ionospheric heating facilities. These experiments show great promise as a diagnostic for the associated dusty plasma in the Near-Earth Space Environment which is believed to have links to global change. This provides an alternative to more complicated and costly space-based observational approaches to investigating these layers. This dissertation seeks to develop new analytical and computational models to investigate fundamental physics of the associated dusty plasmas as well as utilize experimental observations during High Frequency HF ground-based heating experiments to develop practical techniques for diagnosing these dusty plasma layers.
The dependency of the backscattered signal strength (i.e. Polar Mesospheric Summer Echoes PMSEs) after the turn-on and turn-off of the radio wave heating on the radar frequency is an unique phenomenon that can shed light on the unresolved issues associated with the basic physics of the natural charged mesospheric dust layer. The physical process after turn-on and turn-off of radio wave heating is explained by competing ambipolar diffusion and dust charging processes. The threshold radar frequency and dust parameters for the enhancement or suppression of radar echoes after radio wave heating turn-on are investigated for measured mesospheric plasma parameters. The effect of parameters such as the electron temperature enhancement during radiowave heating, dust density, dust charge polarity, ion-neutral collision frequency, electron density and dust radius
on the temporal evolution of electron irregularities associated with PMSE is investigated.
The possibility of observing the turn-on overshoot (enhancement of radar echoes after the
radiowave turn-on) in the high frequency HF radar band is discussed based on typical mesospheric
parameters. It has been shown that predicted enhancement of electron irregularity
amplitude after heater turn-on at HF band is the direct manifestation of the dust charging
process in the space. Therefore further active experiments of PMSEs should be pursued
at HF band to illuminate the fundamental charging physics in the space environment to
provide more insight on this unique medium. Preliminary observation results of HF PMSE
heating experiment with the new 7.9 MHz radar at the European Incoherent Scatter EISCAT
facility appear promising for the existence of PMSE turn-on overshoot. Therefore, future
experimental campaigns are planned to validate these predictions.
Computational results are used to make predictions for PMSE active modification experiments at 7.9, 56, 139, 224 and 930MHz corresponding to existing ionospheric heating facilities. Data from a 2009 very high frequency VHF (224 MHz) experiment at EISCAT
is compared with the computational model to obtain dust parameters in the PMSE. The
estimated dust parameters as a result of these comparison show very reasonable agreement to dust radius and density at PMSE altitudes measured during a recent rocket experiment providing validation to the computational model.

The first comprehensive analytical model for the temporal evolution of PMSE after heater
turn-on is developed and compared to a more accurate computational model as a reference.
It is shown that active PMSE heating experiments involving multiple observing frequencies
at 7.9 (HF), 56, and 224 MHz (VHF) may contribute further diagnostic capabilities since
the temporal evolution of radar echoes is substantially different for these frequency ranges.
It is shown that conducting PMSE active experiments at HF and VHF band simultaneously
may allow estimation of the dust density altitude profile, dust charge state variation during
the heating cycle, and ratio of electron temperature enhancement in the irregularity source
region. These theoretical and computational models are extended to study basic physics of the evolution of relevant dusty plasma instabilities thought to play an important role in irregularity production in mesospheric dust layers. A key focus is the boundary layer of these charged dust clouds. Several aspects of the cloud\'s structure (thickness of boundary layer, average particle size and density, collisional processes, and cloud expansion speed) and the ambient plasma are varied to determine the effect of these quantities on the resulting irregularities.
It was shown that for high collision frequencies, the waves may be very weakly excited (or
even quenched) and confined to the boundary layer. The excited dust acoustic waves inside
the dust cloud with frequency range of 7-15Hz and in the presence of electron bite-outs is
consistent with measured low frequency waves near 10 Hz by sounding rocket experiments
over the past decade. The observed radar echoes associated with the artificially created dust
clouds at higher altitudes in the ionosphere including space shuttle exhaust and upcoming
active space experiments in which localized dust layers will be created by sounding rockets
could be related to the excited acoustic waves predicted.
Finally, variation of spatial structures of plasma and dust (ice) irregularities in the PMSE
source region in the presence of positively charged dust particles is investigated. The correlation and anti-correlation of fluctuations in the electron and ion densities in the background plasma are studied considering the presence of positive dust particle formation. Recent rocket payloads have studied the properties of aerosol particles within the ambient plasma environment in the polar mesopause region and measured the signature of the positively charged particles with number densities of (2000 cm"3) for particles of 0.5-1 nm in radius.
The measurement of significant numbers of positively charged aerosol particles is unexpected from the standard theory of aerosol charging in plasma. Nucleation on the cluster ions is one of the most probable hypotheses for the positive charge on the smallest particles. The utility being that it may provide a test for determining the presence of positive dust particles.
The results of the model described show good agreement with observed rocket data. As an
application, the model is also applied to investigate the electron irregularity behavior during
radiowave heating assuming the presence of positive dust particles. It is shown that the
positive dust produces important changes in the behavior during Polar Mesospheric Summer Echo PMSE heating experiments that can be described by the fluctuation correlation and anti-correlation properties.
The second part of this dissertation is dedicated to Stimulated Electromagnetic Emissions SEEs produced by interaction of high power electromagnetic waves in the ionosphere. Nearearth ionospheric plasma presets a neutral laboratory for investigation of nonlinear wave phenomena in plasma which can not be studied in the laboratory environment due to the effect of physical boundary conditions. This process has been of great interest due to the
important diagnostic possibilities involving ability to determine mass of constitutive ions in
the interaction region through measurements of various gyro-frequencies. Objectives include
the consideration of the variation of the spectral behavior under pump power, proximity to
the gyro-harmonic frequency, and beam angle. Also, the relationship between such spectral
features and electron acceleration and creation of plasma irregularities was an important
focus.
Secondary electromagnetic waves excited by high power electromagnetic waves transmitted
into the ionosphere, commonly know as Stimulated Electromagnetic Emissions SEEs,
produced through Magnetized Stimulated Brillouin Scatter MSBS are investigated. Data
from two recent research campaigns at the High Frequency Active Auroral Research Program
facility HAARP is presented in this work. These experiments have provided additional
quantitative interpretation of the SEE spectrum produced by MSBS to yield diagnostic measurements of the electron temperature in the heated ionosphere. SEE spectral emission lines corresponding to ion acoustic IA and electrostatic ion cyclotron EIC modes were observed with a shift in frequency up to a few tens of Hz from radio waves transmitted near the third harmonic of the electron gyro-frequency 3fce. The threshold of each emission line has been measured by changing the pump wave amplitude. The experimental results aimed to show the threshold for transmitter power to excite IA waves propagating along the magnetic field lines as well as for EIC waves excited at oblique angles relative to the background magnetic field. A full wave solution has been used to estimate the amplitude of the electric field at the interaction altitude. The estimated growth rate using the theoretical model is compared with the threshold of MSBS lines in the experiment and possible diagnostic information for the background ionospheric plasmas is discussed. Simultaneous formation of artificial field aligned irregularities FAIs and suppression of the MSBS process is investigated. Recently, there has been significant interest in ion gyro-harmonic structuring the Stimulated Electromagnetic Emission SEE spectrum due to the potential for new diagnostic information available about the heated volume and ancillary processes such as creation of artificial ionization layers. These relatively recently discovered emission lines have almost exclusively been studied for second electron gyro-harmonic heating. The first extensive systematic investigations of the possibility of these spectral features for third electron gyro-harmonic heating are provided here. Discrete spectral features shifted from the transmit frequency ordered by harmonics of the ion gyro-frequency were observed for third electron gyro-harmonic heating for the first time at a recent campaign at a High Frequency Active Auroral Research Program Facility HAARP. These features were also closely correlated with a broader band feature at a larger frequency shift from the transmit frequency known as the Downshifted Peak DP. The power threshold of these spectral features was measured, as well as their behavior with heater
beam angle, and proximity of the transmit frequency to the third electron gyro-harmonic frequency. Comparisons were also made with similar spectral features observed during 2nd
electron gyro-harmonic heating during the same campaign. A theoretical model is provided
that interprets these spectral features as resulting from parametric decay instabilities in
which the pump field ultimately decays into high frequency upper hybrid/electron Bernstein
and low frequency neutralized ion Bernstein IB and/or obliquely propagating ion acoustic
waves at the upper hybrid interaction altitude. Coordinated optical and SEE observations
were carried out in order to provide a better understanding of electron acceleration and precipitation
processes. Optical emissions were observed associated with SEE gyro-harmonic
features for pump heating near the second electron gyro-harmonic during the campaign. The
observations affirm strong correlation between the gyro-structures and the airglow.
Ph. D.

Cette recherche concerne l'étude expérimentale et l'analyse théorique de la consolidation des sols fins saturés sous chargement cyclique. La synthèse des travaux antérieurs a révélé que les cycles ont pour effet de retarder la consolidation et que les courbes de consolidation en tassement et en contrainte effective tendent vers un état d'équilibre sous chargement cyclique ; mais les modèles théoriques ne permettent pas d'approcher les résultats expérimentaux. Après cette synthèse, le premier objet de notre travail a consisté à améliorer la modélisation théorique de la consolidation en tenant compte de l'irréversibilité du comportement du sol dans le domaine surconsolidé. Cette modélisation a permis de mieux approcher les résultats expérimentaux obtenus au CERMES par A. BERNARDET. Après avoir analysé les résultats obtenus sur le limon (sol peu plastique), nous avons entrepris 1'étude expérimentale à l'oedomètre d'une kaolinite (argile plastique). Il s'est avéré que les cycles retardent considérablement la consolidation ; mais contrairement au résultat obtenu sur le limon, il a été observé que la courbe de consolidation en tassement ne présente pas d'état d'équilibre sous chargement cyclique. L'analyse théorique de la kaolinite a conduit qualitativement au même résultat ; mais le modèle adopté pour le comportement du sol dans le domaine surconsolidé ne nous a pas permis d'approcher les résultats expérimentaux. Cette analyse nous a en plus révélé que, contrairement au tassement, la courbe de consolidation en contrainte effective présente un état d'équilibre sous chargement cyclique. Les résultats expérimentaux avec mesure de surpressions interstitielles à la cellule de Rowe et au triaxial nous ont permis de confirmer qualitativement ces résultats. Il apparaît donc que, lorsque le sol est plastique, il y a une accumulation de tassements sous chargement cyclique sans dissipation de surpressions interstitielles.

Ce travail de thèse porte sur l'incorporation de charges minérales d'oxyde d'erbium, Er2O3, et d'oxyde de praséodyme, Pr6O11, dans une matrice polymère de type élastomère, ceci dans le cadre d'un projet industriel de remplacement du plomb dans des équipements de radioprotection. L'objet de cette thèse était d'améliorer la dispersion des charges au sein de la matrice par le biais de procédés de traitements chimiques de ces particules. Divers types de fonctionnalisations de surface ont été employés afin de compatibiliser celles-ci avec une matrice organique, notamment par greffage de composés de type acides phosphoniques. Plusieurs acides phosphoniques ont ainsi pu être utilisés avec succès pour la fonctionnalisation des deux types de charges. La caractérisation de ces différentes fonctionnalisations représente une part importante de ce projet. Des techniques d'analyse innovantes, aussi bien directes qu'indirectes ont été employées dans ce but, à savoir de la Py-GC/MS pour la détection des composés ancrés à la surface des charges, de la fluorescence X et de la spectroscopie infrarouge dans un objectif de quantification, mais aussi des études cinétiques de sédimentation des charges dans un milieu liquide organique. Finalement, des composites ont pu être obtenus par mélange des charges, traitées et non traitées, avec une matrice polyuréthane. Des essais de traction ont permis de montrer clairement une amélioration des propriétés mécaniques de certains des composites, grâce à la fonctionnalisation des charges par les acides phosphoniques
This thesis focuses on the incorporation of mineral fillers of erbium oxide, Er2O3, and praseodymium oxide, Pr6O11, in an elastomeric polymer matrix, in the context of an industrial project to replace the lead in radiation protection equipment. The actual purpose of this thesis was to improve the dispersion of the fillers in the matrix through chemical treatment processes of these particles. Various types of surface functionalization were used to compatibilize them with an organic matrix, in particular by grafting compounds such as phosphonic acids. Hence, several phosphonic acids have been successfully used for the functionalization of both types of fillers. The characterization of these functionalizations is an important part of this project. Innovative analysis techniques, both direct and indirect have been used for this purpose, namely Py-GC/MS to detect the chemical compounds anchored to the surface of the fillers, X-ray fluorescence and FTIR spectroscopy with a quantification target, but also a study of sedimentation kinetics of the fillers in an organic medium. Finally, composites were obtained by mixing the fillers, untreated and treated, with a polyurethane matrix. Tensile tests have clearly shown an improvement of mechanical properties for some of the composites, due to the functionalization of the fillers by phosphonic acids

Assuming that liquid iron alloy from the outer core interacts with the solid silicate-rich lower mantle the influence on the core-mantle reflected phase PcP is studied. If the core-mantle boundary is not a sharp discontinuity, this becomes apparent in the waveform and amplitude of PcP. Iron-silicate mixing would lead to regions of partial melting with higher density which in turn reduces the velocity of seismic waves. On the basis of the calculation and interpretation of short-period synthetic seismograms, using the reflectivity and Gauss Beam method, a model space is evaluated for these ultra-low velocity zones (ULVZs). The aim of this thesis is to analyse the behaviour of PcP between 10° and 40° source distance for such models using different velocity and density configurations. Furthermore, the resolution limits of seismic data are discussed. The influence of the assumed layer thickness, dominant source frequency and ULVZ topography are analysed. The Gräfenberg and NORSAR arrays are then used to investigate PcP from deep earthquakes and nuclear explosions. The seismic resolution of an ULVZ is limited both for velocity and density contrasts and layer thicknesses. Even a very thin global core-mantle transition zone (CMTZ), rather than a discrete boundary and also with strong impedance contrasts, seems possible: If no precursor is observable but the PcP_model /PcP_smooth amplitude reduction amounts to more than 10%, a very thin ULVZ of 5 km with a first-order discontinuity may exist. Otherwise, if amplitude reductions of less than 10% are obtained, this could indicate either a moderate, thin ULVZ or a gradient mantle-side CMTZ. Synthetic computations reveal notable amplitude variations as function of the distance and the impedance contrasts. Thereby a primary density effect in the very steep-angle range and a pronounced velocity dependency in the wide-angle region can be predicted. In view of the modelled findings, there is evidence for a 10 to 13.5 km thick ULVZ 600 km south-eastern of Moscow with a NW-SE extension of about 450 km. Here a single specific assumption about the velocity and density anomaly is not possible. This is in agreement with the synthetic results in which several models create similar amplitude-waveform characteristics. For example, a ULVZ model with contrasts of -5% VP
-15% VS and +5% density explain the measured PcP amplitudes. Moreover, below SW Finland and NNW of the Caspian Sea a CMB topography can be assumed. The amplitude measurements indicate a wavelength of 200 km and a height of 1 km topography, previously also shown in the study by Kampfmann and Müller (1989). Better constraints might be provided by a joined analysis of seismological data, mineralogical experiments and geodynamic modelling.
Unter der Annahme, dass flüssiges Eisen aus dem äußeren Erdkern mit dem festen, silikat-reichen Unteren Mantel reagiert, wird eine Einflussnahme auf die Kern-Mantel Reflexionsphase PcP erwartet. Ist die Kern-Mantel Grenze aufgeweicht, und nicht wie bislang angenommen ein diskreter Übergang, so zeichnet sich dies in der Wellenform und Amplitude von PcP ab. Die Interaktion mit Eisen führt zu teilweise aufgeschmolzenen Bereichen höherer Dichte, welche die seismischen Wellengeschwindigkeiten herabsetzen. Basierend auf den Berechnungen von kurzperiodischen synthetischen Seismogrammen, mittels der Reflektivitäts- und Gauss Beam Methode, soll ein möglicher Modellraum dieser Niedriggeschwindigkeitszonen ermittelt werden. Das Ziel dieser Arbeit ist es das Verhalten von PcP im Distanzbereich von 10° bis 40° unter dem Einfluss dieser Modelle mit diversen Geschwindigkeits- und Dichtekontrasten zu untersuchen. Ferner wird das Auflösungsvermögen hinsichtlich seismischer Daten diskutiert. Entscheidende Parameter wie Anomaliedicke, Quellfrequenz und Topographie werden hierbei analysiert. Tiefe Erdbeben und Kernexplosionen, die sich im entsprechenden Entfernungsbereich zum Gräfenberg und NORSAR Array befinden, werden anschließend im Hinblick auf PcP ausgewertet. Das seismische Auflösungsvermögen von Niedriggeschwindigkeitszonen ist stark begrenzt sowohl in Bezug auf Geschwindigkeits- und Dichtekontraste als auch hinsichtlich der Mächtigkeit. Es besteht sogar die Möglichkeit einer dünnen, globalen Kern-Mantel Übergangszone, selbst mit großen Impedanzkontrasten, ohne dass dies mit seismologischen Methoden detektiert werden könnte: Wird kein precursor zu PcP beobachtet aber das PcPmodel /PcPsmooth Amplitudenverhältnis zeigt gleichzeitig eine Reduktion von mehr als 10%, dann könnte eine sehr dünne Niedriggeschwindigkeitszone von ca. 5 km Mächtigkeit und einer Diskontinuität erster Ordnung vorliegen. Andererseits, ist PcP um weniger als 10% reduziert, könnte dies entweder auf eine dünne, moderate Niedriggeschwindigkeitszone oder einen graduellen Kern-Mantel Übergang hindeuten. Die synthetischen Berechnungen ergeben starke Amplitudenvariationen als Funktion der Distanz, welche auf den Impedanzkontrast zurückzuführen sind. Dabei ergibt sich ein primärer Dichteeffekt im extremen Steilwinkelbereich und ein maßgeblicher Geschwindigkeitseinfluss im Weitwinkelbereich. Im Hinblick auf die modellierten Resultate lässt sich eine 10 - 13.5 km mächtige Niedriggeschwindigkeitszone 600 km südöstlich von Moskau mit einer NW-SE Ausdehnung von mindestens 450 km folgern, wobei eine exakte Aussage über Geschwindigkeiten und Dichte nicht möglich ist. Dies ist im Konsens mit den synthetischen Berechnungen, wonach viele unterschiedliche Modelle ähnliche Amplituden- und Wellenformcharakteristiken erzeugen. Zum Beispiel erklärt ein Modell mit Kontrasten von -5% VP
-15% VS and +5% Dichte die gemessenen PcP Amplituden. Darüber hinaus können unterhalb des südwestlichen Finnlands und nord-nordwestlich des Kaspischen Meeres Undulationen an der Kern-Mantel Grenze selbst vermutet werden. Unter Berücksichtigung früherer Studien, z. B. von Kampfmann and Müller (1989), deuten die Messergebnisse auf eine laterale Topographie von 200 km und eine Höhe von 1 km hin. Eine Eingrenzung der potentiellen Anomaliemodelle kann nur durch eine gemeinsame Auswertung mit mineralogischen Experimenten und geodynamischen Modellierungen erfolgen.

Les Eléments Traces Métalliques (ETM : Cd, Co, Cu, Cr, Ni, Pb, Sb et Zn) sont dispersés dans l'atmosphère à la suite de processus naturels et anthropiques. Les écosystèmes forestiers, même éloignés de sources de pollutions aigues, sont sous l'influence d'apports atmosphériques. Leur interaction importante avec l'atmosphère les rend sensibles à cette pollution. Ils font l'objet d'une protection vis-à-vis de la pollution atmosphérique par la définition de charges critiques. L'impact potentiel des ETM dans les écosystèmes forestiers est fortement lié à leur dynamique aux interfaces atmosphère/végétation et sol/solution. En effet, le couvert forestier modifie les apports atmosphériques et la solution de sol est le vecteur principal des ETM vers la biosphère et les eaux de surface et souterraines. Ce travail a consisté en l'analyse des ETM (teneurs et spéciation) dans différents compartiments de l'écosystème (apports atmosphériques hors et sous couvert forestier, sols et solution de sol, végétation) au niveau de six placettes forestières françaises. Les résultats obtenus ont permis d'étudier et de mettre en relation la partition des ETM entre les phases totales, extractibles et en solution des métaux dans les sols avec des paramètres du sol. Le pH du sol est le paramètre le plus significatif pour la prédiction de l'extractabilité et de la solubilité des ETM en solution. La complexation en solution par des colloïdes organiques contrôle la solubilité de certains éléments (Cu, Pb). Les apports atmosphériques actuels sont modérés et montrent une influence régionale plus marquée dans le nord-est de la France. Le couvert forestier modifie significativement les apports atmosphériques. Certains flux (Cd, Ni, Cu et Zn) sont diminués du fait de l'assimilation des éléments par le couvert au moment du dépôt. D'autres flux sont augmentés (Cr, Pb, Sb) sous le couvert forestier, du fait de l'accumulation de dépôt sec. Le bilan des ETM à l'échelle de la placette (accumulation ou perte) dépend du type de sol, de la solubilité de l'élement considéré dans la solution de sol et de sa mobilité dans la végétation. Les limites et charges critiques ont été déterminées et la comparaison avec les concentrations dans les solutions de sol et les apports actuels n'ont pas montré de dépassement.

L'érosion, au même titre que la tectonique et le climat, est un acteur majeur de l'évolution des paysages. En effet dans les zones non-englacées, les rivières sont responsables de l'essentiel de l'érosion et du transport de masse à la surface de la Terre, qui sont des processus clés dans la dynamique orogénique. La mise en mouvement des matériaux constituant la charge de fond des rivières (sables, galets...) est sans doute un des principaux agents de transport et d'incision fluviale. Malgré le rôle prépondérant de la charge de fond, aucune méthode n'est totalement satisfaisante pour sa quantification. Les nombreuses stratégies actuellement employées nécessitent une installation in situ (dans les rivières) des dispositifs de mesures, qui ne peuvent être mis en œuvre que ponctuellement pour des conditions hydrodynamiques faibles à modérés. Cette limitation est problématique car l'essentiel de la charge de fond est mobilisée lors d'événements extrêmes. Une meilleure compréhension des processus d'érosion fluviale implique donc le développement d'un outil autorisant un suivi temporel continu avec une large couverture spatiale. Cette thèse explore le potentiel offert par la mesure et l'analyse du bruit de fond sismique produit par les rivières. À partir des données acquises au cours de l'expérience sismologique Hi-CLIMB, le potentiel d'une telle approche est testé le long de la rivière trans-himalayenne Trisuli (pour des sismomètres installés jusqu'à 2 km de la rivière). Pendant la mousson 2003, l'analyse spectrale des signaux continus montre une augmentation de plus de 20 dB et une cohérence entre la variation temporelle du bruit sismique dans la gamme en fréquence 3-15 Hz avec l'évolution temporelle des paramètres hydrologiques. En particulier, l'observation d'une hystérésis annuelle entre la hauteur d'eau et l'amplitude du bruit sismique prouve que la turbulence de l'eau n'est pas l'unique source de bruit et confirme la signature des mouvements de la charge de fond dans le signal sismologique. En appliquant des techniques basées sur la corrélation de bruit sismique entre paires de stations, et à l'aide de modélisations numériques, nous montrons également que ce transport solide se localise préférentiellement au front de la Haute-Chaîne, là où les taux d'incision sont élevés. Enfin, l'analyse spectrale révèle également un intérêt pour la détection et la localisation des processus de pente, nombreux en Himalaya (46 coulées de débris observées le long de la Trisuli pendant la saison des pluies 2003). Cette étude ouvre la voix d'une nouvelle approche permettant le suivi spatio-temporel de ces phénomènes et l'estimation des volumes érodés qui alimentent les rivières en sédiments. Afin d'explorer le domaine d'application de cette approche, le suivi sismique d'un torrent de montagne ayant une capacité de transport plus réduite a été réalisé dans le Massif des Écrins. Le traitement des données sismologiques et hydrologiques acquises durant les étés 2007 et 2008 met en évidence des corrélations entre la variation temporelle des débits liquides, solides et celles du niveau de bruit à haute-fréquence (2-90 Hz). Il apparaît que pour ce type de rivière les sismomètres doivent être installés à des distances de la rivière inférieures à 50 m pour détecter le signal généré par les fractions les plus fines de grains en mouvement. Un éloignement supérieur diminuera l'aptitude à les détecter. Cette dernière étude a mis en évidence la nécessité d'effectuer des expériences de calibration sur le terrain et en laboratoire. Partiellement initiée durant cette thèse, la calibration doit permettre de mieux exploiter la richesse du signal sismologique. À l'avenir, la recherche d'un site naturel, où les suivis hydrologiques et géomorphologiques denses sont effectués, est nécessaire pour calibrer un outil permettant de quantifier le transport de la charge de fond dans les rivières

L'évaluation des effets des barrages sur les cours d'eau est rendue difficile par l'absence d'observations adéquates et par la variabilité naturelle des chenaux. Si ces effets sont largement connus et décrits qualitativement, la collecte de données quantitatives et la réalisation de modèles prédictifs d'évolution restent des points délicats à traiter en raison de la complexité des processus (chapitre 1). De plus, nous savons aujourd'hui limiter les effets directement liés aux régulations des débits liquides mais des actions limitant ou palliant le déficit de charge solide restent encore à définir. De nombreuses opérations de restauration de la charge de fond ont déjà été entreprises en Californie, ou sur le Rhin, mais la plupart consistent en la réintroduction de sédiments exogènes dont le transport sur le site déficitaire est extrêmement coûteux. La basse vallée de l'Ain représente un site d'étude idéal pour aborder cette thématique de recherche. Cette rivière comporte, en effet, un corridor relativement naturel et n'a pas été le centre d'importantes activités (extractions de granulats en lit mineur) ou d'aménagements importants (endiguement généralisé, calibration pour la navigation), hormis la construction de nombreux ouvrages hydroélectriques.

Dans un premier temps, nous avons identifié les effets de la chaîne de barrages sur la morphologie de l'Ain dont les variables de contrôle ont été profondément modifiées depuis la fin du 19e siècle (chapitre 2). Pour cela, nous avons tout d'abord analysé finement la trajectoire contemporaine du cours d'eau en nous focalisant sur deux paramètres d'ajustement (la largeur et le profil en long). Ceci nous a permis, ensuite, de distinguer, au sein de cette trajectoire, les effets des barrages sur les variables de contrôle (charge de fond depuis 1931 et débit depuis 1968) et sur les ajustements morphologiques qui ont pu en découler. L'amplitude des modifications des variables de contrôle imputables aux barrages, ainsi que l'extension spatiale actuelle des ajustements fluviaux en lien avec ces modifications, ont été ensuite déterminées à partir des jeux de données disponibles (photographies aériennes) et de mesures collectées sur le terrain (granulométrie).
Dans un second temps, nous avons cherché à approfondir nos connaissances relatives à la dynamique sédimentaire de l'Ain (détermination des entrées sédimentaires, des dépôts, des capacités du cours d'eau à évacuer la charge disponible, quantification des excédents énergétiques du cours d'eau) pour définir l'amplitude actuelle du déficit sédimentaire du cours d'eau, mais également pour déterminer les évolutions à venir et les préconisations de gestion à envisager (chapitre 3). Trois approches ont été utilisées et adaptées pour aborder cet aspect : la construction d'un budget sédimentaire par tronçons homogènes, des mesures directes de transport solide, et la détermination de la capacité de transport à l'aide de formules hydrauliques. Ces trois techniques ont permis d'effectuer une validation croisée des résultats obtenus, qui montrent la nécessité de mettre en place rapidement des mesures de gestion pour augmenter les introductions de charge sédimentaire en amont du système. Il semble ainsi que le chenal ne soit plus en mesure d'assurer seul sa recharge en sédiment et qu'aucune entrée sédimentaire conséquente ne soit susceptible d'enrayer la progression du déficit évalué à 10-15 000 m3.an -1.
Ces résultats ont ainsi servi de base pour la définition d'un plan de gestion durable de la dynamique sédimentaire de l'Ain (chapitre 4) qui présente un double objectif, à la fois préventif (préservation des secteur à méandres mobiles) et curatif (réhabilitation de la dynamique latérale des secteurs déjà déficitaires). Après avoir présenté l'ensemble des actions potentiellement envisageables sur des tronçons à l'aval de barrages, nous avons sélectionné les mesures les plus adaptées techniquement et économiquement à notre contexte. Nous présentons enfin les premières opérations de recharge artificielle qui ont été réalisées à la suite de ces préconisations.

Cette thèse examine la réponse de différents types de lois de comportement en chargement et en déchargement et modélise numériquement les problèmes du creusement dans un massif du sol. Deux méthodes de modélisation d'excavation par éléments finis, l'une proposée par Ghaboussi et Pecknold (1984) et Brown et Booker (1985) et l'autre par Borja et al. (1989) ont été programmées dans le code CESAR-LCPC. Ces deux méthodes ont été ensuite comparées pour la simulation par étapes de l'excavation de massifs de sol élastique et élastoplastique. Nous avons également développé la notion de chargement-déchargement-rechargement multiaxial basée sur le signe du travail incrémental. L'application de ce principe (qui englobe le cas unidirectionnel) à une excavation pour différents types de lois de comportement, nous permet de connaître l'étendue des zones en chargement et/ou en déchargement autour de l'ouvrage. Un modèle élastique non-linéaire (Wong et Duncan), un modèle élastoplastique parfait à critère de Mohr-Coulomb et un modèle élastoplastique avec écrouissage (Nova) ont été étudiés plus en détail dans cette étude. Ces modèles ont été d'abord appliqués à la simulation d'essais triaxiaux, puis à un problème d'excavation. Ce travail s'achève par la modélisation d'un ouvrage réel : une excavation réalisée devant un rideau de palplanche butonné dans un milieu sableux (Université de Karlsruhe). Dans cette partie, nous avons comparé avec les observations sur site, les résultats des modélisations en éléments finis avec le modèle élastoplastique à critère de Mohr-Coulomb et avec le modèle de Nova.

Après avoir identifié expérimentalement les principaux traits de comportement du sable en petites et grandes déformations pour différents types de chargement, un diagramme de comportement des sables est proposé. Valable pour tout état initial de déposition, ce diagramme permet de bien définir les différentes zones de comportement, notamment de mieux évaluer le potentiel d'effondrement observé dans les sables lâches. En petites déformations, une forme d'anisotropie élastique de type isotropie transverse est mise en évidence grâce à un simple essai triaxial. Deux paramètres type paramètre d'état, nommés couple d'état, sont définis pour quantifier le comportement d'un matériau granulaire dans une condition initiale donnée, notamment sous consolidation isotrope ou anisotrope. Deux essais avec des échantillons ayant le même couple d'état présenteront un comportement similaire. Ces différents traits de comportement ont été formalisés par un modèle d'état critique. Il a été développé pour simuler le comportement des sols granulaires sous chargements monotones et cycliques. Une des priorités du modèle est de pouvoir simuler le comportement d'un sable lâche, moyennement dense et dense avec le même jeu et les mêmes valeurs de paramètres, en ne faisant varier que les conditions initiales qui contrôlent ces types de comportement, comme observé expérimentalement. L'originalité de ce modèle réside dans l'introduction du couple d'état et la considération d'un double mécanisme de plasticité dans un cadre d'élastoplasticité généralisée. Ce cadre a l'avantage de permettre une description simple des phénomènes observés expérimentalement sans suivre nécessairement le cadre rigide de la plasticité classique. Des simulations d'essais réalisés sur le sable d'Hostun rf ont permis de montrer que cette formulation reproduit bien le phénomène d'effondrement aussi bien en monotone qu'en cyclique. Toujours avec le même jeu de paramètres et en ne variant que la densité, des simulations concernant le même sable ont montré que le modèle reproduit d'une manière assez fidèle l'influence de la densité sur le comportement. D'autres simulations d'essais réalisés sur d'autres sables ont permis de valider le modèle pour des essais de mobilité cyclique et des essais drainés monotones et cycliques.

Modélisation du comportement du béton sous des charges multiaxiales avec une loi incrémentale non linéaire. Simulation numérique d'essais uniaxiaux, biaxiaux et triaxiaux. Comparaison avec les résultats expérimentaux obtenus avec une presse biaxiale.

D'après de nombreux auteurs, les interactions argilo-organiques, en environnement aquatique influenceraient le devenir des matières organiques (MO) lors de leur transfert vers le sédiment. Cependant, l'implication des argiles dans les mécanismes de piégeage et de préservation des composés organiques labiles n'a jamais été démontrée. Cette étude a consisté d'une part à tester la fixation de molécules organiques sur des saponites de synthèse, de charge variable, et une montmorillonite naturelle, par des approches in vitro et in vivo en milieu marin et lacustre. Et d'autre part à éprouver la stabilité des assemblages en milieu agressif. Elle montre que le mode de piégeage est restreint à l'adsorption en surface et bordure des argiles. Aucune intercalation n'a été mise en évidence. In vitro, l'adsorption est en grande partie influencée par la nature des molécules organiques et plus spécifiquement celle de leurs groupements fonctionnels. In vivo, en présence de MO naturelles complexes, les argiles privilégient les fractions organiques peu transformées diagénétiquement. La nature et les concentrations des molécules adsorbées dépendent également des propriétés de surface des minéraux. La densité des charges cationiques induit des conflits stériques qui conduisent, dans l'environnement lacustre étudié, au piégeage sélectif des molécules aromatiques sur les argiles de basse charge. La grande stabilité des assemblages argilo-organiques, éprouvée par des attaques alcalines, indique l'existence de liaisons fortes, probablement multiples, et pérennes entre argiles et MO. En adsorbant durablement les molécules organiques, les argiles réduisent leur disponibilité aux agents agressifs dans les colonnes d'eau. A l'issu de cette étude, il ressort que les interactions argilo-organiques sont un mode de préservation à part entière, au même titre que les processus de dégradation-recondensation, de sulfuration naturelle ou de préservation sélective intrinsèque, permettant le transfert de MO métabolisables vers les sédiments.

Les satellites scientifiques sont immergés dans divers environnements spatiaux, entourés par des plasmas qu'ils sont supposés analyser, en utilisant des instruments de types détecteurs de particules. La présence de ces structures dans le plasma conduit à une variété d'interactions satellite/plasma complexes et inter-corrélées. L'environnement spatial influence la structure du satellite qui modifie son environnement. Les instruments embarqués mesurent un environnement perturbé et il est difficile de distinguer le signal naturel des mesures biaisées. Le but est d'étudier et d'améliorer la compréhension des interactions satellite/plasma, au moyen de simulations numériques effectuées avec le logiciel SPIS pour les basses énergies (<100 eV) puisque ces particules sont les plus affectées par les perturbations. L'objectif est de comprendre les mesures de plasmas sur des cas réalistes, en établissant une méthodologie de simulation de ces problématiques. Je simule les interactions ayant lieu entre les missions Solar Probe Plus, Solar Orbiter, Cluster dans leurs environnements respectifs et les mesures associées. L'analyse des résultats obtenus et leurs comparaisons à des données réelles permettent de comprendre les différents cas de figure et de valider la méthodologie développée au cours de cette thèse.

Ce travail, contribue à mieux comprendre les phénomènes complexes lors des tirs de mine afin d'approcher une conception optimisée. La première partie, concernant la détonation, est destinée à la compréhension des modèles numériques fondés sur la théorie de la propagation de détonation. La seconde partie, concernant la modélisation de la fracturation des roches, s'adresse à la simulation des tirs. Une nouvelle loi de comportement dynamique des roches (type élastique avec endommagement anisotrope) est proposée et est intégrée dans RADIOSS, un code de calcul des problèmes dynamiques transitoires. Ce modèle permet également de calculer les dimensions représentatives des fragments ; les calculs avec diverses modélisations (en 2-D et en 3-D, détonation/structure) sont effectués. La dernière partie est consacrée à l'optimisation des tirs à l'aide des traitements numériques avancés. La connaissance des mécanismes de la fragmentation des roches est approfondie notamment sur l'influence de certains paramètres de conception. Les exemples sur la recherche des règles par l'apprentissage automatique montrent l'efficacité de cette approche. L'exemple sur la recherche d'une conception optimisée montre la puissance et la perspective pratique de l'approche par algorithmes génétiques couplés avec l'apprentissage automatique.

Le comportement des structures sous certains types d'actions tels que les séismes nécessite une bonne connaissance du comportement des matériaux composants sous des charges cycliques. Dans cette étude, le modèle de comportement cyclique du béton est basé sur la théorie de l'endommagement, sur la mécanique des milieux continus et la thermodynamique des processus irréversibles. Ce modèle tient compte des déformations résiduelles et de la perte de raideur due à la fissuration. Dans son application, les effets biaxiaux et le fluage ne sont pas pris en considération. Le comportement des armatures est considéré élasto - plastique parfait. Une amélioration importante pour l'application du modèle a été de définir une méthode d'identification des paramètres à partir des données physiques obtenues dans les essais classiques de contrôle du béton et d'une expression analytique de la loi de comportement d'usage courant. Le modèle uniaxial est introduit dans un code numérique pour structures planes. La structure à analyser est découpée en plusieurs éléments de poutres. Chaque élément est représenté par un certain nombre de sections. La section est divisée en plusieurs fibres soumises à une sollicitation uniaxiale. Chaque fibre suit sa propre histoire conforme au modèle ci-dessus, mais sa déformation respecte la loi de planéité de la section considérée. Des essais de validation ont été réalisés sur des éprouvettes cylindriques sous charges cycliques de compression, sur des poteaux courts sous compression - traction cyclique et sur des poteaux sous flexion alternée et effort normal constant. La comparaison modèle - essais apporte des résultats encourageants pour l'analyse des structures en béton armé sous charges cycliques.

L'objet de cette recherche est de modéliser le comportement Thermo-Hydro-Mécanique des massifs rocheux fracturés en vue du stockage de déchets radioactifs. A cette fin, nous avons été amené à proposer une méthodologie de modélisation des massifs rocheux fracturés qui a été appliquée à un site souterrain réel (Site EDF de Nouvelle Romanche). Cette méthodologie consiste, dans un premier temps, à rechercher les VER hydraulique et mécanique. Au dessus du plus grand de ces VER, les développements effectués dans un programme d'éléments finis permettent de modéliser toutes les fractures de manière explicite. On détermine les propriétés mécaniques homogénéisées en condition drainée et non drainée en simulant des essais triaxiaux représentatifs du massif soumis à un chargement. Ces simulations permettent d'analyser l'évolution des propriétés hydrauliques homogénéisées avec l'état de contraintes. La réalisation des expériences de type drainé et non drainé permet de discuter de la pertinence de l'assimilation d'un milieu fracturé à un milieu poreux. Ces simulations ont mis en évidence, en particulier, le rôle du comportement en cisaillement des fractures sur les propriétés homogénéisées mécaniques et hydrauliques. Du point de vue de la thermique, tant que le mode principal de propagation de la chaleur est la conduction, les propriétés thermiques homogénéisées sont peu différentes des propriétés thermiques de la matrice rocheuse.

Le bassin versant de la Mé, situé au Nord-Est d'Abidjan, comporte une couverture végétale abondante du fait de l'importance des précipitations, en baisse régulière du reste et de l'existence d'une très épaisse frange d'altération du substratum. Ce substratum est constitué, pour l'essentiel, des formations schisteuses, quartzitiques ou arkosiques du Birrimien et intrudé de granitoïdes. La partie aval du bassin est occupée par les formations sédimentaires côtières. Métasédiments et Granitoïdes ont un chimisme bien distinct. Les données de terrains et images de satellites mettent en évidence plusieurs directions de fracturation qui jouent un rôle hydraulique majeur en créant des conditions d'infiltration et d'emmagasinement des eaux. Ces eaux souterraines correspondent soit à des nappes superficielles d'altérites soit à des nappes profondes localisées dans les fractures et fissures du substratum. Elles peuvent communiquer entre elles du fait des différences de charge hydraulique. La localisation des points d'eau se fait par géomorphologie et photographies aériennes. L'étude des propriétés physico-chimiques des eaux permet de mettre en évidence d'une part l'influence des conditions d'alimentation des nappes sur la composition de leurs eaux et d'autre part l'étroite relation entre cette composition et celle des roches dans lesquelles elles circulent. Les teneurs isotopiques traduisent des difficultés de recharge des nappes et posent ainsi le problème de l'alimentation des populations locales.

A l'opposé du dimensionnement de fondations d'ouvrages sur les sols, régi par des règles de calcul validées, le dimensionnement de fondations au rocher est mal maîtrisé. Jusqu'à présent, ceci n'a pas posé de problème majeur, car le dimensionnement de fondations se trouvait plutôt limité par la résistance du béton que par celle du massif rocheux. Mais la construction d'ouvrages d'art de plus en plus majestueux nécessite aujourd'hui une meilleure connaissance de ce domaine de la mécanique des roches. La première partie recense les méthodes les mieux adaptées pour déterminer la déformabilité et la résistance d'un massif rocheux. Elle présente les différentes méthodes de dimensionnement de fondations superficielle et semi-profonde au rocher. Enfin, elle analyse les textes réglementaires français et étrangers. Il existe peu de méthodes de dimensionnement de fondations qui tiennent compte du caractère discontinu des massifs rocheux ; le cas de fondations soumises à des efforts latéraux et à des moments renversants n'est quasiment pas traité. La deuxième partie consiste en l'analyse numérique du comportement de fondations superficielle et semi-profonde sur massif rocheux à l'aide du code de calcul par éléments distincts UDEC. Les résultats montrent que les discontinuités du massif rocheux ont un rôle primordial sur le comportement sous effort incliné de fondations semi-profondes. Selon leur pendage, les discontinuités peuvent diminuer considérablement la charge limite admissible. Quelques modèles analytiques simples à peu de blocs sont ensuite proposés, afin d'estimer - pour un dimensionnement préliminaire - la charge limite de rupture d'un puits marocain sous effort latéral. Les résultats numériques obtenus sont bidimensionnels; les résultats tridimensionnels peuvent être estimés à l'aide de coefficients de transfert 2D/3D, qu'il serait intéressant de vérifier à l'aide d'un code de calcul par éléments distincts tridimensionnel. Enfin, il serait nécessaire de valider les résultats de modélisation numérique sur un site réel.

L'étude de la plate-forme carbonatée du BerriasienValanglnlen de Chartreuse a permis d'effectuer une analyse séquentielle détaillée des séries, et de dater les différentes étapes de l'installation puis de la disparition de la plate-forme. Micropaléontolooie : 65 espèces de foraminifères benthiques sont déterminées et décrites. Une analyse statistique détaillée est effectuée pour les genres Trocholina, Neolrocholina et le groupe GaudrvinaDorothia. Sédimentologie : cinq types de séquences d'ordre différent sont mises en évidence. Elles traduisent des modifications des milieux de dépôt dues principalement à l'eustatisme, mais également à la tectonique et à des variations de la subsidence et de la productivité primaire en carbonates. Stratigraphie : la détermination des calpionelles et les corrélations établies avec le stratotype du Berriasien permettent de situer à une sous-zone d'ammonites près les évènements que traduisent les discontinuités sédimentaires. Du point de vue paléogéographique, la progradation de la plate-forme s'effectue au cours du Berriasien supérieur en trois étapes successives : la submersion n'est pas synchrone à l'échelle de la région étudiée, mais se déroule en quatre phases pendant le Berriasien terminal et le Valanginien. L'étude des séries alternantes de bassin se base sur l'analyse des variations d'épaisseur des bancs marneux et la disposition de l'ammonitofaune. Elle montre l'existence de cinq cyclicités d'ordre différent, quatre d'entre elles étant reliées aux variations des paramètres de rotation de la Terre. La Magnétostratigraphie effectuée sur les hypostratotypes du Valanginien d'Angles et de Barret permet, d'une part, d'établir une échelle des polarités détaillée, d'autre part d'envisager l'existence de liaisons entre les renouvellements de faune et les inversions magnétiques. Corrélations plate-forme-bassin : une équivalence entre séquences décrites sur les plates-formes et les cyclicités observées dans les bassins est envisagée à trois échelles différentes, montrant ainsi l'existence de liaisons entre la rotation de la Terre, les inversions magnétiques, et les principaux paramètres influant sur l'environnement sédimentaire (eustatisme, climat, productivité primaire en carbonates).

L'étude présentée dans ce mémoire se propose de réfléchir sur les relations existant entre une sollicitation homogène de laboratoire telle que l'essai triaxial classique, et une sollicitation non homogène telle que l'expansion de cavité cylindrique, le lien entre les deux types de sollicitation étant réalisé via un modèle de comportement. Ainsi, le premier chapitre constitue une étude bibliographique destinée à faire le point sur les éléments essentiels concernant la rhéologie des sables et sur les modèles de comportement actuellement utilisés. Le deuxième chapitre propose une nouvelle modélisation du comportement mécanique des sables qui s'inscrit entièrement dans le cadre élastoplastique et, dont l'objectif principal est de prendre en compte la notion de paramètre d'état (Been et Jefferies, 1985) et plus récemment d'indice d'état (Ishihara, 1993) sur le comportement de type lâche ou dense du sable. Le dernier chapitre, est consacré à l'étude des expansions de cavité à partir des modèles basés sur l'élastoplasticité généralisée (Zienkiewiez Pastor et Leung 1985). Ce modèle est tout d'abord appliqué à la sollicitation pressiométrique monotone et cyclique dans des sols cohérents avec prise en compte du couplage eau-squelette. Le cas des sables est finalement étudié, en mettant en oeuvre dans le code de calcul développé pour cette étude le modèle de Pastor, Leung et Zienkiewiez (1985) et en comparant les simulations obtenues à des essais réalisés au cylindre épais par Dupla (1995) dont la sollicitation est proche de la sollicitation pressiométrique. On montre comment à partir de l'essai pressiométrique cyclique, il est possible d'évaluer par démarche inverse le potentiel de liquéfaction d'un massif sableux.

A study of the local structure of the Eu3+ ion with high symmetry in crystals was carried out using the crystal field theory by the method of nearest neighbours (MENN). The crystals studied were: M2O3, SnO2, BaliF3 and XMgF3 doped with very low concentrations of Eu3+ ion. From equations of the crystal field parameters, the maximum splitting of 7F1 multiplet and the electrostatic equilibrium of luminescent site was possible to predict the interatomic distance Eu-O ions in the luminescent site. For the M2O3 crystal, the overlap between the 4f orbitals and 2p in the range 0.07. Ïj.0.1 and the charge factor between 0.55.gj.0.9 gave better predictions for the indication of the local structure of luminescent site. The electrical neutrality of the luminescent site was satisfied. The Batista-Longo Improved Model (BLIM) was used to show that the Eu3+ ion charge may be greater than its own valence. The predictions give an indication of a point symmetry S6 or D3d. For the SnO2 oxide two sets of charge factors were used. Both were related by the equation of the electrostatic equilibrium of luminescent site. A P = 1.0029 proportionality constant related non equivalent interatomic distances. The overlap between the 4f orbitals and 2p in the range 0.05. Ïj.0.1 and the charge factor 0.5.gj.0.75 gave better predictions for the indication of the local structure of luminescent site. The predictions indicate that the Eu3+ ion replaces the Sn4+ ion in a point symmetry C2h or D2h. For the BaliF3 and XMgF3 crystals is suggested that the Eu3+ ion occupies a lowest symmetry D4d with coordination number eight. The experimental splitting was reproduced with gj = 0.402 and Ïj = 0.05. The signal of the B2 0 was reproduced. This study was done based on the emission spectrum of Eu3+ ion and structure calculations based on molecular dynamics. The predictions of the Eu-PV interatomic distance and local symmetry of the luminescent site is in good agreement with experimental data.
Um estudo da estrutura local do sitio luminescente do ion Eu3+ com alta simetria em cristais foi realizado utilizando a teoria de campo cristalino atraves do metodo dos vizinhos equivalentes (MENN). Os cristais estudados foram: M2O3, SnO2, BaLiF3 e XMgF3 dopados com baixissimas concentracoes do ion Eu3+. A partir das equacoes dos parametros de campo cristalino, do desdobramento maximo do multipleto 7F1 e do equilibrio eletrostatico do sitio luminescente foi possivel fazer previsoes da distancia interatomica entre os ions Eu-O no sitio luminescente do ion Eu3+. Para o cristal M2O3, o recobrimento entre os orbitais 4f e 2p no intervalo entre 0.07. Ïj.0.1 e o fator de carga entre 0.55.gj.0.9 apresentaram as melhores previsoes para a indicacao da estrutura local do sitio luminescente. A neutralidade eletrostatica do sitio luminescente foi satisfeita com o MENN. O Batista-Longo Improved Model (BLIM) foi utilizado como comparativo para mostrar que a carga do ion Eu3+ pode ser maior que sua propria valencia. As previsoes dao indicacao de uma simetria pontual S6 ou D3d. Para o oxido SnO2 dois conjuntos de fatores de cargas foram utilizados. Ambos foram relacionados pela equacao do equilibrio eletrostatico do sitio luminescente. Uma constante de proporcionalidade P=1.0029 relacionou as distancias interatomicas nao equivalentes. O recobrimento entre os orbitais 4f e 2p no intervalo entre 0.05. Ïj.0.1 e o fator de carga entre 0.5.gj.0.75 apresentaram as melhores previsoes para a indicacao da estrutura local do sitio luminescente. As previsoes indicam que o ion Eu3+ substitui o ion Sn4+ em uma simetria pontual C2h ou D2h. Para os cristais BaLiF3 e XMgF3 e sugerido que o ion Eu3+ ocupe uma simetria mais baixa D4d com numero de coordenacao 8. O desdobramento experimental foi reproduzido com gj = 0.402 e Ïj = 0.05. O sinal do B2 0 foi reproduzido. Este estudo foi feito baseado no espectro de emissao do ion Eu3+ e de calculos de estrutura local baseado em dinamica molecular. As previsoes da distancia interatomica Eu-PV e simetria local do sitio luminescente estao em trostatico do sitio uminescente foi possivel fazer previsoes da distancia interatomica entre os ions Eu-O no sitio luminescente do ion Eu3+. Para o cristal M2O3, o recobrimento entre os orbitais 4f e 2p no intervalo entre 0.07. Ïj.0.1 e o fator de carga entre 0.55.gj.0.9 apresentaram as melhores previsoes para a indicacao da estrutura local do sitio luminescente. A neutralidade eletrostatica do sitio luminescente foi satisfeita com o MENN. O Batista-Longo Improved Model (BLIM) foi utilizado como comparativo para mostrar que a carga do ion Eu3+ pode ser maior que sua propria valencia. As previsoes dao indicacao de uma simetria pontual S6 ou D3d. Para o oxido SnO2 dois conjuntos de fatores de cargas foram utilizados. Ambos foram relacionados pela equacao do equilibrio eletrostatico do sitio luminescente. Uma constante de proporcionalidade P=1.0029 relacionou as distancias interatomicas nao equivalentes. O recobrimento entre os orbitais 4f e 2p no intervalo entre 0.05. Ïj.0.1 e o fator de carga entre 0.5.gj.0.75 apresentaram as melhores previsoes para a indicacao da estrutura local do sitio luminescente. As previsoes indicam que o ion Eu3+ substitui o ion Sn4+ em uma simetria pontual C2h ou D2h. Para os cristais BaLiF3 e XMgF3 e sugerido que o ion Eu3+ ocupe uma simetria mais baixa D4d com numero de coordenacao 8. O desdobramento experimental foi reproduzido com gj = 0.402 e Ïj = 0.05. O sinal do B2 0 foi reproduzido. Este estudo foi feito baseado no espectro de emissao do ion Eu3+ e de calculos de estrutura local baseado em dinamica molecular. As previsoes da distancia interatomica Eu-PV e simetria local do sitio luminescente estao em bom acordo com dados experimentais.

Le sujet de la thèse est l'étude de la dégradation des caractéristiques élastiques d'une roche fragile induite par le chargement. En particulier on s'intéresse à l'anisotropie induite et à son influence sur le caractère fragile de la rupture. L'étude présente le développement d'un modèle de comportement approprié à ce phénomène, une étude expérimentale pour l'étalonnage et la validation du modèle et enfin une application à un problème aux limites particulier représentant l'étude de la rupture d'un cylindre creux et d'une excavation souterraine profonde. Le cadre théorique utilisé est celui de la mécanique de l'endommagement continu. Le modèle développé est caractérisé par un tenseur de vitesse d'endommagement anisotrope d'ordre deux. Les lois d'évolution des trois composantes du tenseur d'endommagement sont obtenues expérimentalement à partir d'essais de compression triaxiale. Les essais ont été réalisés sur deux roches d'origine sédimentaire : une calcarénite italienne, la pietra leccese, et un grès français, le grès de Rothbach. L'influence des conditions de réalisation des essais (élancement des échantillons, frettage ou lubrification des bases des échantillons) a été étudiée. Nous avons simulé le comportement d'un cylindre creux et d'une cavité cylindrique soumise à un état de contraintes isotrope à l'infini. Les résultats de cette simulation numérique ont montré que plus l'anisotropie induite est forte, plus le comportement de la roche est fragile et plus élevé est le nombre de stabilité.

Cette thèse a pour cadre général l'étude du comportement des ouvrages de génie civil, sous le double aspect, de la loi de comportement non-linéaire des sols et des roches, et de la résolution des problèmes du creusement des tunnels par la méthode de calcul aux éléments finis. Deux catégories de lois de comportement non-linéaires ont été plus particulièrement considérées : modèles hyperboliques (modèle de Duncan et Chang, 1970 ; modèle modifié de Hardin et Drnevich, 1972) et modèles élastoplastiques avec écrouissage (modèle Cam-Clay modifié, 1968) ; dans le dernier, différentes variantes ont été proposées pour tenir compte de la non-linéarité de la partie élastique, trois variantes de type hyperélastique, considérés à partir d'une fonction énergie complémentaire et obéissent aux principes de la thermodynamique Ces modèles ont été appliqués à la simulation du creusement d'une galerie à section circulaire en milieu homogène. Les variantes élastiques non-linéaires du modèle Cam-Clay modifié donnent, dans le cas de contraintes initiales anisotropes, en piédroit des zones en compression et en clé des zones en extension à l'intérieur du massif. L'étude des chemins de contrainte à proximité de la galerie met en évidence l'influence de l'état des contraintes initiales sur les mécanismes différents de rupture induits par le déconfinement. Les modèles retenus ont également été appliqués à la construction du tube Sud du tunnel de Las Planas, creusé dans des marnes. Le comportement de la marne de Las Planas a été étudié à partir d'essais triaxiaux réalisés sous fortes contraintes (essais isotropes et de cisaillement). Les variantes élastiques non-linéaires de type hyperélastique du modèle Cam- Clay modifié et le modèle de Duncan et Chang (1970) conduisent aux résultats les plus satisfaisants pour la plupart des essais de cisaillement. En revanche, la variante élastique linéaire du modèle Cam-Clay modifié surestime systématiquement les déformations volumiques. La modélisation de creusement du tunnel Sud de Las Planas à l'aide des variantes hyperélastiques du modèle Cam-Clay modifié conduit également à des simulations plus représentatives des mesures expérimentales que les autres modèles. Les modèles hyperboliques tendent à surestimer les déplacements induits, par le creusement, dans le massif encaissant.

Cette thèse privilégie dans l'analyse de l'espace géographique la pluie et la rivière, le relief et la roche, la végétation, la surface du sol et le sol... mais l'on ne s'étonnera pas d'y rencontrer des champs et des jachères, des villages et des vergers. Elle a l'ambition de participer au développement d'une géographie centrée sur l'organisation d'un espace matériel produit conjointement par la nature et l'homme. C'est dans l'étude des changements de dimensions, dans « l'analyse scalaire », que se trouve l'essentiel de son explication scientifique et c'est à cette recherche que l'auteur s'est attaché...
La méthode d'analyse des milieux et des paysages est celle de l'« École d'Abidjan » dont Jean-Charles Filleron a été l'un des fondateurs. Trente mois ont été consacrés à la description de 826 relevés de la végétation, de la surface du sol et du sol sur le terrain et plus de 2500 photos aériennes ont été analysées du double point de vue de la forme et du milieu. Les traitements statistiques multivariés, ACP, AFC et classifications ont permis la réalisation d'une systématique des milieux et paysages aux différentes échelles scalaires.
Le champ d'application est le Nord-Ouest de la Côte d'Ivoire, vaste territoire de 49000 km2 dont l'essentiel est dévolu aux savanes plus ou moins boisées couvrant plateaux cuirassés et inselbergs. Sur ce territoire faiblement peuplé, l'auteur met en évidence le rôle des sociétés rurales... et de la nature du substrat rocheux... dans la diversité des milieux et des paysages et renouvelle le discours écologique sur les milieux tropicaux.

UBC's research community recently received a significant boost in financial support for five research hubs that will join the Centre for Brain Health as newly appointed national Centres of Excellence for Commercialization and Research (CECR). Two UBC economics professors were recognized with separate Bank of Canada awards: the Research Fellowship 2008 and the Governor's Award. UBC's Brain Research Centre has recevied $25 million from the Province of BC to establish a new facility focused on translational brain research.

Mainstream scientists have grave concerns regarding unsustainable lifestyles in a world with finite resources. Lack of environmental literacy, sustainability values, connectedness to nature and environmental education as a core subject need to be addressed through environmental education. This mixed-methods content analysis examines and compares five state environmental education standards, national environmental education guidelines and the Earth Charter for inclusion of sustainability values. The Earth Charter states the international consensus principles of sustainability values. Data were generated through traditional quantitative coding, computer text analysis and the creation of document profiles through qualitative methods. Triangulation of the findings from these three methods showed that state standards and national guidelines adequately address ecological integrity principles, but not environmental justice principles associated with flourishing, sustainable communities. The North American Environmental Education guidelines and Wisconsin and Colorado state standards do include reflection on environmental values, issue analysis and environmental agency objectives. The Advanced Placement Course Description, New York and Texas standards are less concerned with ethics or values and more concerned with an ecological, scientific approach to environmental education. With the current political climate, international sustainability values as expressed by the Earth Charter would not pass through policy gatekeepers. In a standards-driven climate, standards are needed to open the gate for inclusion of environmental education in school curricula.

Ultra-cold atoms in optical lattices provide a versatile and robust platform to study fundamental condensed-matter physics problems and have applications in quantum optics as well as quantum information processing. For many of these applications, Rydberg atoms (atoms excited to large principal quantum numbers) are ideal due to its long coherence times and strong interactions. However, one of the pre-requisite for such applications is identical confinement of ground state atoms with Rydberg atoms. This is challenging for conventionally used alkali atoms. In this thesis, I discuss the potential of using alkaline-earth Rydberg atoms for many-body physics by implementing simultaneous trapping for the relevant internal states. In particular, I consider a scheme for generating multi-particle entanglement and explore charge transport in a one dimensional atomic lattice.

M.A.
Receiving favourable recognition during his life-time, Bosman's short stories have attracted increasing critical attention since his death. With the exception of Professor E. Davis's review of Mafeking Road in Trek, and Lily Rabkin's 'Tribute to Bosman in The Forum after his death, however, much of the early Bosman criticism tends to make sweeping value judgements, with critics' opinions occasionally influenced by the lurid elements in Bosman's personal life; Professor A.G. Hooper, for instance, is recorded as observing that 'Bosman's stories seemed to have a sort of bitterness in them, but this was perhaps due to his hard and bitter life...

We are living in an age where the demand for energy is growing rapidly. This means that supplies to easily accessible oil and natural gas is unlikely to keep up with the demand as times goes on. The world will have to use energy more efficiently and increase its use of other sources of energy. This study is aiming at developing materials that will improve the power conversion efficiency of photovoltaic cells by using up and down-converting phosphor materials. ZnTiO3-Zn2TiO4 composite and ZnTiO3 phosphors doped with Er3+,Yb3+, Eu3+ and Al3+, which display up and down-converted luminescence were synthesized by a simple high temperature conventional solid state reaction method. The structure, particle morphology, absorption, photoluminescent properties and elemental distribution were analyzed using X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), UV-Vis-NIR absorption spectrometer, photoluminescence (PL) spectroscopy and time of flight secondary ion mass spectroscopy (TOF-SIMS), respectively. ZnTiO3-Zn2TiO4 composite doped with different concentration of Er3+ ions was synthesized via solid state chemical reaction method at 1100 ℃. The X-ray diffraction (XRD) confirmed the crystallization of both the hexagonal ZnTiO3 and cubic spinel Zn2TiO4 phases of the composite. The SEM images of ZnTiO3-Zn2TiO4:Er3+ composite showed that the particle morphology was made up of faceted hexagons. Furthermore, the ZnTiO3-Zn2TiO4:Er3+ phosphors were excited in the near-infrared (NIR) region using a laser diode with a wavelength of 980 nm and displayed both green and red up-conversion emission bands in the visible range at 543, 553, 650 – 670 nm. These emission bands correspond to 2H11/2, 4S1/2→ 4 I15/2 and 4F9/2→ 4 I15/2 transitions of Er3+ ions. However, the interaction mechanisms involved in the upconversion process of ZnTiO3-Zn2TiO4:Er3+ phosphor is discussed with the help of an energylevel schematic diagram and the number of the photons involved in the up-conversion luminescence process were of a double photon mechanism. The decay lifetimes were studied by fitting the luminescence decay curve with a single-component exponential decay. Er3+ and Yb3+ incorporated zinc titanate (ZnTiO3) phosphor powders were synthesized using conventional solid-state reaction method at 800 ℃. A ZnTiO3:Er3+,Yb3+ phosphor that resembled an ecandrewsite single phase with space group R-3 (148) was obtained, as proven by X-ray diffraction (XRD). The SEM image showed a surface morphology composed of agglomerated irregular shaped particles. The energy band gap of ZnTiO3 was engineered by incorporating different concentration of the dopant ions. After irradiating ZnTiO3:Er3+with a 980 nm laser beam, the phosphor up-converted the photon energy to display green and red emissions in the visible range that were positioned at 527, 545 and 665 nm. Enhancement of the luminescence intensity of ZnTiO3:Er3+ phosphor was achieved by variation of Er3+ concentration. Co-doping with Yb3+ ions proved to be effective in enhancing the luminescence intensity of the optimized Er3+ ion emission and new emission bands at 410 and 480 nm, through an energy transfer mechanism were observed. The enhancement of the lifetime of the up-conversion luminescence was also achieved by co-doping ZnTiO3:Er3+ phosphor with Yb3+ ion. The energy transfer mechanisms involved in Er3+ - Yb3+ co-doped ZnTiO3 phosphor was illustrated and discussed in detail. The ZnTiO3:Er3+, Yb3+ thin films were successfully deposited by pulsed laser deposition (PLD) by varying the silicon (100) substrate temperature. The distribution of the ions in the films was investigated and the TOF-SIMS showed that the ions were homogeneously distributed throughout the ZnTiO3 host lattice which indicated a successful incorporation of the Er3+ and Yb3+ ions. The optical response of the phosphors revealed that the reflectance percentages of the ZnTiO3:Er3+, Yb3+ vary with the silicon substrate temperature due to the differences in the thickness and morphological roughness of the thin films. The ZnTiO3:Er3+, Yb3+ thin films also exhibited up-conversion emission from Er3+ electronic transitions, with violet, blue, green and red emission lines at 410, 480, 525, 545 and 660 nm from 2H9/2 → 4 I15/2, 4F7/2 → 4 I15/2, 2H11/2 → 4 I15/2, 4S3/2 → 4 I15/2 and 4F9/2 → 4 I15/2 transitions, respectively. These up-conversion emissions were enhanced by increasing the silicon substrate temperature during the deposition. ZnTiO3 host co-doped with Eu3+ and Al3+ was synthesized by solid state reaction to convert the UV photons to visible photons. Charge compensation effects of Al3+ incorporated ZnTiO3:Eu3+ as a co-dopant ion was reported in detail. The structural and morphological characterization show that the addition of Eu3+ and Al3+ does not affect the phase formation and the surface morphology of the host. The visible emission intensity of Eu3+ ions for an optimal concentration of 2 mol% under 395 nm excitation, was enhanced by incorporating Al3+. The energy level diagram showing the charge compensation mechanism was proposed for the co-doped system.
College of Engineering, Science and Technology

Cette étude a pour but de quantifier le rôle joué par la matière organique localisée dans des shales noirs Archéens hôtes de dépôts métallifères. Les échantillons étudiés proviennent de forages stratigraphiques effectués dans le secteur du lac Barlow, région de Chibougamau. L'étude se divise en deux parties; A) caractérisation de la matière organique, et B) détermination de la répartition des éléments traces et des terres rares contenus dans la matière organique et dans les sulfures. L'abondance des éléments dans les deux fractions est ensuite comparée. L'étude en lumière réfléchie des caractéristiques de la matière organique révèle la présence de deux variétés très évoluées; 1) matière organique in-situ et 2) matière organique remobilisée. La chromatographie en phases gazeuses couplée à un spectromètre de masse révèle une troisième variété de matière organique, un kérogène soluble. Ces résultats suggèrent que, sous certaines conditions, des formes volatiles de matière organique coexistent avec de la matière organique très évoluée. Il existe peu de données concernant la vie à l'Archéen. Ainsi, le kérogène soluble, un fossile chimique, constitue un reflet tangible de substances biologiques présentes, il y a 2,8 Ga. dans l'environnement de déposition. La deuxième partie de l'étude vise à déterminer la nature chimique des shales en fonction de deux de ces composants; les sulfures et la fraction organique. Les résultats suivants ont été obtenus: 1) la proportion de sulfure est deux fois plus grandes que celle de la matière organique, 2) la matière organique contient des proportions significatives de métaux en traces (ex. Au, Zn et Cr), 3) la matière organique semble avoir tendance à incorporer les terres rares lourdes alors que les sulfures semblent plutôt favoriser les terres rares légères, et, 4) lorsque les sulfures et/ou la matière organique sont suffisamment abondants, ils contrôlent la distribution des terres rares contenues dans les shales noirs. De plus, une étude préliminaire des échantillons provenant du canton de Bignell localisé 6km à l'ouest du front de Grenville, révèle que le contenu en terres rares diminue, en particulier les terres rares légères, comparativement aux résultats obtenus à partir des échantillons provenant du canton de Barlow, localisé 55km plus à l'ouest. Ainsi, nous croyons que la matière organique influence nettement la géochimie des shales noirs et qu'elle joue un rôle significatif dans la formation des gisements de métaux précieux localisés dans des sédiments.

The focus of this thesis is on whether or not it is possible to decouple economic growth from the physical growth of the economy and its associated negative environmental pressures and pollution. The thesis demonstrates that it is possible to achieve significant levels of decoupling of economic growth from a range of environmental pressures such as greenhouse gas emissions, biodiversity loss and natural resource degradation, freshwater extraction, air pollution, waste and hazardous waste. By clearly differentiating between economic and physical growth and focusing on how to achieve significant decoupling this thesis advances the traditional debates and discourses about “growth”. This thesis shows that in theory and practice it is possible to achieve significant levels of decoupling, and thus environmental sustainability, whilst maintaining economic growth. This thesis examines the relative costs of inaction versus action on decoupling, concluding that the costs of inaction significantly outweigh the costs of action. It also examines whether a transition to environmental sustainabilty will lead to net job losses or gains, showing that, with effective policy, it can result in net employment gains. As such, this thesis provides a new integration to show that it is possible to reconcile the need to simultaneously achieve environmental sustainability, economic growth and job creation. This result has important implications for other important sustainability debates such as the climate change debates. These are explored in detail in this thesis. This thesis also demonstrates that many social sustainability goals – reducing poverty, inequality and corruption whilst improving access to education and health –correlate strongly with improved economic growth. Thus this thesis demonstrates that it is possible to create a new form of economic growth that is also environmentally and socially sustainable as called for in the seminal text on sustainable development "Our Common Future" in 1987. Finally, this thesis is a formal defense of and contribution to the academic field of ecological modernization which has hypothesized that it is possible to simultaneously pursue environmental sustainability, social justice and economic growth in ways that mutually re-enforce each other. This thesis provides significant evidence to support this central tenet of ecological modernisation. The research of this thesis has helped inform and contribute to several international book publications all of which show nations how to achieve significant decoupling of economic growth from environmental pressures such as Cents and Sustainability:Securing Our Common Future by Decoupling Economic Growth from Environmental Pressures (Earthscan, 2010). Note: This thesis was submitted in April 2006 and was awarded in September 2009.

Studies on perovskite rare earth manganites of general formula R1-xAxMnO3 (where R is a trivalent rare earth ion such as La3+, Pr3+ etc. and A is a divalent alkaline earth ion such as Ca2+, Sr2+, Ba2+, have been a very active research area in the last few years in condensed matter physics. Manganites have a distorted perovskite crystal structure with R and A ions situated at the cube corners, oxygen ions at the edge centers of the cube and Mn ions at the centres of the oxygen octahedra. In these manganites the Mn ions are found to be in mixed valence state i.e., in Mn3+ and Mn4+ states. In the octahedral crystal field of oxygen ions the single ion energy levels are split into t2g and eg levels. Mn3+ being a Jahn-Teller ion, the eg level is further split due to the Jahn-Teller effect. A strong Hund’s coupling between the spins in the t2g and eg levels renders the Mn3+ ions to be in the high spin state. The interplay of competing super exchange between Mn ions which determines the antiferromagnetism, orbital ordering and insulating behavior and double exchange between Mn ions which leads to ferromagnetism and metallicity gives rise to very complex phase diagrams of manganites as a function of composition, temperature and magnetic field. The strength of these interactions is determined by various factors such as the A-site cation radius and the Jahn-Teller distortion due to the presence of Mn3+ ions. The strongly coupled charge, spin, lattice and orbital degrees of freedom in manganites gives rise to complex phenomena such as colossal magnetoresistance (CMR), charge order (CO) and orbital order (OO) and phase separation (PS) etc. The properties of these materials are sensitive functions of external stimuli such as the doping, temperature and pressure [1-5] and have been extensively studied both experimentally and theoretically in single crystal, bulk polycrystalline and thin film forms of the samples [6-9]. Charge ordering is one of the fascinating properties exhibited by manganites. Charge ordering has historically been viewed as a precursor to the complex ordering of the Mn 3d orbitals, which in turn determine the magnetic interactions and these magnetic interactions are the driving force for charge localization and orbital order. This ordering of Mn3+ / Mn4+ charges can be destabilized by many methods. An external magnetic field can destabilize the charge ordered phase and drive the phase transition to the ferromagnetic metallic state [10-11]. Other than magnetic field, charge ordering can also be ‘melted’ by a variety of perturbations like electric field [12, 13], hydrostatic and chemical pressure [14-16], irradiation by X-rays [17], substitution at the Mn -site [18 -21] and A-site [22]. Of these, A-site substitution with bigger cations like barium is particularly of great interest since it does not interrupt the conduction path in the “MnO3” frame work Recently attention has been drawn towards the properties of nanoscale manganites. The nanoscale materials are expected to behave quite differently from extended solids due to quantum confinement effects and high surface/volume ratio. Nanoscale CMR manganites have been fabricated using diverse methods in the form of particles, wires, tubes and various other forms by different groups. It has been shown that the properties of CMR manganites can be tuned by reducing the particle size down to nanometer range and by changing the morphology [23-27]. As mentioned above, charge order is an interesting phase of manganites and these CO mangnites in the form of nanowires and nanoparticles show drastic changes in their properties compared to bulk. In contrast to the studies on the CMR compounds, there are very few reports on charge ordering nano manganites except on nanowires of Pr0.5Ca0..5MnO3 [28] and nanoparticles of Nd0.5Ca0.5MnO3 [29] and Pr0.5Sr0..5MnO3 [30]. This thesis is an effort in understanding certain aspects of charge order destabilization by two different methods, namely, doping bigger size cation (barium) in A-site (external perturbation) and by reducing the particle size to nano scale ( intrinsic). For this purpose we have selected the charge ordering system Pr1-xCaxMnO3 (PCMO) with composition x = 0.43. The reason behind choosing this composition is the observation [31] that CO is particularly weak for this value of x. We have prepared bulk, nanoparticles and nanowires of Pr0.57Ca0.41Ba0.02MnO3 manganite and have carried out microstructure, magnetic, magneto transport and EMR measurements to understand the nature of CO destabilization and also to understand other aspects such as magneto transport and magnetic anisotropy . Apart from destabilization of the charge order in PCMO we have also studied the bismuth based manganite Bi0.5Ca0.5MnO3. The reason behind choosing this system is the robust charge order of Bi0.5Ca0.5MnO3 compared to rare earth based manganites. So far no attempt has been made in comparing the electron paramagnetic resonance properties of bismuth based manganites with those of the rare earth based manganites. We have studied the magnetic, transport and electron paramagnetic resonance properties of Bi0.5Ca0.5MnO3 prepared by solid state reaction method and compared the results with those of Pr0.5Ca0.5MnO3 . In the following we present a chapter wise summary of the thesis. Chapter 1 of the thesis contains a brief introduction to the general features of manganites describing various interesting phenomena exhibited by them and the underlying interactions . Chapter 2 contains a detailed review of EPR studies on manganites describing the current level of understanding in the area. In this chapter we have also described the different experimental methodology adopted in this thesis. Chapter 3 reports the effect of a small amount (2%) of barium doped in the charge ordered antiferromagnetic insulating manganite Pr0.57Ca0.43MnO3. The samples were prepared by solid state synthesis and charecterized by various techniques like XRD, EDXA. The results of magnetization, magnetotransport and EPR/EMR experiments on both Pr0.57Ca0.43MnO3 and Pr0.57Ca0.41Ba0.02MnO3 are compared. The magnetization studies show that barium doping induces ferromagnetic phase in place of the CO-antiferromagnetic phase of the pristine sample at low temperatures as reported earlier by Zhu et al.,[31]. The transport studies show insulator to metal transition. The EPR parameters viz line width, intensity and ‘g’ value of Pr0.57Ca0.43MnO3 and Pr0.57Ca0.41Ba0.02MnO3 are compared. The magnetization and EPR studies reveal that the CO transition temperature TCO has shifted to a slightly lower value accompanied by a small decrease in the strength of the charge order. Thus a small amount of barium affects the CO phase of Pr0.57Ca0.43MnO3 and it also induces a ferromagnetic metallic phase at low temperature. Another most important and unexpected result of EMR experiment is the observation of high field signals, i.e. two EMR signals are observed at low temperatures in the ferromagnetic phase of Pr0.57Ca0.41Ba0.02MnO3. The appearance of the high field signals are understood in terms of the effects of magneto crystalline anisotropy. Chapter 4, reports the microstructure, magnetization and EMR studies of Pr0.57Ca0.41Ba0.02MnO3 nanoparticles prepared by sol-gel method. We have mainly focused on the effect of size on the charge ordered phase. The samples were characterized by different techniques like XRD, EDXA and TEM. The obtained particle size of the samples are 30, 60 and 100 nm respectively. We have compared the magnetic, magneto transport and EMR results of these nano samples with the bulk properties. The 30 nm particles do not show the CO phase whereas the 60 and 100 nm particles show CO signatures in DC- magnetization measurements. The EPR intensity also shows a similar trend. These results confirm that charge ordering can also be destabilized by reducing the particle size to nano scale. But the EPR linewidth which reflects the spin dynamics shows a change in the slope near the CO temperature and there by indicates the presence of premonitory charge ordering fluctuations in smaller particles. We also observed that the EMR linewidth increases with the decrease of particle size. Another striking result is the disappearance of high field signals in all the nanosamples. This is understood in terms of a decrease in the magnetic anisotropy in nanoparticles. Part of the result of this chapter is published [32]. Chapter 5, reports the morphological, magnetic and electron paramagnetic resonance studies of Pr0.57Ca0.41Ba0.02MnO3 nanowires. Recently our group has studied the nanowires of Pr0.5Ca0..5MnO3 [28]. In the nanowire sample of Pr0.5Ca0..5MnO3 only a partial suppression of CO is observed. This raises the question about the incomplete suppression of the CO in the nanowires: is this a consequence of the material being microscopic in one dimension and is it necessary to have a 3-dimensional nano material to have full suppression of the charge order ? In the present work we attempt to provide an answer to this question. PCBM nanowires of diameter 80-90 nm and length of ∼ 3.5 μm were synthesized by a low reaction temperature hydrothermal method. We have confirmed the single phase nature of the sample by XRD experiments. Scanning electron microscopy (SEM) and trasmission electron microscopy (TEM) were used to characterize the morphology and microstructures of the nanowires. The surface of nanowires was composed of particles of different grain size and interestingly some particles were hexagonal in shape. The bulk PCBM manganite exhibits charge order at 230 K along with a ferromagnetic transition at 110 K. However, SQUID measurements on PCBM nano-wires show a complete melting of the charge ordering and a ferromagnetic transition at 115 K. The magnetization observed in the nanowires was less compared to that in the bulk. EPR intensity measurements also support this result. Characteristic differences were observed in linewidth and ‘g’ factor behaviors of nanowires when compared with those of the bulk. EPR linewidth which reflects the spin dynamics shows a slope change near the CO temperature (like in nanoparticles) possibly due to charge order fluctuations in nanowires. The high field signals were absent in nanowires as well. Part of the result of this chapter is published [33]. Chapter 6 deals with the magnetic and electron paramagnetic resonance studies on Pr0.5Ca0.5MnO3 and Bi0.5Ca0.5MnO3. These manganites are prepared by solid state reaction method and characterized by different techniques like XRD and EDXA. Further, we have compared the results of magnetization and electron paramagnetic resonance properties of Pr0.5Ca0.5MnO3 with those of Bi0.5Ca0.5MnO3 manganite in the temperature range of 10- 300 K. The two charge ordered manganites show significant differences in their behavior. The temperature dependence of the EPR parameters i.e. line width, central field and intensity of Bi0.5Ca0.5MnO3 are quite different from the rare earth based manganite i.e. Pr0.5Ca0.5MnO3. Linewidth of BCMO is large compared to PCMO manganite and interestingly the temperature dependence of the central fields (CF) of PCMO and BCMO show opposite behavior. The CF of PCMO decreases with decrease in temperature as found in a large number of other CO systems, whereas CF of BCMO increases with decrease in temperature. This unusual behavior of resonance field is attributed to the different magnetic structure of BCMO system at low temperatures. Chapter 7 sums up the results reported in the thesis. The insight gained from the present work in understanding the destabilization of charge order by chemical doping and size reduction is discussed as well as the differences in the properties of bismuth and rare earth manganites. Further, we have indicated possible future directions of research in this area.

We have embarked on a systematic study of novel charge states at oxide interfaces. We have performed pulsed laser deposition (PLD) growth of epitaxial oxide thin films on single crystal oxide substrates. We studied the effects of epitaxial strain and rare-earth composition of the metal oxide thin films. We have successfully created TiO₂ terminated SrTiO₃ (STO) substrates and have grown epitaxial thin films of LaAlO₃ (LAO), LaGaO₃ (LGO), and RAlO₃ on STO using a KrF pulsed excimer laser. Current work emphasizes the importance of understanding the effect of both epitaxial strain and R³+ magnetism on the interface between RAlO₃ and STO. We have demonstrated that the interfaces between LAO/STO and LGO/STO are metallic with carrier concentrations of 1.1 x 10¹⁴ cm[superscript -2] and 4.5 x 10¹⁴ cm[superscript −2], respectively. Rare-earth aluminate films, RAlO₃, with R = Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, and Tb, were also grown on STO. Conducting interfaces were found for R = Pr, Nd and Gd, and the results indicate that for R [does not equal] La the magnetic nature of the R³+ ion causes increased scattering with decreasing temperature that is modeled by the Kondo effect. Epitaxial strain between the polar RAlO₃ films and STO appears to play a crucial role in the transport properties of the metallic interface, where a decrease in the R³+ ion size causes an increase in sheet resistance and an increase in the onset temperatures for increased scattering.
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L'aptitude des zéolithes à initier spontanément des séparations de charges durables constitue une de leurs propriétés les plus fascinantes. Dans le cadre de cette étude, l'adsorption de trois amines aromatiques (phénothiazine, tétraméthyl-p-phénylènediamine et diéthylaniline) possédant un potentiel d'ionisation faible (< 7 eV) a été étudiée dans des zéolithes à canaux de types mordénite, ZSM-5 et Ferriérite. Ces échantillons ont été caractérisés par spectroscopie d'absorption UV-visible par réflexion diffuse, spectroscopie de diffusion Raman et résonance paramagnétique électronique. Les effets de la largeur des pores et de la longueur de la chaine alkyle portée par la molécule ont ainsi été testés. L'ensemble des résultats a mis en évidence le rôle essentiel de l'effet du confinement sur le processus d'ionisation et sur la stabilisation des états de charges séparées pendant de longues durées. L'observation d'espèces radicalaires de longues durées de vie s'explique par un éloignement des électrons éjectés par rapport au site d'ionisation de la molécule (compartimentalisation). Le deuxième enjeu de cette thèse est consacré à l'étude d'une nouvelle voie de synthèse de nanoclusters d'argent au sein du réseau poreux des zéolithes. La formation des clusters est initiée par la réduction de cations Ag⁺ suite à l'ionisation spontanée ou photoinduite d'une molécule aromatique donneuse d'électron préalablement adsorbée dans les canaux. Les premières étapes de formation de ces nanoclusters d'argent ont été identifiées grâce à la spectroscopie d'absorption UV-visible résolue en temps et à l'utilisation de nanoparticules de zéolithes en solution colloïdale.

Заіченко В. О. Модифікування сталі лужноземельними металами з використанням технології ВЕЛР : кваліфікаційна робота магістра спеціальності 136 «Металургія» / наук. керівник Г. В. Карпенко. Запоріжжя : ЗНУ, 2020. 93 с.
UA : Виконано дослідження можливості модифікування лужноземельними металами сталей 12ГС, 30ГС, 09Г2С, 35ХГСА із застосуванням технології вторинного електротермічного легування і рафінування сталі (ВЕЛР). Розглянуті особливості поведінки лужноземельних металів в залежності від зміни питомого заряду шлаку. Обґрунтовано практичне значення теми роботи для використання в металургійній промисловості.
EN : The analysis modification of alkaline earth metals of steels 12GS, 30GS 09G2S, 35HGSA with application of technology of secondary electrothermal alloying and refining of steel (SEAR) is accomplished. Peculiarities of the behavior of alkaline earth metals depending on the specific charge of slag are considered. The practical significance of the topic of work for use in the metallurgical industry is substantiated.

L'érosion fluviatile par abrasion joue un rôle prépondérant dans l'évolution du paysage, notamment en contexte orogénique dans les rivières à fond rocheux. Le but de cette thèse est de démontrer qu'une étude intégrée des processus d'abrasion (petite échelle et courte période se temps) est possible sur le terrain à condition de bien contraindre « l'environnement érosif », c'est-à-dire : (1) les caractéristiques des flux d'eau (fréquence des crues, modélisation des écoulement dans le chenal) et des flux de sédiment (volume de sédiments transporté, granulométrie) ; (2) la résistance mécanique à l'érosion des roches du substrat. L'autre point essentiel est naturellement la mesure de l'érosion in situ qui nécessite la conception d'outils originaux.
Au travers des plis de l'avant pays himalayen que nous avons choisis comme « laboratoire naturel », dans les Siwaliks du Népal Central, l'abrasion fluviatile annuelle a atteint localement plusieurs millimètres voire dizaines de millimètres en 2006. Nous proposons un modèle simple intégrant les caractéristiques des flux et les l'érodabilités des roches permettant de reproduire assez fidèlement les valeurs d'érosion mesurées sur le terrain (à l'échelle d'une section de chenal). Ce mémoire est également l'occasion d'avancées méthodologiques, notamment sur la mesure indirecte de la charge de fond (granulométrie sur image des séries conglomératiques, désagrégation des grès) et sur la mesure de « l'érodabilité » des roches directement sur le terrain grâce au rebond du marteau de Schmidt. Nous présentons enfin de nouveaux dispositifs autonomes de mesure en continu dont un « capteur d'érosion » très prometteur.

Cette thèse examine les impacts sur la morphologie des tributaires du fleuve Saint-Laurent des changements dans leur débit et leur niveau de base engendrés par les changements climatiques prévus pour la période 2010–2099. Les tributaires sélectionnés (rivières Batiscan, Richelieu, Saint-Maurice, Saint-François et Yamachiche) ont été choisis en raison de leurs différences de taille, de débit et de contexte morphologique. Non seulement ces tributaires subissent-ils un régime hydrologique modifié en raison des changements climatiques, mais leur niveau de base (niveau d’eau du fleuve Saint-Laurent) sera aussi affecté. Le modèle morphodynamique en une dimension (1D) SEDROUT, à l’origine développé pour des rivières graveleuses en mode d’aggradation, a été adapté pour le contexte spécifique des tributaires des basses-terres du Saint-Laurent afin de simuler des rivières sablonneuses avec un débit quotidien variable et des fluctuations du niveau d’eau à l’aval. Un module pour simuler le partage des sédiments autour d’îles a aussi été ajouté au modèle. Le modèle ainsi amélioré (SEDROUT4-M), qui a été testé à l’aide de simulations à petite échelle et avec les conditions actuelles d’écoulement et de transport de sédiments dans quatre tributaires du fleuve Saint-Laurent, peut maintenant simuler une gamme de problèmes morphodynamiques de rivières. Les changements d’élévation du lit et d’apport en sédiments au fleuve Saint-Laurent pour la période 2010–2099 ont été simulés avec SEDROUT4-M pour les rivières Batiscan, Richelieu et Saint-François pour toutes les combinaisons de sept régimes hydrologiques (conditions actuelles et celles prédites par trois modèles de climat globaux (MCG) et deux scénarios de gaz à effet de serre) et de trois scénarios de changements du niveau de base du fleuve Saint-Laurent (aucun changement, baisse graduelle, baisse abrupte). Les impacts sur l’apport de sédiments et l’élévation du lit diffèrent entre les MCG et semblent reliés au statut des cours d’eau (selon qu’ils soient en état d’aggradation, de dégradation ou d’équilibre), ce qui illustre l’importance d’examiner plusieurs rivières avec différents modèles climatiques afin d’établir des tendances dans les effets des changements climatiques. Malgré le fait que le débit journalier moyen et le débit annuel moyen demeurent près de leur valeur actuelle dans les trois scénarios de MCG, des changements importants dans les taux de transport de sédiments simulés pour chaque tributaire sont observés. Ceci est dû à l’impact important de fortes crues plus fréquentes dans un climat futur de même qu’à l’arrivée plus hâtive de la crue printanière, ce qui résulte en une variabilité accrue dans les taux de transport en charge de fond. Certaines complications avec l’approche de modélisation en 1D pour représenter la géométrie complexe des rivières Saint-Maurice et Saint-François suggèrent qu’une approche bi-dimensionnelle (2D) devrait être sérieusement considérée afin de simuler de façon plus exacte la répartition des débits aux bifurcations autour des îles. La rivière Saint-François est utilisée comme étude de cas pour le modèle 2D H2D2, qui performe bien d’un point de vue hydraulique, mais qui requiert des ajustements pour être en mesure de pleinement simuler les ajustements morphologiques des cours d’eau.
This thesis investigates the impacts of climate-induced changes in discharge and base level on the morphology of Saint-Lawrence River tributaries for the period 2010–2099. The selected tributaries (Batiscan, Richelieu, Saint-Maurice, Saint-François and Yamachiche rivers) were chosen because of their differences in size, flow regime and morphological setting. Not only will these tributaries experience an altered hydrological regime as a consequence of climate change, but their base level (Saint-Lawrence River water level) will also change. A one-dimensional (1D) morphodynamic model (SEDROUT), originally developed for aggrading gravel-bed rivers, was adapted for the specific context of the Saint-Lawrence lowland tributaries in order to simulate sand-bed rivers with variable daily discharge and downstream water level fluctuations. A module to deal with sediment routing in channels with islands was also added to the model. The enhanced model (SEDROUT4-M), which was tested with small-scale simulations and present-day conditions in four tributaries of the Saint-Lawrence River, can now simulate a very wide range of river morphodynamic problems. Changes in bed elevation and bed-material delivery to the Saint-Lawrence River over the 2010–2099 period were simulated with SEDROUT4-M for the Batiscan, Richelieu and Saint-François rivers for all combinations of seven tributary hydrological regimes (present-day and those predicted using three global climate models (GCM) and two greenhouse gas emission scenarios) and three scenarios of how the base level provided by the Saint-Lawrence River will alter (no change, gradual decrease, step decrease). The effects on mean annual sediment delivery and bed elevation differ between GCM and seem to be related to whether the river is currently aggrading, degrading or in equilibrium, which highlights the importance of investigating several rivers using several climate models in order to determine trends in climate change impacts. Despite the fact that mean daily discharge and mean annual maximum discharge remain close to their current values in the three GCM scenarios for daily discharge, marked changes occur in the mean annual sediment transport rates in each simulated tributary. This is due to the important effect of more frequent large individual flood events under future climate as well as a shift of peak annual discharge from the spring towards the winter, which results in increased variability of bed-material transport rates. Some complications with the 1D modelling approach to capture the complex geometry of the Saint-Maurice and Saint-François rivers suggest that the use of a two-dimensional (2D) approach should be seriously considered to accurately simulate the discharge distribution at bifurcations around islands. The Saint-François River is used as a test case for the 2D model H2D2, which performs well from a hydraulics point of view but which needs to be adapted to fully simulate morphological adjustments in the channel.